Dikkat: tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını danışınız. testler için kullanılan kimyasallar, toksik ve kanserojendir. kişisel koruyucu donanım (koruyucu gözlük, eldiven, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon ve kapalı parmak ayakkabı) kullanın. Testler için 1. Kurulum <ol><li> Numunelerin hazırlanması <ol><li> (Lif yönünde fitillenmesi test etmek için) elyaf dik yönde kumaş şerit kesin. Not: şeritlerin uzunluğu belirli bir elyaf hacim oranının elde edilmesi için hesaplanmaktadır. C-kumaşlar için, V F =% 40 elde edilmesi için, şeritlerin uzunluğu 150 mm idi. Işlenmemiş ve işlenmiş keten, aynı V f ulaşmak için, uzunluk 365 mm idi. Her şeridin genişliği 20 mm (Şekil 1) numune tutucu, yüksekliğine eşit olur. </li><li> R &lt;silindirik numune tutucu içine sokulmasına izin sıkıca şeritler Rulo/ Em&gt; = 6 mm. </li><li> (Esneklik örnek tutucu etkisini bastırmak için) numune tutucu ve örnek takviye arasındaki ince kağıt filtre ekleyin. kağıt filtre maksimum kalınlığı 0.1 mm olmalıdır. </li><li> silindir içine örneği yerleştirin ve sıkıştırma sağlamak amacıyla üstündeki alt delinmiş kapağı ve pistonu vida. </li><li> tansiyometre kumaş ile örnek tutucu kelepçe. </li></ol></li><li> Sıvıların hazırlanmasında <ol><li> Sıvı testi ile bir gemi doldurun ve tansiyometre özel yuvasına yerleştirin. Kullanım kaplar borosilikat cam ve 70 mm arasında bir çapa sahip oldu. </li><li> İlk test (aşama 2.1), n-heksan kullanın. İkinci testte (adım 2.3) için su kullanın. Tekne içindeki sıvı, en az 12 mm&#39;lik bir yüksekliğe ulaşır emin olun. </li></ol></li><li> deneysel parametreler <ol><li> 8 mg ve abancı yüzey algılama eşiğini ayarlamaksıvı saptanması için, 0.5 mm / s sıvı kabının tion hızı. </li></ol></li></ol> 2. Fitilleme testi NOT: örneklerinin hazırlanması ve tansiyometre parametreleri kurulumundan sonra, esneklik testleri başlayabilirsiniz. sıvı örnek tutucu ile temas edene kadar, sıvı kabı yukarı hareket eder. Sonra, sıvı numune tutucu içine yükselir ve tansiyometre zamanla kare sıvı kütle kazancı ölçer. Veri tansiyometre birlikte verilen yazılım tarafından kaydedilir. zamana karşı kütlesinin bir eğri sonra her esneklik testi için görüntülenmiştir. <ol><li> Geometrik faktörü tespiti için ilk test: <ol><li> tamamen ıslatma sıvısının (kendisi için temas açısı 0 °), örneğin, n-heksan kullanarak. </li><li> görüntülenmiştir eğrisi sabit bir değere ulaştığında esneklik testi durdurun. Bu sıvı fitilleme tam olduğunu ve böylece numune tutucu üst ulaştı ve belirtir. </li><li&gt; Washburn denklemi ile fitilleme eğrisi (m2 (t)) ile lineer trend uygun: <img alt="denklem 3" src="/files/ftp_upload/55059/image003.jpg" /> (3) İlerleme temas açısı doğrusal bir uyum eğiminden n-heksan ile 0 ° sözde olduğundan, geometrik sabit, C (5 mm) belirler. Not: Tüm testler, 20 ° C&#39;de standart koşullar altında gerçekleştirilmiştir. sıcaklıktaki bir değişiklik, sıvı yüzey gerilimini ve sonuçları değiştirecektir. </li></ol></li><li> Aşağıdaki testler için numune tutucu temizliği Not: Islak kumaş ayrılmasından sonra, numune tutucusu aşağıdaki ölçümlerden hataları önlemek için mükemmel temizlenmelidir. <ol><li> 30 saniye için sülfokromik asit (potasyum dikromat doymuş bir çözeltisi% 50 konsantre sülfürik asit% 50) bir kap içinde numune tutucu bırakın. </li><li> distile su ile durulayın veDaha sonra kurulayın. </li></ol></li><li> Belirgin ilerleyen temas açısını belirlemek için ikinci test <ol><li> İlerleme temas açısı, yeni aynıdır ve kuru kumaş örneği ile ölçülecek olan sıvısı kullanın. NOT: Su yöntemini doğrulamak amacıyla kullanılmıştır. </li><li> görüntülenmiştir eğrisi sabit bir değere ulaştığında esneklik testi durdurun. Bu sıvı numune tutucusunun üst ulaştı ve bu kılcal yükselme tamamlandığını gösterir. </li><li> Sabit C için, daha önce belirleyici doğrusal bir uyum eğimle, ilk test (aşama 2.1) nedeniyle bilinen, Washbum denklemine (Denklem 3) ile fitilleme eğrisi (m2 (t)) doğrusal bir parçası monte ilerleme temas açısı, θ bir (°). Not: Tüm testler, 20 ° C&#39;de standart koşullar altında gerçekleştirilmiştir. sıcaklıktaki bir değişiklik, sıvı yüzey gerilimini ve sonuçları değiştirecektir. </li></ol></li&gt; <li> Numune tutucu nedeniyle, sıvı ağırlığı katkı değerlendirilmesi NOT: tansiyometre, bir mikro olarak, kumaş sıvı artan ve numune tutucu dış menisküs katkısı ve filtresi esneklik de dahil olmak sıvının toplam kütlesi, ölçer. Bu katkılar izole edilmelidir. <ol><li> numune tutucu içine adım 1.1.3 kullanılmaktadır ve tekrar 2.1.1-2.1.2 adımları olarak filtre kağıdı aynı miktarda koyun. </li><li> Adım 2.1.3 kaydedilen verilerin elde edilen sabit değer (m 2) Çıkar ve geometrik sabiti, C doğru değerlendirme değerlendirmek için eğrisini kaydırır. </li><li> Sadece filtre kağıdı ve tekrar 2.3.1-2.3.2 adımları ile örnek tutucu doldurun. </li><li> Adım 2.3.3 kaydedilen verilerin elde edilen sabit değer (m 2) Çıkar ve ilerleyen temas açısı doğru değerlendirme değerlendirmek için eğri vardiya basmakta q. </li></ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Lawrence, J. M., Neacsu, V., Advani, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+the+impact+of+capillary+pressure+and+air+entrapment+on+fiber+tow+saturation+during+resin+infusion+in+lcm.">Modeling the impact of capillary pressure and air entrapment on fiber tow saturation during resin infusion in lcm.