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Erschienen in: Polymer Science, Series B 5/2023

11.12.2023 | COMPOSITES

Enhancement of Crack Resistance of Phthalonitrile-Based Carbon Fiber Reinforced Plastics by Introducing Polyamide Nonwoven Materials

verfasst von: I. V. Kutovaya, D. I. Poliakova, E. M. Erdni-Goryaev, Ya. V. Lipatov, E. S. Afanaseva, O. S. Morozov, A. V. Babkin, A. V. Kepman

Erschienen in: Polymer Science, Series B | Ausgabe 5/2023

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Abstract

The effect of introduction of polyamide nonwoven materials on the thermal and mechanical properties of polymer composite materials based on phthalonitriles and a carbon fabric is studied. It is shown that the addition of 3 wt % of polyamide nonwoven material causes a 44% increase in the specific work of delamination. At room temperature elastic mechanical characteristics, such as compressive strength and compressive modulus, for the composite modified with the nonwoven material increase by 12 and 100%, respectively. According to dynamic mechanical analysis, upon reaching 169°C the melting of polyamide occurs; however, there remains the possibility to use the composites above this temperature, as confirmed by mechanical tests performed at 200°C.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat R. R. Mukhametov, K. R. Akhmadieva, and L. V. Chursova, Russ. J. Gen. Chem. 81, 1025–1031 (2011).CrossRef R. R. Mukhametov, K. R. Akhmadieva, and L. V. Chursova, Russ. J. Gen. Chem. 81, 1025–1031 (2011).CrossRef
3.
Zurück zum Zitat S. B. Sastri and T. M. Keller, J. Polym. Sci., Polym. Chem. 37, 2105 (1999).CrossRef S. B. Sastri and T. M. Keller, J. Polym. Sci., Polym. Chem. 37, 2105 (1999).CrossRef
4.
Zurück zum Zitat S. B. Sastri and T. M. Keller, J. Polym. Sci., Polym. Chem. 36, 1885 (1998).CrossRef S. B. Sastri and T. M. Keller, J. Polym. Sci., Polym. Chem. 36, 1885 (1998).CrossRef
5.
Zurück zum Zitat J. Sun, Y. Han, Z. Zhao, G. Wang, S. Zhan, J. Ding, X. Liu, Y. Guo, H. Zhou, and T. Zhao, Compos. Commun. 26, 100779 (2021). J. Sun, Y. Han, Z. Zhao, G. Wang, S. Zhan, J. Ding, X. Liu, Y. Guo, H. Zhou, and T. Zhao, Compos. Commun. 26, 100779 (2021).
6.
Zurück zum Zitat D. D. Dominguez, H. N. Jones, and T. M. Keller, Polym. Compos. 25, 554 (2004).CrossRef D. D. Dominguez, H. N. Jones, and T. M. Keller, Polym. Compos. 25, 554 (2004).CrossRef
7.
Zurück zum Zitat B. A. Bulgakov, K. S. Belsky, S. S. Nechausov, E. S. Afanaseva, A. V. Babkin, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Mendeleev Commun. 28, 44 (2018).CrossRef B. A. Bulgakov, K. S. Belsky, S. S. Nechausov, E. S. Afanaseva, A. V. Babkin, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Mendeleev Commun. 28, 44 (2018).CrossRef
8.
Zurück zum Zitat B. A. Bulgakov, A. V. Sulimov, A. V. Babkin, D. V. Afanasiev, A. V. Solopchenko, E. S. Afanaseva, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Mendeleev Commun. 27, 257 (2017).CrossRef B. A. Bulgakov, A. V. Sulimov, A. V. Babkin, D. V. Afanasiev, A. V. Solopchenko, E. S. Afanaseva, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Mendeleev Commun. 27, 257 (2017).CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M. Laskoski, A. R. Shepherd, W. Mahzabeen, J. S. Clarke, T. M. Keller, and U. Sorathia, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 56, 1128 (2018).CrossRef M. Laskoski, A. R. Shepherd, W. Mahzabeen, J. S. Clarke, T. M. Keller, and U. Sorathia, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 56, 1128 (2018).CrossRef
10.
