Udforskning af potentialet i basalt/polypropylen-kompositter

Efterhånden som bæredygtighed bliver et afgørende aspekt af materialevidenskaben, vokser fokus på biobaserede alternativer, og basaltfibre passer perfekt i denne sammenhæng, da de er fremragende kandidater til at erstatte traditionelle syntetiske fibre som f.eks. glasfibre. Deres kombination med polypropylen (PP), den mest anvendte termoplastiske polymer i bilindustrien, gør det muligt at opnå kompositter med fremragende mekaniske egenskaber, holdbarhed og modstandsdygtighed over for miljøfaktorer, hvilket gør dem ideelle til anvendelser i bilindustrien.

En nylig undersøgelse, offentliggjort af Institut for Kemiteknik og Materialemiljø ved Sapienza-universitetet i Rom i "Materials Today Sustainability" (nummer 27, september 2024), dykker ned i den mekaniske genanvendelse af basalt/polypropylen (PP)-kompositter og belyser deres termiske og mekaniske egenskaber som en funktion af antallet af oparbejdningscyklusser ved hjælp af forskellige analyseteknikker, herunder Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) og Dynamic Mechanical Analysis (DMA).

Rollen for NETZSCH Instrumenter til termisk analyse

Vi introducerede forskningsgruppens aktiviteter på Roms universitet i en tidligere Customer Success Story: et interview med professor Jacopo Tirillò, en af medforfatterne. Ved denne lejlighed præsenterede professor Tirillò allerede nogle DSC- og DMA-resultater om basaltbaserede kompositter.

I denne nyere publikation, der er udført inden for rammerne af EU-projektet NextGenerationEU under det nationale center for bæredygtig mobilitet, Spoke 11 - Innovative Materials & Lightweighting, som involverer professor Fabrizio Sarasini som arbejdspakkeleder for WP5 med fokus på polymerer og Dr. Claudia Sergi som tidsbegrænset forsker (RTDA), bidrog de anvendte metoder til en omfattende forståelse af de termiske og mekaniske egenskaber ved basalt/PP-kompositter, især i forhold til deres opførsel efter flere oparbejdningscyklusser.

Mere i detaljer:

• DSC blev brugt til at bestemme PP-matrixens Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltetemperatur og Krystallinitet / Grad af krystallinitetKrystallinitet refererer til graden af strukturel orden i et fast stof. I en krystal er arrangementet af atomer eller molekyler konsekvent og gentagende. Mange materialer som f.eks. glaskeramik og nogle polymerer kan fremstilles på en sådan måde, at der dannes en blanding af krystallinske og amorfe områder. krystallinitet, hvilket gav indsigt i, hvordan hver oparbejdningscyklus påvirker disse termiske egenskaber,
• TGA-resultater hjalp med at forstå de termiske nedbrydningsegenskaber, og hvordan disse ændrer sig med stigende oparbejdningscyklusser,
• DMA afslørede, hvordan de mekaniske egenskaber udvikler sig med oparbejdningen, og hvor vigtig både fiberlængden og fiberorienteringen er for at bestemme disse materialers ydeevne.

Er du nysgerrig efter at lære mere om de detaljerede resultater og konsekvenser af denne forskning? Download den fulde artikel, "Basalt-Based Composite Materials: Today's Sustainability", som er tilgængelig i open access. Opdag, hvordan disse innovative kompositmaterialer kan bidrage til en mere bæredygtig fremtid!

Mere om de termiske og mekaniske analysemetoder

• 

  Differentielt skanningskalorimeter (DSC/DTA)
• 

  Termogravimetrisk analysator (TGA)
• 

  Dynamisk mekanisk analysator (DMA)