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 40 (8), 1053-1064 (2009).</li><li>Ravey, C., Ruiz, E., Trochu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+optimal+impregnation+velocity+in+resin+transfer+molding+by+capillary+rise+experiments+and+infrared+thermography.">Determination of the optimal impregnation velocity in resin transfer molding by capillary rise experiments and infrared thermography.</a> Compos Sci Technol. 99, 96-102 (2014).</li><li>Verrey, J., Michaud, V., M&#229;nson, J. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+capillary+effects+in+liquid+composite+moulding+with+non-crimp+fabrics.">Dynamic capillary effects in liquid composite moulding with non-crimp fabrics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 37 (1), 92-102 (2006).</li><li>Abouorm, L., Moulin, N., Bruchon, J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolithic+approach+of+Stokes-+Darcy+coupling+for+LCM+process+modelling.">Monolithic approach of Stokes- Darcy coupling for LCM process modelling.</a> Key Eng Mater. 554, 447-455 (2013).</li><li>Washburn, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Note+on+a+method+of+determining+the+distribution+of+pore+sizes+in+a+porous+material.">Note on a method of determining the distribution of pore sizes in a porous material.</a> Proc Natl Acad Sci USA. , 115-116 (1921).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+effects+on+flax+fibers-modification+and+characterization+of+the+wetting+dynamics.">Capillary effects on flax fibers-modification and characterization of the wetting dynamics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 257-265 (2015).</li><li>Darcy, H., Dalmont, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Les fontaines publiques de la ville de Dijon: exposition et application. , (1856).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+a+fibrous+reinforcement-orthotropic+issues+to+determine+the+capillary+pressure+components.">Capillary wicking in a fibrous reinforcement-orthotropic issues to determine the capillary pressure components.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 133-141 (2015).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+flax+fabrics+-+effects+of+swelling+in+water.">Capillary wicking in flax fabrics - effects of swelling in water.</a> Colloids Surf A: Physicochem Eng Aspects. 498, 176-184 (2016).</li><li>Nguyen, V. H., Lagard&#232;re, M., Park, C. H., Panier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeability+of+natural+fiber+reinforcement+for+liquid+composite+molding+processes.">Permeability of natural fiber reinforcement for liquid composite molding processes.</a> J Mater Sci. 49 (18), 6449-6458 (2014).</li><li>Stuart, T., McCall, R., Sharma, H., Lyons, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+wicking+and+moisture+interactions+of+flax+and+viscose+fibres.">Modelling of wicking and moisture interactions of flax and viscose fibres.</a> Carbohydr Polym. 123, 359-368 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Protokolde kritik adımlar örneklerinin hazırlanması ile ilgilidir. İlk olarak, haddelenmiş örneklenmiş homojen bir lif hacim oranı varsayımını yapmak için sıkı olması gerekir. Numunede bir sıkışma gradyan ise, Washburn denklemi 5, 6 fitilleme eğrileri uyacak şekilde kullanılamaz. Buna ek olarak, kumaş ve numune tutucu arasındaki sınır koşulları kontrol etmek zordur. Bu nedenle, filtre kağıdı (1.1.3) de dikkatle numune tutucuları 8 takılı olması gerekir. Tekniğin bazı modifikasyonları kılcal basınç 8&#39;de ortotrop etkilerini değerlendirmek amacıyla fitilleme, diğer yön analiz etmek için yapılabilir. Örneğin, bir (takviye düzleminde) elyaf dik doğrultuda fitillenmesi test etmek için, liflerin yönü boyunca şeritler kesebilir; ya da bir O diskler kesebilirSilindirik numune tutucusu yarıçapının F takviye ve enine doğrultuda fitillenmesi test etmek için istifler. Ancak, prosedür Washburn hipotez 5 ile sınırlıdır. de daha uzun veya daha büyük bir numune anda işlenebilir Buna ek olarak, yöntem, örnek büyüklüğü açısından sınırlıdır. Bu, daha büyük bir keten ve kendir liflerinde olduğu gibi dokuma bazı türleri için ele alınması gerekmektedir. Bu yöntem, şu anda kendiliğinden emdirme sırasında kapiler basınç belirlenmesini sağlar sadece bir tanesidir. Bu parametre, kompozit üretim ve sıvı kompozit kalıp oluşturma işlemleri ile üretilen endüstriyel alaşım parçaları void oluşumunun simülasyonu için büyük önem taşımaktadır. Kritik adımlar diğer uygulamalar için geliştirilmiş gerekebilir. Numune tutucusunun değişiklikler gerçek sınırlar tüm hareket ettirmek için yapılacaktır. Başka bir gelecekte uygulama u içinLCM süreçlerin son amacı reçine ile kılcal basınç, belirleme prosedürünü se.