Zurück zum Zitat C. Liu, Y. Qiao, H. Jia, N. Li, Y. Chen, and X. Jian, Polymer 228, 123947 (2021). C. Liu, Y. Qiao, H. Jia, N. Li, Y. Chen, and X. Jian, Polymer 228, 123947 (2021).
11.
Zurück zum Zitat D. Ren, K. Li, L. Chen, S. Chen, M. Han, M. Xu, and X. Liu, Composites 177, 107419 (2019). D. Ren, K. Li, L. Chen, S. Chen, M. Han, M. Xu, and X. Liu, Composites 177, 107419 (2019).
12.
Zurück zum Zitat A. Medjahed, M. Derradji, A. Zegaoui, R. Wu, and B. Li, Mater. Sci. Technol. 35, 661 (2019).CrossRef A. Medjahed, M. Derradji, A. Zegaoui, R. Wu, and B. Li, Mater. Sci. Technol. 35, 661 (2019).CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Y. Zu, F. Zhang, D. Chen, L. Zong, J. Wang, and X. Jian, Polymer 198, 122490 (2020). Y. Zu, F. Zhang, D. Chen, L. Zong, J. Wang, and X. Jian, Polymer 198, 122490 (2020).
14.
Zurück zum Zitat B. G. Sun, Q. Lei, Y. Guo, H. Q. Shi, J. B. Sun, K. X. Yang, and S. Y. Fu, Composites 166, 681 (2019).CrossRef B. G. Sun, Q. Lei, Y. Guo, H. Q. Shi, J. B. Sun, K. X. Yang, and S. Y. Fu, Composites 166, 681 (2019).CrossRef
15.
Zurück zum Zitat S. B. Sastri, J. P. Armistead, and T. M. Keller, Polym. Compos. 17, 816 (1996).CrossRef S. B. Sastri, J. P. Armistead, and T. M. Keller, Polym. Compos. 17, 816 (1996).CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Y. Han, D. Tang, G. Wang, Y. Guo, H. Zhou, W. Qiu, and T. Zhao, Eur. Polym. J. 111, 104 (2019).CrossRef Y. Han, D. Tang, G. Wang, Y. Guo, H. Zhou, W. Qiu, and T. Zhao, Eur. Polym. J. 111, 104 (2019).CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M. Wu, J. Xu, S. Bai, X. Chen, X. Yu, K. Naito, and Q. Zhang, Soft Matter 16, 1888 (2020).CrossRefPubMed M. Wu, J. Xu, S. Bai, X. Chen, X. Yu, K. Naito, and Q. Zhang, Soft Matter 16, 1888 (2020).CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat M. Laskoski, M. B. Schear, A. Neal, D. D. Dominguez, H. L. Ricks-Laskoski, J. Hervey, and T. M. Keller, Polymer 67, 185 (2015).CrossRef M. Laskoski, M. B. Schear, A. Neal, D. D. Dominguez, H. L. Ricks-Laskoski, J. Hervey, and T. M. Keller, Polymer 67, 185 (2015).CrossRef
19.
Zurück zum Zitat D. D. Dominguez and T. M. Keller, High Perform. Polym. 18, 283 (2006).CrossRef D. D. Dominguez and T. M. Keller, High Perform. Polym. 18, 283 (2006).CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Z. Zhang, X. Xue, Z. Zhang, Y. Liu, and G. Li, J. Appl. Polym. Sci. 131, 40746 (2014).CrossRef Z. Zhang, X. Xue, Z. Zhang, Y. Liu, and G. Li, J. Appl. Polym. Sci. 131, 40746 (2014).CrossRef
21.
