Utforska potentialen hos basalt/polypropylen-kompositer

I takt med att hållbarhet blir en allt viktigare aspekt inom materialvetenskapen ökar fokus på biobaserade alternativ, och basaltfibrer passar perfekt in i detta sammanhang eftersom de är utmärkta kandidater för att ersätta traditionella syntetfibrer som t.ex. glasfibrer. I kombination med polypropylen (PP), den mest använda termoplastiska polymeren inom fordonsindustrin, kan man få fram kompositer som kännetecknas av utmärkta mekaniska egenskaper, hållbarhet och motståndskraft mot miljöfaktorer, vilket gör dem idealiska för applikationer inom fordonsindustrin.

I en ny studie, som publicerats av institutionen för kemiteknik och materialmiljö vid Sapienza-universitetet i Rom i "Materials Today Sustainability" (nr 27, september 2024), undersöks den mekaniska återvinningen av basalt/polypropen (PP)-kompositer, och deras termiska och mekaniska egenskaper belyses som en funktion av antalet upparbetningscykler med hjälp av olika analytiska tekniker, bland annat differentialskanningskalorimetri (DSC), termogravimetrisk analys (TGA) och dynamisk mekanisk analys (DMA).

Rollen för NETZSCH Instrument för termisk analys

Vi presenterade verksamheten i forskargruppen vid Roms universitet i en tidigare Customer Success Story: en intervju med professor Jacopo Tirillò, en av medförfattarna. Vid detta tillfälle presenterade Prof. Tirillò redan några DSC- och DMA-resultat om basaltbaserade kompositer.

I denna nyare publikation som genomfördes inom ramen för EU-projektet NextGenerationEU av National Sustainable Mobility Center, Spoke 11 - Innovative Materials & Lightweighting, som involverar professor Fabrizio Sarasini som arbetspaketledare för WP5 med fokus på polymerer och Dr. Claudia Sergi som forskare med tidsbegränsad anställning (RTDA), bidrog de metoder som användes till en omfattande förståelse av de termiska och mekaniska egenskaperna hos basalt/PP-kompositer, särskilt i förhållande till deras beteende efter flera upparbetningscykler.

Mer i detalj:

• DSC användes för att bestämma PP-matrisens Smälttemperaturer och entalpierEtt ämnes smältningsenthalpi, även kallad latent värme, är ett mått på den energitillförsel, vanligtvis värme, som krävs för att omvandla ett ämne från fast till flytande tillstånd. Ett ämnes smältpunkt är den temperatur vid vilken det ändrar tillstånd från fast (kristallin) till flytande (isotropisk smälta).smälttemperatur och Kristallinitet / Grad av kristallinitetMed kristallinitet avses graden av strukturell ordning i ett fast ämne. I en kristall är arrangemanget av atomer eller molekyler konsekvent och repetitivt. Många material, t.ex. glaskeramik och vissa polymerer, kan framställas på ett sådant sätt att en blandning av kristallina och amorfa områden uppstår.kristallinitet, vilket gav insikter om hur varje upparbetningscykel påverkar dessa termiska egenskaper,
• TGA-resultaten hjälpte till att förstå de termiska nedbrytningsegenskaperna och hur dessa förändras med ökande upparbetningscykler,
• DMA avslöjade hur de mekaniska egenskaperna utvecklas med upparbetning, och vikten av både fiberlängd och fiberorientering för att bestämma prestandan hos dessa material.

Är du nyfiken på att lära dig mer om de detaljerade resultaten och konsekvenserna av denna forskning? Ladda ner hela artikeln, "Basalt-Based Composite Materials: Today's Sustainability", som finns tillgänglig med öppen tillgång. Upptäck hur dessa innovativa kompositmaterial kan bidra till en mer hållbar framtid!

Mer om metoderna för termisk och mekanisk analys

• 

  Differentiell skanningskalorimeter (DSC/DTA)
• 

  Termogravimetrisk analysator (TGA)
• 

  Dynamisk mekanisk analysator (DMA)