Sıvı kompozit döküm (LSM) işlemlerinde elyaflı takviye emdirilmesi sırasında, reçine akışı bir basınç gradyanı ile tahrik edilir. Kılcal etkileri işlem parametrelerine bağlı olarak, basınç gradyanı ile rekabet edebilecek ilave bir etkiye sahiptirler. Işlem üzerindeki etkisi bu şekilde 2, 1 değerlendirilmelidir. Bu ilk basınç farkı 3 değiştirerek, belirgin bir kılcal basıncı, P kapağı tanımlayarak yapılabilir. Bu parametre daha sonra süreçlerinde akımlarını simüle etmek için sayısal modeller sokulabilir ve doğru bir boşluk oluşumu 4 tahmin. Bir sıvı (fitilleme) ile bir kumaşın kendiliğinden emprenye Washburn denklemi 5 ile tarif edilebilir. Başlangıçta, Washburn denklemi bir tüpün içinde bir sıvı kapiler artışı tarif. Bu denklem, WAs daha sonra bir kılcal tüp ağına yaklasık olabilir gibi lifli takviye olarak gözenekli yapılar, uzatılır. 6 aşağıdaki gibi bir gözenekli ortam maddesi ile doldurulmuş bir yarıçap R ile silindir biçiminde bir numune tutucu göz önüne alındığında, Washburn denklemi, zaman karesi kütle kazanımında (m² (t)) olarak değiştirildi: <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" /> (1) c kıvrımlarında hesapları bir parametre olduğu, R ortalama gözenek yarıçapı ve ε = 1 V f gözeneklilik (lif hacim oranı olma f V) &#39;dir. Köşeli parantez içinde tüm parametreler gözenekli ortam morfoloji ve yapılandırmasını ilgilendiren ve onlar olarak adlandırılan bir sabit, C, konsolide edilebilir &quot;geometrik gözenekli ortam faktör.&quot; diğer parametreler ifadeη, ρ ila (orta ve sıvı arasındaki etkileşimlere emme bağımlılığı ve γ L olan, sırası ile, yoğunluk, viskozite, yüzey gerilimi, sıvının ve θ A ile, belirgin bir ilerleme temas açısı). Buna paralel olarak, bir gözenekli ortam içinden akış, genellikle η ortamı, K ve sıvı viskozitesi geçirgenliği boyunca basınç düşmesi, eş akışkan hızı, V, D ile ilgilidir iyi bilinen Darcy hakları 7 ile modellenir . Bu denklem aynı zamanda bir zaman karekök üzerine ve böylece iki denklemler arasındaki denklik değerlendirilmek üzere kitle kazanç ifadesi için izin verir. 8 aşağıdaki gibi Washburn denklemi ve Darcy hukuk arasındaki bu denklik itibaren, kılcal basınç sonra tanımlanmıştır: (2) Burada, ana odak kılcal basınç belirlemek amacıyla, geometrik faktörler ve tek yönlü kumaşlar için belirgin ilerleyen temas açılarını ölçmek için deney prosedürü tarif etmektir. Bu yöntem, fitilleme testi (Şekil 1) gerçekleştirmek için bir gerilimölçer kullanılarak dayanır. Bir tansiyometre sıvı kütle ya katı etrafında bir menisküs şekillendirme veya lifli orta artan ölçer 10 ug çözünürlüğe sahip bir mikro terazi olduğunu. Fitilleme testi tek boyutlu bir karakterizasyonu (lifleri boyunca yönü) 8, 9 göz önüne alındığında gerçekleştirilmiştir. Prosedürü doğrulamak için kullanılan yarı-tek yönlü kumaşlar V f =% 40 karbon tek yönlü (UD) kumaşlar vardı. yöntem doğrulandı sonra, keten kumaşlar ısıl işlem t sunulduHat elyaf 6 ıslatıcı davranışını değiştiren ve emme testleri işlenmemiş ve işlenmiş keten kumaş hem de (% 40% 30 den), farklı fiber hacim oranlanna ile yapıldı. Morfolojik ve ıslatma parametreleri belirlemek için en az iki emme testleri zorunludur: n-heksan gibi tamamen ıslatma sıvısı ile birincisi, C (Denklem 1) ve söz konusu sıvı ile ikinci bir belirlemek belirlemek C kez belirgin ilerleme temas açısı bilinir. İlk yaklaşımda, su işlemi elde etmek için kullanılmıştır. Bu yöntem, malzeme geometrisine, (kumaş morfolojisi), gözeneklilik (farklı lif hacim oranları) ve viskozite ve kapiler emprenye fenomeni ile ilgili sıvının yüzey geriliminin etkisiyle değerlendirilmesinde sağlayan, farklı kumaş ve sıvı uygulanabilir. Washburn teorisine (Denklem 1) &#39;e göre prosedür sadece esneklik cu eğer kabul edilebilir o açıktırrves (m² (t)) tansiyometre tarafından kaydedilen bir doğrusal eğilim var. Bu Denklem 1 &#39;de parametreleri, tüm emici işlemi sırasında sabit kalması anlamına gelir. Elyaflar 10, 11 şişmesi, bu, su içinde keten takviye olarak böyle değilse, Washburn denklemi testleri doğru 9 tanımlamak için şişme etkisinin, modifiye edilmelidir. Arıtılmış kumaşlar su emilimi 9 daha az duyarlı olduğu saptanmıştır. Geometrik faktörler ve ıslatma parametreler kılcal basınç P kap hesaplanması için izin doğrusal uyan gelen ölçülebilir.