Zurück zum Zitat I. A. Timoshkin, V. V. Aleshkevich, E. S. Afanas’eva, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Polym. Sci. 62, 172 (2020). I. A. Timoshkin, V. V. Aleshkevich, E. S. Afanas’eva, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Polym. Sci. 62, 172 (2020).
22.
Zurück zum Zitat B. A. Bulgakov, A. V. Sulimov, A. V. Babkin, I. A. Timoshkin, A. V. Solopchenko, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, J. Compos. Mater. 51, 4157 (2017).CrossRef B. A. Bulgakov, A. V. Sulimov, A. V. Babkin, I. A. Timoshkin, A. V. Solopchenko, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, J. Compos. Mater. 51, 4157 (2017).CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M. V. Yakovlev, O. S. Morozov, E. S. Afanaseva, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, React. Funct. Polym. 146 (104409) (2020). M. V. Yakovlev, O. S. Morozov, E. S. Afanaseva, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, React. Funct. Polym. 146 (104409) (2020).
24.
Zurück zum Zitat M. V. Yakovlev, M. E. Kuchevskaia, V. E. Terekhov, O. S. Morozov, A. V. Babkin, A. V. Kepman, and B. A. Bulgakov, Mater. Today Commun. 33, 104738 (2022). M. V. Yakovlev, M. E. Kuchevskaia, V. E. Terekhov, O. S. Morozov, A. V. Babkin, A. V. Kepman, and B. A. Bulgakov, Mater. Today Commun. 33, 104738 (2022).
25.
Zurück zum Zitat S. S. Nechausov, A. A. Aleksanova, O. S. Morozov, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, React. Funct. Polym. 164, 104932 (2021). S. S. Nechausov, A. A. Aleksanova, O. S. Morozov, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, React. Funct. Polym. 164, 104932 (2021).
26.
Zurück zum Zitat V. V. Aleshkevich, B. A. Bulgakov, Y. V. Lipatov, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, Mendeleev Commun. 32, 327 (2022).CrossRef V. V. Aleshkevich, B. A. Bulgakov, Y. V. Lipatov, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, Mendeleev Commun. 32, 327 (2022).CrossRef
27.
Zurück zum Zitat D. V. Guseva, V. Y. Rudyak, P. V. Komarov, A. V. Sulimov, B. A. Bulgakov, and A. V. Chertovich, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 56, 362 (2018).CrossRef D. V. Guseva, V. Y. Rudyak, P. V. Komarov, A. V. Sulimov, B. A. Bulgakov, and A. V. Chertovich, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 56, 362 (2018).CrossRef
28.
Zurück zum Zitat B. A. Bulgakov, A. V. Sulimov, A. V. Babkin, A. V. Kepman, A. P. Malakho, and V. V. Avdeev, J. Appl. Polym. Sci. 134, 44786 (2017).CrossRef B. A. Bulgakov, A. V. Sulimov, A. V. Babkin, A. V. Kepman, A. P. Malakho, and V. V. Avdeev, J. Appl. Polym. Sci. 134, 44786 (2017).CrossRef
29.
Zurück zum Zitat B. A. Bulgakov, O. S. Morozov, I. A. Timoshkin, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, Polym. Sci. 63, 64 (2021). B. A. Bulgakov, O. S. Morozov, I. A. Timoshkin, A. V. Babkin, and A. V. Kepman, Polym. Sci. 63, 64 (2021).
30.
Zurück zum Zitat D. Poliakova, O. Morozov, Y. Lipatov, A. Babkin, A. Kepman, V. Avdeev, and B. Bulgakov, Polymers 14, 24975 (2022).CrossRef D. Poliakova, O. Morozov, Y. Lipatov, A. Babkin, A. Kepman, V. Avdeev, and B. Bulgakov, Polymers 14, 24975 (2022).CrossRef
32.
Zurück zum Zitat D. Augustine, D. Mathew, and C. P. R. Nair, Polym. Int. 64, 146 (2015).CrossRef D. Augustine, D. Mathew, and C. P. R. Nair, Polym. Int. 64, 146 (2015).CrossRef
33.
