Влияние обработки желатином на деформацию жгута в смоле

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 18949 (2022) Цитировать эту статью

572 Доступа

Подробности о метриках

Было исследовано потенциальное использование желатиновых материалов в процессе производства жидких композитных формований (LCM), уделяя особое внимание явлению деформации арматуры. Пригодность желатина в качестве связующего в композиционном материале со стекловолокном для применения в процессе LCM оценивали путем анализа проницаемости и микроскопической структуры стекловолокна, покрытого желатином. Для оценки деформации жгута оценивали проницаемость неизвитого мата из однонаправленного стекловолокна при различных скоростях потока, которые можно было применять в процессе LCM. Гистерезис проницаемости наблюдался по мере увеличения и уменьшения расхода, что указывает на деформацию жгута. Проницаемость мата из стекловолокна, обработанного желатином, демонстрировала относительно меньшие изменения, чем проницаемость необработанного стекловолокна при той же скорости потока. Деформацию жгута в необработанных и обработанных желатином матах из неизвитого стекловолокна при различных скоростях потока оценивали с помощью микроскопического анализа и определяли количественно с использованием показателя толщины жгута. Относительно меньшие изменения в проницаемости и минимальные изменения толщины жгута мата из стекловолокна, обработанного желатином, наблюдались посредством микроскопического анализа, что указывает на то, что желатин эффективно поддерживает связующую структуру мата из стекловолокна.

Продолжающийся спрос на практическое применение высокоэффективных волокон в конструкциях привел к постоянному интересу к высокопрочным композитам, армированным волокнами. Композиционные материалы, такие как композиты, армированные стекловолокном и углеродным волокном, широко используются для конструкций и оборудования в судоходной, авиационной и автомобильной промышленности1, где анализ взаимосвязи между конструктивными характеристиками и конструктивными характеристиками необходим для обеспечения безопасности конструктивные решения2,3,4. Проблемы деформации арматуры привлекли внимание исследователей в области производства композитов. Проблемы деформации арматуры при производстве композитов связаны с пропиткой волокна, выдергиванием волокна, расслоением и кавитацией матрицы в процессе формования композита. Однако материал, который действует как связующее в процессе производства, должен предотвращать деформацию волокон в процессе формования композита.

Широко сообщалось о возможности использования желатина в композиционных материалах. Нарбат и др.5 исследовали использование композитных каркасов из гидроксиапатита и желатина для имитации минерального и органического состава натуральных костей. Ян и др.6 произвели нановолокна из смеси поли (l-лактидной кислоты)-желатина (PLLA-желатин) посредством электропрядения, тогда как Ван и др.7 создали трубчатые каркасы, состоящие из полилактидных волокон (внешний слой) и фиброин-желатиновых волокон шелка ( внутренний слой) посредством электропрядения. Balaji et al.8 изготовили трехмерные каркасы с пористой взаимосвязанной матрицей с использованием кератина, хитозана и желатина, где в качестве сырья использовались пористые композиты кератин-желатин (KG) и кератин-хитозан (KC). Практическое применение желатиновых волокон в качестве сшитого шовного материала было исследовано Nagura et al.9. Были исследованы различные подходы к производству желатиновых волокон. Fan и др.10 получили волокна из смеси альгината и желатина путем прядения раствора сырья через фильеру вискозного типа в коагулирующую ванну, содержащую водный раствор CaCl2 и этанол. Козловска и др.11 разработали трехмерные композиты коллаген/желатин/гидроксиэтилцеллюлоза и микросферы, наполненные желатином и коллагеном/желатином. Производство и применение желатиновых материалов все еще находятся на ранних стадиях. Дальнейшая реализация зависит от оптимизации свойств материала для конкретных применений.

Композиты углеродных волокон и желатина были разработаны с использованием методов литья в растворитель и пропитки раствором, где механические свойства (прочность и модуль упругости, удлинение при разрыве и прочность на сдвиг) регулировались в зависимости от объемной доли волокна, содержания глицерина (пластификатора). , содержание желатина и форма клетчатки12. Родригес-Кастелланос и др.13 оценили использование гидролизованного кукурузного крахмала и желатина в качестве базовой матрицы с (5 вес. %) и без армирования целлюлозным волокном для формирования контейнеров посредством экструзии с раздувом. Ханани и др.14 оценили механические и барьерные свойства композитных пленок, изготовленных путем объединения желатина с кукурузным маслом с использованием двухшнекового экструдера с однонаправленным вращением. Кроме того, Заман и Бег15 оценили фундаментальные свойства биокомпозитов из поликапролактона (PCL), ламинированных желатиновой пленкой, с различным содержанием желатина и исследовали влияние гамма-излучения после предварительной обработки 2-этилгексилакрилатом (EHA). Вышеуказанные исследования демонстрируют потенциальную возможность применения желатина в композиционных материалах.