<table><tbody><tr><td>Carbon UD fabrics</td><td>Hexcel&amp;nbsp;</td><td>48580</td><td></td></tr><tr><td>Flax UD fabrics</td><td>Libeco</td><td>FLAXDRY UD 180</td><td></td></tr><tr><td>n-Hexane</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sulfochromic acid</td><td>home made</td><td></td><td>toxic and corrosive</td></tr><tr><td>Filter paper</td><td>Dataphysic</td><td>FP11</td><td></td></tr><tr><td>Tensiometer</td><td>Dataphysic</td><td>DCAT11</td><td></td></tr></tbody></table>

wicking tests for unidirectional fabrics: measurements of capillary parameters to evaluate capillary pressure in liquid composite molding processes

Sıvı kompozit döküm (LCM) süreçlerinde lifli takviye emdirilmesi sırasında kapiler etkisi kompozit parçalar void oluşumu üzerindeki etkilerini belirlemek için anlaşılması gerekir. Washburn denklemi ile tarif edilen bir elyaflı ortam içinde Fitilleme Darcy kanununa göre kılcal basıncın etkisi altında bir akış eşdeğer olarak kabul edildi. fitilleme karakterizasyonu için deneysel testler her iki C-ve keten lifi takviyesi ile gerçekleştirilmiştir. Yarı tek yönlü kumaşlar daha sonra lif doğrultusu boyunca morfolojik ve ıslatma parametrelerini belirlemek için bir tansiyometre ile test edilmiştir. yöntemi kumaşın morfolojisi kapiller fitillenme sırasında değişmez umut verici olduğu gösterilmiştir. C kumaş durumunda, kılcal basınç hesaplanabilir. Keten lifleri nem emiş duyarlıdır ve su içinde şişer. Bu olgu, ıslatma parametreleri değerlendirmek için dikkate alınmalıdır. benn su emilimi lifleri daha az duyarlı hale getirmek için, bir ısıl işlem keten takviye üzerinde gerçekleştirildi. Bu tedavi lif morfolojik kararlılığını artırır ve suda şişme engeller. Bu kumaşlar, kılcal basıncının belirlenmesi için izin C kumaş bulunanlara, benzer bir düz emici eğilimi tedavi olduğu gösterilmiştir.