Zurück zum Zitat D. Augustine, D. Mathew, and C. P. R. Nair, Polym. Int. 62, 1068 (2013).CrossRef D. Augustine, D. Mathew, and C. P. R. Nair, Polym. Int. 62, 1068 (2013).CrossRef
34.
Zurück zum Zitat S. Ji, P. Yuan, J. Hu, R. Sun, K. Zeng, and G. Yang, Polymer 84, 365 (2016).CrossRef S. Ji, P. Yuan, J. Hu, R. Sun, K. Zeng, and G. Yang, Polymer 84, 365 (2016).CrossRef
36.
Zurück zum Zitat D. I. Poliakova, O. S. Morozov, S. S. Nechausov, E. A. Afanaseva, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, and V. V. Avdeev, React. Funct. Polym. 181, 105450 (2022). D. I. Poliakova, O. S. Morozov, S. S. Nechausov, E. A. Afanaseva, B. A. Bulgakov, A. V. Babkin, and V. V. Avdeev, React. Funct. Polym. 181, 105450 (2022).
37.
Zurück zum Zitat J. H. Hodgkin, G. P. Simon, and R. J. Varley, Polym. Adv. Technol. 9, 3 (1998).CrossRef J. H. Hodgkin, G. P. Simon, and R. J. Varley, Polym. Adv. Technol. 9, 3 (1998).CrossRef
38.
Zurück zum Zitat R. R. Mukhametov, K. R. Akhmadieva, M. A. Kim, and A. N. Babin, Aviats. Mater. Tekhnol., No. S, 260 (2012). R. R. Mukhametov, K. R. Akhmadieva, M. A. Kim, and A. N. Babin, Aviats. Mater. Tekhnol., No. S, 260 (2012).
39.
Zurück zum Zitat P. A. Oyanguren, M. J. Galante, K. Andromaque, P. M. Frontini, and R. J. J. Williams, Polymer 40, 5249 (1999).CrossRef P. A. Oyanguren, M. J. Galante, K. Andromaque, P. M. Frontini, and R. J. J. Williams, Polymer 40, 5249 (1999).CrossRef
40.
Zurück zum Zitat A. V. Babkin, E. M. Erdni-Goryaev, A. V. Solopchenko, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Polym. Adv. Technol. 27, 774 (2016).CrossRef A. V. Babkin, E. M. Erdni-Goryaev, A. V. Solopchenko, A. V. Kepman, and V. V. Avdeev, Polym. Adv. Technol. 27, 774 (2016).CrossRef
41.
Zurück zum Zitat Y. Chen, H. Guo, C. Geng, Y. Wu, G. Dai, and C. Teng, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 30, 991 (2019).CrossRef Y. Chen, H. Guo, C. Geng, Y. Wu, G. Dai, and C. Teng, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 30, 991 (2019).CrossRef
42.
Zurück zum Zitat T. Liu, M. Xu, Z. Bai, D. Ren, X. Xu, and X. Liu, Polymer 260, 125355 (2022). T. Liu, M. Xu, Z. Bai, D. Ren, X. Xu, and X. Liu, Polymer 260, 125355 (2022).
43.
Zurück zum Zitat A. S. Kolobkov, Trudy VIAM, No. 9, 44 (2020). A. S. Kolobkov, Trudy VIAM, No. 9, 44 (2020).
44.
Zurück zum Zitat Yu. M. Treshchalin, Composite Materials Based on Non-Woven Fabrics (BOS, Moscow, 2015) [in Russian]. Yu. M. Treshchalin, Composite Materials Based on Non-Woven Fabrics (BOS, Moscow, 2015) [in Russian].
45.
Zurück zum Zitat K. Reifsneider, Applied Mechanics of Composites, Series Mechanics (Mir, Moscow, 1989) [in Russian]. K. Reifsneider, Applied Mechanics of Composites, Series Mechanics (Mir, Moscow, 1989) [in Russian].
46.
