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Erschienen in: Journal of Materials Science 9/2013

01.05.2013

Effect of hybridization of liquid rubber and nanosilica particles on the morphology, mechanical properties, and fracture toughness of epoxy composites

verfasst von: Shi Ai Xu, Gong Tao Wang, Yiu Wing Mai

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 9/2013

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Abstract

A liquid carboxyl-terminated butadiene–acrylonitrile copolymer (CTBN) and SiO2 particles in nanosize were used to modify epoxy, and binary CTBN/epoxy composites and ternary CTBN/SiO2/epoxy composites were prepared using piperidine as curing agent. The morphologies of the composites were observed by scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), and it is indicated that the size of CTBN particles increases with CTBN content in the binary composites, however, the CTBN particle size decreases with the content of nanosilica in the ternary composites. The effects of CTBN and nanosilica particles on the mechanical and fracture toughness of the composites were also investigated, it is shown that the tensile mechanical properties of the binary CTBN-modified epoxy composites can be further improved by addition of nanosilica particles, moreover, obvious improvement in fracture toughness of epoxy can be achieved by hybridization of liquid CTBN rubber and nanosilica particles. The morphologies of the fractured surface of the composites in compact tension tests were explored attentively by field emission SEM (FE-SEM), it is found that different zones (pre-crack, stable crack propagation, and fast crack zones) on the fractured surface can be obviously discriminated, and the toughening mechanism is mainly related to the stable crack propagation zone. The cavitation of the rubber particles and subsequent void growth by matrix shear deformation are the main toughening mechanisms in both binary and ternary composites.

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Literatur
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Zurück zum Zitat ASTM D5045-99 (1999) In: Standard test methods for plane strain fracture toughness and strain energy release rate of plastic materials. ASTM International, West Conshohocken ASTM D5045-99 (1999) In: Standard test methods for plane strain fracture toughness and strain energy release rate of plastic materials. ASTM International, West Conshohocken
Metadaten
Titel
Effect of hybridization of liquid rubber and nanosilica particles on the morphology, mechanical properties, and fracture toughness of epoxy composites
verfasst von
Shi Ai Xu
Gong Tao Wang
Yiu Wing Mai
Publikationsdatum
01.05.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 9/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-013-7149-4

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