Karbon ve işlenmemiş ve işlenmiş keten kumaş tansiyometre elde fitilleme sırasında yığın kazanç eğrileri, Şekil 2 ve 3&#39;te gösterilmektedir. Tüm eğriler nedeniyle numune tutucu ve filtre kağıdı dış menisküsün her iki ağırlıkların çıkarıldıktan sonra gösterilir ve sıfıra kaydırılır. Kumaş numune tutucuya doğru yerleştirilmiş ise, n-heksan ve su, deney fitilleme denklem 1 doğrusal bir uyum hem iyi elde edilir Şekil 2&#39;de araziler gözlemlemek mümkündür. bir filtre kağıdı kullanılması ölçümlerinin tekrarlanabilirlik sağlamak için zorunludur. Bu sabit, C ayarlamak mümkün kılar, ve daha sonra belirgin bir ilerleyen temas açısını hesaplamak için, basmakta q. Curves numunenin yüksekliği tarafından verilen bir asimptotik dengeye ulaşmak20 mm ile sınırlıdır kendisi kılcal odaklı akışını sağlamak için. denge ağırlığı nedeniyle test sıvısı ile gözenekli ortamın doygunluk etmektir. Bu nedenle fiber hacim oranı ve numune tutucu iç hacmi ile (yani, gözeneklilik, ε). Türetilmiş sabit, C ve belirgin ilerleyen temas açısına sahip, bir (Tablo 1) ➌, tek yönlü bir karbon kumaş fiber doğrultusu boyunca, kılcal basınç P kapağı belirlemek mümkündür. C kumaş gibi, tedavi görmüş ve görmemiş keten takviye fitilleme testi gerçekleştirilmiştir. Şekil 3, (sol), n-heksan beş testlerde elde edilen deneysel eğrilerini gösterir. Bir lineer trend geometrik faktörlerin belirlenmesi için izin hem tedavi edilen ve edilmeyen keten kumaş gözlenmiştir. Sadece hafif bir fark gözlenmiştirmuamele edilmemiş ve işlenmiş kumaş arasında, tedaviden eğrilik nihai bir düşüş gösteren ancak morfoloji önemli bir değişiklik ortaya çıkarmaktadır. Keten takviye tedavinin önemli bir etkisi Şekil 3 (sağ) gösterilir. Muamele edilmemiş olanlar açık doğrusal olmayan bir eğilim gösterirken doğrusal bir uygunluğu, işlenmiş kumaşlarda mümkün olduğu açıktır. Takviye üç tip beş testleri üzerinde ortalama sonuçları Tablo 1&#39;de sunulmuştur. Bu nedenle Denklem 2, sadece tedavi edilen kumaş eşdeğer kılcal basınç kazandırırlar hesaplamak için kumaş geçirgenlik ölçümleri sonra mümkün olacaktır. fitilleme farklılıklar keten liflerinin şişmesine neden suya duyarlılığı nedeniyle bulunmaktadır. fitilleme içerisinde doğal liflerin şişmesi denge ağırlığı daha yavaş ulaşılabilir neden lif hacim oranı, bir artışa neden olur. Aynı zamanda nedeniyle gözenekliliği düşüklüğü daha küçük bir denge ağırlığı neden olur. capillli yükselişi zaten hızlı doğranmış, işlenmiş keten iplikleri için olduğu tespit edildi; Bu sonuç, 6 böylece tutarlı olduğunu. Tedavi su emilimi 9 lifler daha az duyarlı hale getirir ve bu nedenle tedavi görmüş ve görmemiş kumaşlar için esneklik farklılıkları açıklayabilir. Şişme etkisi içeren bir tadil edilmiş Washburn denklemi daha sonra kılcal basınç belirlenmesi, p kapak 9 için izin, keten kumaş emme deneysel verilere uygun için kullanılır. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55059/55059fig1.jpg" /> Şekil 1: tansiyometre (solda) ve silindirik numune tutucu (sağda) Şema 8. Bu düzen tansiyometre kurulum (solda) temsil eder ve hareketli gemi ve zamanla örnek ağırlığını kaydeden tartma aparatı, göstermektedir. numune tutucu sağ pa gösterilirdüzeni rt. Piston ve kumaş sıkıştırılmasını sağlayan delinmiş kap görülebilir. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55059/55059fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55059/55059fig2.jpg" /> Şekil 2: X-yönünde, iki deneysel testlerin Washburn uygun, n-heksan (sol) ve su (sağ). Testler V f =% 40 8 karbon kumaş bakın. Bu rakamın amacı zamana karşı kare kitle kazanç komplo, kılcal emme grafiğin ilk bölümü lineer olduğunu göstermektir. Ayrıca, bu durum, her bir test sıvısı için belirlenmiş olduğunu gösterir. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55059/55059fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Şekil 3: Fitilleme eğrileri =% 40 9 V f işlenmemiş ve işlenmiş keten kumaş (sol), n-heksan ve su (sağ) ile elde edilmiştir. Bu grafikler, açık bir şekilde tedavi edilmiş ve edilmemiş keten kumaş arasında büyük bir farklılık olduğunu göstermektedir. doğrusal bir uygunluğu, her iki kumaş için n-heksan ile elde edilebilir olsa da, su ile muamele edilmemiş keten imkansızdır. Bu keten liflerinin şişmesine kaynaklanmaktadır. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55059/55059fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Kumaş türü </td><td> Cr (um) </td><td> θ a (°) </td></tr><tr><td> Karbon UD &amp;# 160; </td><td> 12.1 ± 1.5 </td><td> 74.8 ± 2.3 </td></tr><tr><td> İşlenmemiş keten UD </td><td> 12.2 ± 1.4 </td><td> ? </td></tr><tr><td> Arıtılmış keten UD </td><td> 15.3 ± 1.3 </td><td> 72.1 ± 1.8 </td></tr></tbody></table> Tablo 1: geometrik ürün ve karbon üzerinde ve işlenmemiş ve işlenmiş keten kumaşlar üzerinde belirgin ilerleyen temas açısı ortalama ölçülen değerler. Bu tablo Washburn denklemi ile deneysel grafikler doğrusal bir uyum (m 2 (t)) türetilen her kumaş için beş testler, üzerinde ortalama değerler sunuyor.