Zurück zum Zitat N. Ni, Y. Wen, D. He, X. Yi, C. Wang, and Y. Xu, Composites, Part A 79, 176 (2015).CrossRef N. Ni, Y. Wen, D. He, X. Yi, C. Wang, and Y. Xu, Composites, Part A 79, 176 (2015).CrossRef
47.
Zurück zum Zitat I. N. Prasanaa and N. Arunkumar, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 923, 012051 (2020). I. N. Prasanaa and N. Arunkumar, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 923, 012051 (2020).
48.
Zurück zum Zitat “New technologies for plastic processing. Recycling of polyamides,” https://clck.ru/34pyeb (Accessed June 27, 2023). “New technologies for plastic processing. Recycling of polyamides,” https://​clck.​ru/​34pyeb (Accessed June 27, 2023).
49.
Zurück zum Zitat O. A. Nikolaeva, T. A. Rybakova, and R. R. Yusupov, “Possible prospects for the development of recycling and subsequent disposal of secondary polymers,” in Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Nizhnekamsk, 2017. O. A. Nikolaeva, T. A. Rybakova, and R. R. Yusupov, “Possible prospects for the development of recycling and subsequent disposal of secondary polymers,” in Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Nizhnekamsk, 2017.
50.
Zurück zum Zitat E. N. Grushevskaya, G. Ya. Musafirova, and S. V. Maksimovich, in Proceedings of the International Scientific and Methodical Conference on “Composite Materials Based on Mineral Binders Modified with Secondary Polymer Additives”, Brest, 2014. E. N. Grushevskaya, G. Ya. Musafirova, and S. V. Maksimovich, in Proceedings of the International Scientific and Methodical Conference on “Composite Materials Based on Mineral Binders Modified with Secondary Polymer Additives”, Brest, 2014.
51.
Zurück zum Zitat A. S. Klinkov, P. S. Belyaev, and M. V. Sokolov, Candidate’s Dissertation in Chemistry (Tambov Gos. Tekh. Univ., Tambov, 2012). A. S. Klinkov, P. S. Belyaev, and M. V. Sokolov, Candidate’s Dissertation in Chemistry (Tambov Gos. Tekh. Univ., Tambov, 2012).
52.
Zurück zum Zitat H. Sheng, X. Peng, H. Guo, X. Yu, K. Naito, X. Qu, and Q. Zhang, Thermochim. Acta 577, 17 (2014).CrossRef H. Sheng, X. Peng, H. Guo, X. Yu, K. Naito, X. Qu, and Q. Zhang, Thermochim. Acta 577, 17 (2014).CrossRef
53.
Zurück zum Zitat M. V. Lobanov, A. I. Gulyaev, and A. N. Babin, Polym. Sci., Ser. B 58, 1 (2016).CrossRef M. V. Lobanov, A. I. Gulyaev, and A. N. Babin, Polym. Sci., Ser. B 58, 1 (2016).CrossRef
54.
Zurück zum Zitat N. Ma, W. Liu, L. Ma, S. He, H. Liu, Z. Zhang, A. Sun, M. Huang, and C. Zhu, e-Polymers 20, 346 (2020). N. Ma, W. Liu, L. Ma, S. He, H. Liu, Z. Zhang, A. Sun, M. Huang, and C. Zhu, e-Polymers 20, 346 (2020).
55.
Metadaten
Titel
Enhancement of Crack Resistance of Phthalonitrile-Based Carbon Fiber Reinforced Plastics by Introducing Polyamide Nonwoven Materials
verfasst von
I. V. Kutovaya
D. I. Poliakova
E. M. Erdni-Goryaev
Ya. V. Lipatov
E. S. Afanaseva
O. S. Morozov
A. V. Babkin
A. V. Kepman
Publikationsdatum
11.12.2023
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Polymer Science, Series B / Ausgabe 5/2023
Print ISSN: 1560-0904
Elektronische ISSN: 1555-6123
DOI
https://doi.org/10.1134/S1560090423600171

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