ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 137 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Анализ механических свойств и характеристик свободных колебаний полимерного композита на основе переплетенных обработанных волокон джута Савендра Сингх a, *, Четан Хирвани b Национальный технологический институт Патны, Патна, Бихар, 800005, Индия a https://orcid.org/0000-0002-5151-0284, savendrasingh123@gmail.com, b https://orcid.org/0000-0003-4291-4575, chetank.me@nitp.ac.in Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 3 с. 137–151 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-137-151 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Композиционные материалы на основе натуральных волокон являются хорошей альтернативой композиционным материалам на основе синтетических волокон и находят применение в различных областях, где действуют низкие и средние нагрузки, благодаря их малому весу, низкой стоимости, высокому соотношению ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 678 История статьи: Поступила: 20 июня 2023 Рецензирование: 30 июня 2023 Принята к печати: 10 июля 2023 Доступно онлайн: 15 сентября 2023 Ключевые слова: Натуральное волокно ИКФС Поверхностная обработка Собственная частота Затухание колебаний Свободная вибрация СЭМ (РЭМ) Благодарности Авторы очень благодарны руководству Инженерного колледжа Райкия (Азамгарх) за предоставленную лабораторию для проведения исследовательской работы. АННОТАЦИЯ Введение. В последнее время существенно увеличилось использование натуральных волокон – они эффективно заменяют синтетические, что благотворно влияет на окружающую среду, так как упрощается процесс утилизации отходов. Однако по механическим свойствам натуральные волокна уступают синтетическим. Цель работы. В этом исследовании рассматривалось влияние обработки поверхностных и более глубоких слоев джутового волокна на механические характеристики и характеристики свободных колебаний композиционного материала на его основе. Методы исследования. Благодаря равномерному распределению напряжений в направлениях основы и утка в настоящем исследовании были использованы четырехслойные джутовые волокна корзиночного плетения. Результат и обсуждение. Механические свойства и характеристики свободных колебаний композиционных материалов значительно улучшаются, если джутовые волокна предварительно обработать NaOH, поскольку он устраняет слабый компонент матрицы – лингин – и делает волокна более жесткими и прочными. Однако увеличение процентного содержания NaOH и времени выдержки волокон в растворе NaOH мало влияет на эти свойства. Наибольшие значения временного сопротивления и модуля упругости при растяжении составляют 50 ± 1,17 МПа и 1,94 ± 0,23 ГПа соответственно и характерны для композита на основе джутового волокна корзиночного плетения, обработанного в течение 1 часа. Такая обработка позволяет повысить временное сопротивление и модуль упругости примерно на 12 и 40 % соответственно. Точно так же значения сопротивления разрушению и модуля упругости при изгибе составляют 95 ± 1,17 МПа и 3,99 ± 0,23 ГПа соответственно и характерны для композита на основе джутового волокна корзиночного плетения, обработанного в течение 1 часа. Полученный таким способом композиционный материал демонстрирует самое высокое значение основной частоты: 77,837 Гц. Наличие связи O-H в композиционном материале, как показало исследование ИКФС (инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье), придает ему гидрофильный характер и ограничивает использование во влажной среде. Соотношения волокна и матрицы видны на изображениях СЭМ (РЭМ). Для цитирования: Сингх С.П., Хирвани Ч.К. Анализ механических свойств и характеристик свободных колебаний полимерного композита на основе переплетенных обработанных волокон джута // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 3. – С. 137–151. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-137-151. ______ *Адрес для переписки Сингх Савендра Пратап, Национальный технологический институт Патны Патна, Бихар, 800005, Индия Тел.: +91-9455446960, e-mail: savendrasingh123@gmail.com прочности и веса, биоразлагаемости, высокой доступности и другим показателям. Это связано с растущим спросом на материалы с особыми требованиями к свойствам и не загрязняющие окружающую среду. Натуральные волокна обладают лучшими механическими свойствами и характеристиками свободных колебаний в плетеном состоянии. Их свойства улучшаются по мере увеличения количества слоев [1, 2]. В результате армирования динамические механические характеристики композиционных материалов повышаются. Наличие целлюлозы и гемицеллюлозы в ячейках волокна улучшает
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1