Watch this Scientific Journal Video about Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes at JoVE.co

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

Bir deneysel yöntem geometrik parametreler ve önerilen tek yönlü sentetik ve doğal kumaşlar esneklik kılcal açıklayan belirgin ilerleyen temas açılarını ölçmek için. Bu parametreler sıvı kompozit kalıpları (LCM) uygulamalar için dikkate alınması gereken kılcal basınçlar belirlenmesi için zorunludur.

Tek yönlü Kumaşlar Testleri esneklik: Kılcal Parametrelerinin Ölçümleri Sıvı Kompozit Kalıp Süreçlerinde Kılcal Basınç değerlendirin

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

wicking-tests-for-unidirectional-fabrics-measurements-capillary

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Fluid Properties

SCIENTISTS IN ACTION

8.7K Görüntüleme.  Mines Saint-Étienne.  Bir deneysel yöntem geometrik parametreler ve önerilen tek yönlü sentetik ve doğal kumaşlar esneklik kılcal açıklayan belirgin ilerleyen temas açılarını ölçmek için. Bu parametreler sıvı kompozit kalıpları (LCM) uygulamalar için dikkate alınması gereken kılcal basınçlar belirlenmesi için zorunludur. 

Video: Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs and condition-based maintenance. These materials are adopted in a wide range of engineering applications, from aircraft and ship structures, to bridges, wind turbine blades, biomaterials and biomedical implants. Polymers are viscoelastic materials, and their response may be highly nonlinear and thus make it challenging to predict and monitor their in-service performance. The laboratory-scale testing platform presented herein assists the investigation of the influence of concurrent mechanical loadings and environmental conditions on these materials. The platform was designed to be low-cost and user-friendly. Its chemically resistant materials make the platform adaptable to studies of chemical degradation due to in-service exposure to fluids. An example of experiment was conducted at RT on closed-cell polyurethane foam samples loaded with a weight corresponding to ~50% of their ultimate static and dry load. Results show that the testing apparatus is appropriate for these studies. Results also highlight the larger vulnerability of the polymer under concurrent loading, based on the higher mid-point displacements and lower residual failure loads. Recommendations are made for additional improvements to the testing apparatus.

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

Polimer Dayanıklılık Çalışmaları ve Eşzamanlı Hygrothermo-mekanik Uyaranlara altında Fiber takviyeli kompozitler Polimer A Test Platformu

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Mühendislik

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional component that should have high electrical conductivity, high mechanical properties, and high productivity.
In this regard, a carbon fiber/epoxy resin composite can be an ideal material to replace the conventional graphite bipolar plate, which often leads to the catastrophic failure of the entire system because of its inherent brittleness. Though the carbon/epoxy composite has high mechanical properties and is easy to manufacture, the electrical conductivity in the through-thickness direction is poor because of the resin-rich layer that forms on its surface. Therefore, an expanded graphite coating was adopted to solve the electrical conductivity issue. However, the expanded graphite coating not only increases the manufacturing costs but also has poor mechanical properties.
In this study, a method to expose fibers on the composite surface is demonstrated. There are currently many methods that can expose fibers by surface treatment after the fabrication of the composite. This new method, however, does not require surface treatment because the fibers are exposed during the manufacture of the composite. By exposing bare carbon fibers on the surface, the electrical conductivity and mechanical strength of the composite are increased drastically.

A protocol to expose bare fibers on the composite surface by eliminating resin rich area is presented. The fibers are exposed during fabrication of the composites, not by the post surface treatment. The exposed carbon composites exhibit high electrical conductivity in the through-thickness direction and high mechanical property.

Deneysel yeni bir bileşik imalat yöntemi uygulanması: bileşik yüzeyi yumuşak katman yöntemi tarafından çıplak lifleri ortaya

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Deposition of Porous Sorbents on Fabric Supports

A microwave deposition technique for silanes, previously described for production of oleophobic fabrics, is adapted to provide a fabric support material that can be subsequently treated by dip coating. Dip coating with a sol preparation provides a supported porous layer on the fabric. In this case, the porous layer is a porphyrin functionalized sorbent system based on a powdered material that has been demonstrated previously for the capture and conversion of phosgene. A representative coating is applied to cotton fabric at a loading level of 10 mg/g. This coating has minimal impact on water vapor transport through the fabric (93% of the support fabric rate) while significantly reducing transport of 2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES) through the material (7% of support fabric rate). The described approaches are suitable for use with other fabrics providing amine and hydroxyl groups for modification and can be used in combination with other sol preparations to produce varying functionality.

This report details a microwave-initiated approach for deposition of porphyrin functionalized porous organosilicate sorbents on a cotton fabric and demonstrates reduction in 2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES) transport through the fabric resulting from this treatment.

Kumaş destekler gözenekli Sorbentler birikimi

A microwave deposition technique for silanes, previously described for production of oleophobic fabrics, is adapted to provide a fabric support material ...

Kimya

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed magnet assisted composite manufacturing (MACM) technique. In this technique, permanent magnets are utilized to apply a sufficiently high consolidation pressure during the curing stage. To enhance the intensity of the magnetic field, and thus, to increase the magnetic compaction pressure, the magnets are placed on a magnetic top plate. First, the entire procedure of preparing the composite lay-up on a magnetic bottom steel plate using the conventional wet lay-up vacuum bag process is described. Second, placement of a set of Neodymium-Iron-Boron permanent magnets, arranged in alternating polarity, on the vacuum bag is illustrated. Next, the experimental procedures to measure the magnetic compaction pressure and volume fractions of the composite constituents are presented. Finally, methods used to characterize microstructure and mechanical properties of composite laminates are discussed in detail. The results prove the effectiveness of the MACM method in improving the quality of wet lay-up vacuum bag laminates. This method does not require large capital investment for tooling or equipment and can also be used to consolidate geometrically complex composite parts by placing the magnets on a matching top mold positioned on the vacuum bag.

A new technique for applying consolidation pressure on the vacuum bag lay-up to fabricate composite laminates is described. The goal of this protocol is to develop a simple, cost-effective technique to improve the quality of laminates fabricated by the wet lay-up vacuum bag method.

Mıknatıs kompozit üretim destekli: Vakum çanta/Lay-yukarıya oluşum yüksek konsolidasyon basıncı elde etmek için esnek yeni bir teknik

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. This wetting phenomenon is important in many technical fields ranging from physiology to aerospace engineering. Currently, several different techniques exist for fabricating hemiwicking structures. These conventional methods, however, are often time consuming and are difficult to scale-up for large areas or are difficult to customize for specific, nonhomogeneous patterning geometries. The presented protocol provides researchers with a simple, scalable, and cost-effective method for fabricating micro-patterned hemiwicking surfaces. The method fabricates wicking structures through the use of stamp printing, polydimethylsiloxane (PDMS) molding, and thin-film surface coatings. The protocol is demonstrated for hemiwicking with ethanol on PDMS micropillar arrays coated with a 70 nm thick aluminum thin-film.

A simple protocol is provided for the fabrication of hemiwicking structures of varying sizes, shapes, and materials. The protocol uses a combination of physical stamping, PDMS molding, and thin-film surface modifications via common materials deposition techniques.

Ölçeklenebilir pul baskı ve Hemiwicking yüzeyler imalatı

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. ...

Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial applications. Here we describe how electrospinning or electrospraying a polymer mixture containing a biodegradable, biocompatible aliphatic polyester (e.g., polycaprolactone and poly(lactide-co-glycolide)), as the major component, doped with a hydrophobic copolymer composed of the polyester and a stearate-modified poly(glycerol carbonate) affords a superhydrophobic biomaterial. The fabrication techniques of electrospinning or electrospraying provide the enhanced surface roughness and porosity on and within the fibers or the particles, respectively. The use of a low surface energy copolymer dopant that blends with the polyester and can be stably electrospun or electrosprayed affords these superhydrophobic materials. Important parameters such as fiber size, copolymer dopant composition and/or concentration, and their effects on wettability are discussed. This combination of polymer chemistry and process engineering affords a versatile approach to develop application-specific materials using scalable techniques, which are likely generalizable to a wider class of polymers for a variety of applications.

Two- and three-dimensional superhydrophobic polymeric materials are prepared by electrospinning or electrospraying biodegradable polymers blended with a lower surface energy polymer of similar composition.

Biyomedikal Uygulamalar için Süperhidrofobik Polimer Malzemeler imalatı

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial ...

Biyomühendislik

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, where the yarns in each layer are oriented parallel to each other and held in place using binder resins and thin polymer films. The armor is constructed by stacking the unidirectional layers in different orientations. To date, only very preliminary work has been performed to characterize the ageing of the binder resins used in unidirectional laminates and the effects on their performance. For example, during the development of the conditioning protocol used in the National Institute of Justice Standard-0101.06, UD laminates showed visual signs of delamination and reductions in V50, which is the velocity at which half of the projectiles are expected to perforate the armor, after ageing. A better understanding of the material property changes in UD laminates is necessary to comprehend the long-term performance of armors constructed from these materials. There are no current standards recommended for mechanically interrogating unidirectional (UD) laminate materials. This study explores methods and best practices for accurately testing the mechanical properties of these materials and proposes a new test methodology for these materials. Best practices for ageing these materials are also described.

The goal of the study was to develop protocols to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high-strength aramid or ultra-high-molar-mass polyethylene-based flexible unidirectional composite laminate materials and to describe protocols for performing artificial ageing on these materials.

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Fabrication and Design of Wood-Based High-Performance Composites

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber reinforced composites, due to its excellent mechanical properties. Delignified wood, however, is rather fragile in a wet state, which makes handling and shaping challenging. Here we present two fabrication processes, closed-mold densification and vacuum densification, to produce high-performance cellulose composites based on delignified wood, including an assessment of their advantages and limitations. Further, we suggest strategies for how the composites can be re-used or decomposed at the end-of-life cycle. Closed-mold densification has the advantage that no elaborate lab equipment is needed. Simple screw clamps or a press can be used for densification. We recommend this method for small parts with simple geometries and large radii of curvature. Vacuum densification in an open-mold process is suitable for larger objects and complex geometries, including small radii of curvature. Compared to the closed-mold process, the open-mold vacuum approach only needs the manufacture of a single mold cavity.

Delignified densified wood represents a new promising lightweight, high-performance and bio-based material with great potential to partially substitute natural fiber reinforced- or glass fiber reinforced composites in the future. We here present two versatile fabrication routes and demonstrate the possibility to create complex composite parts.

Ahşap Tabanlı Yüksek Performanslı Kompozitlerin İmalatı ve Tasarımı

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber ...

A Multi-Cue Bioreactor to Evaluate the Inflammatory and Regenerative Capacity of Biomaterials under Flow and Stretch

The use of resorbable biomaterials to induce regeneration directly in the body is an attractive strategy from a translational perspective. Such materials induce an inflammatory response upon implantation, which is the driver of subsequent resorption of the material and the regeneration of new tissue. This strategy, also known as in situ tissue engineering, is pursued to obtain cardiovascular replacements such as tissue-engineered vascular grafts. Both the inflammatory and the regenerative processes are determined by the local biomechanical cues on the scaffold (i.e., stretch and shear stress). Here, we describe in detail the use of a custom-developed bioreactor that uniquely enables the decoupling of stretch and shear stress on a tubular scaffold. This allows for the systematic and standardized evaluation of the inflammatory and regenerative capacity of tubular scaffolds under the influence of well-controlled mechanical loads, which we demonstrate on the basis of a dynamic co-culture experiment using human macrophages and myofibroblasts. The key practical steps in this approach&#8212;the construction and setting up of the bioreactor, preparation of the scaffolds and cell seeding, application and maintenance of stretch and shear flow, and sample harvesting for analysis&#8212;are discussed in detail.

The goal of this protocol is to execute a dynamic co-culture of human macrophages and myofibroblasts in tubular electrospun scaffolds to investigate material-driven tissue regeneration, using a bioreactor which enables the decoupling of shear stress and cyclic stretch.

Akış ve Esneme Altında Biyomalzemelerin Enflamatuar ve Rejeneratif Kapasitesini Değerlendirmek için Çok İşaretli Bir Biyoreaktör

The use of resorbable biomaterials to induce regeneration directly in the body is an attractive strategy from a translational perspective. Such materials ...

Elyaf Kompozit Laminatların İmalatı ve Mekanik Özellik Değerlendirmesi

Measuring the Mechanical Properties of Glass Fiber Reinforcement Polymer Composite Laminates Obtained by Different Fabrication Processes

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the forming pressure, the mass fraction of fiber is reduced and lots of air bubbles are trapped inside, resulting in low-quality laminates (low stiffness and strength). The wet hand lay-up/vacuum bag (WLVB) process for the fabrication of composite laminates is based on the traditional wet hand lay-up process, using a vacuum bag to remove air bubbles and provide pressure, and then carrying out the heating and curing process. 
Compared with the traditional hand lay-up process, laminates manufactured by the WLVB process show superior mechanical properties, including better strength and stiffness, higher fiber volume fraction, and lower void volume fraction, which are all benefits for composite laminates. This process is completely manual, and it is greatly influenced by the skills of the preparation personnel. Therefore, the products are prone to defects such as voids and uneven thickness, leading to unstable qualities and mechanical properties of the laminate. Hence, it is necessary to finely describe the WLVB process, finely control steps, and quantify material ratios, in order to ensure the mechanical properties of laminates. 
This paper describes the meticulous process of the WLVB process for preparing woven plain patterned glass fiber reinforcement composite laminates (GFRPs). The fiber volume content of laminates was calculated using the formula method, and the calculated results showed that the fiber volume content of WL laminates was 42.04%, while that of WLVB laminates was 57.82%, increasing by 15.78%. The mechanical properties of the laminates were characterized using tensile and impact tests. The experimental results revealed that with the WLVB process, the strength and modulus of the laminates were enhanced by 17.4% and 16.35%, respectively, and the specific absorbed energy was increased by 19.48%.

Yazar Spot Işığı: Islak El Yatırma/Vakum Torbası İşlemi ile Fiber Kompozit Laminat Kalitesinin Artırılması 

This paper describes a fabrication process for fiber-reinforced polymer matrix composite laminates obtained using the wet hand lay-up/vacuum bag method.

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the ...