Graf 9 Závislost ohybového modulu na počtu a směru vrstev
6.2.4 Porovnání výsledků s jinými autory
Výsledky tahové zkoušky na kompozitu vyztuženým jutovou tkaninou byly porovnány s výsledky z článku „Experimental Investigations on Mechanical Properties Of Jute Fiber Reinforced Composites with Polyester and Epoxy Resin Matrices”54. Hodnoty autora článku (Graf 10, 11) byly analyzovány s naměřenými hodnotami vzorků. Z grafu vyplývá, že vzorek byl vyroben téměř na profesionální úrovni, dokonce v případu polyesterové matrice došlo k razantnímu zpevnění, což může být způsobeno použitím jiného druhu pryskyřice.
54 AJITH, G., SENTHIL, K. M. and ELAYAPERUMAL, A. Experimental Investigations on Mechanical Properties Of Jute Fiber Reinforced Composites with Polyester and Epoxy Resin Matrix. Procedia Engineering 97, 2014. Dostupné z: www.sciencedirect.com
57
Graf 10 Porovnání maximálního zatížení polyesterového kompozitu vyztuženého jutovou tkaninou s jinými autory
Graf 11 Porovnání maximálního zatížení epoxidového kompozitu vyztuženého jutovou tkaninou s jinými autory
Pro porovnání tříbodového ohybu byly použity naměřené hodnoty z bakalářské práce.55 Analyzovány byly hodnoty dvouvrstvých vzorků, jelikož výroba i typ použité pryskyřice byly obdobné. Rozdíl v modulu pružnosti je značný díky působení druhé vrstvy výztuže v případě hodnot dvouvrstvého materiálu (Graf 11). Jednovrstvé materiály mají prakticky schodný modul pružnosti. Vliv na pevnost v ohybu bude mít především plošná hmotnost výztuže a částečně taky počet použitých vrstev(Graf 12).
55 ROKOS, D. Výzkum polymerních kompozitů vyztužených přírodními vlákny. Zlín, 2014. Bakalářská práce. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta technologická. Vedoucí práce Ing. Ladislav FOJTL.
58
Graf 12 Porovnání modulu pružnosti s jinými autory
Graf 13 porovnání pevnosti v ohybu s jinými autory
59
7 Závěry a doporučení
V laboratorních podmínkách se podařilo vytvořit kompozit, který se svými vlastnostmi blíží kompozitu z profesionálně připraveného prepregu. Kompozit byl vyroben z recyklovatelných vláken, které jsou v současnosti trendem zejména v automobilovém průmyslu. Z kompozitů vyztužených délkovým útvarem měla polyesterová příze největší pevnost v tahu, tažnost i modul pružnosti v tahu. Jutová příze byla velmi nestejnoměrná a aplikací pryskyřice se dosáhlo degradace materiálu. Z kompozitů vyztužených plošnou textilií dominoval v pevnosti v tahu třívrstvý lněný prepreg. Díky spolupůsobení jednotlivých vrstev kompozitu však nedošlo ke zvýšení modulu, ale k zrovnoměrnění výsledků. Dále bylo z naměřených hodnot patrné, že u jednovrstvých vzorků je zapotřebí nasměrovat uložení vláken do směru působení síly.
Polyesterový kompozit vyztužený jutovou tkaninou měl nejlepší pevnost v tahu z jutových kompozitů. Nejvyšší modul pružnosti v tahu měl kompozit zhotovený z polyesterové příze s polyesterovou matricí. Tříbodovému ohybu byly podrobeny pouze plošné vzorky. Zde dosahoval nejvyšších hodnot kompozit s epoxidovou matricí vyztuženou jutovými vlákny. Patrně díky epoxidové matrici, která lépe odolává ohybovému namáhání oproti polyesterové pryskyřici. Nejnižší modul pružnosti v ohybu měly polyesterové kompozity vyztužené jutovou tkaninou s vyšší dostavou.
Při porovnávání s naměřenými hodnotami jiných autorů je třeba brát v potaz, že vzorky nebyly nikdy totožné se vzorky vytvořenými v této práci. Také je potřeba vzít v úvahu fakt, že byly použity pryskyřice různých značek a vlastností, nicméně i tak se naměřené hodnoty v této práci blíží k hodnotám mechanických vlastností jiných autorů. Odchylky v naměřených hodnotách se pohybovaly od 20 % v případě porovnání pevností v ohybu, až do 65 % u maximálního zatížení v tahu jutou vyztužených kompozitů. Naměřené hodnoty vyrobených vzorků byly zpravidla s horšími vlastnostmi oproti profesionálně vyrobeným kompozitům, výjimkou bylo zvětšení možného zatížení v tahu u polyesterového kompozitu vyztuženého jutovou tkaninou v porovnání s profesionálně vyrobeným materiálem stejného typu. Zároveň však porovnání neslouží k vyhodnocení všech jednotlivých výsledků z práce, ale pouze k demonstraci, že naměřené hodnoty téměř odpovídají profesionálně vyrobeným kompozitů z těchto materiálů.
60
Oblíbenost recyklovatelných vláken z obnovitelných zdrojů se těší velké oblibě nejen z důvodu ochrany přírody, jisté módnosti, ale zároveň kvůli legislativním opatřením, která recyklovatelnost přímo vyžadují. Skutečnost že, materiál lze pěstovat je značnou výhodou, i přesto, že tyto materiály zatím nedosahují tak vysokých výsledků jako metalurgické materiály. Další výhodou je, že tyto materiály při recyklaci vykazují menší uhlíkovou stopu. Zde je ovšem zapotřebí nejprve textilii očistit od použitého polymeru různými rozpouštědly a teprve potom lze ekologicky spalovat textilii, která již není vhodná k materiálové recyklaci. Problémem je ovšem použitá pryskyřice, která je stále ropným produktem.
Tato práce tudíž doporučuje v další studii využití pryskyřic, které jsou vytvořeny z obnovitelných zdrojů. Například je možné použít i nenasycené mastné kyseliny, nejčastěji se jedná o kyselinu olejovou, nebo kyselinu linoleovou, díky kterým není zapotřebí používat pro výrobu aromatická jádra, která během rozkladu vytváří karcinogenní látky. Také tyto bio pryskyřice dokáží dobře absorbovat sluneční záření a mají výbornou odolnost vůči přírodním vlivům. Jeden z významných výrobců této bio pryskyřice je firma DuPont, která tuto pryskyřici prodává pod značením Biomax®.
Práce dále doporučuje se hlouběji zabývat problematikou předpínání kompozitů z důvodu zlepšení mechanických vlastností požadovaným směrem, včetně teoretického rozboru dané problematiky.
61 Seznam použité literatury
Knižní literatura
AGARWAL, B. a BROUTMAN, L. Vláknové kompozity. Praha: STNL 1987 BAREŠ, R. Kompozitní materiály. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1988.
BĚHÁLEK, L. Polymery. Svitavy: SOU Svitavy. Elektronická učebnice, 2014. ISBN 978-80-88058-68-7
CATLING, D. and GRAYSON, J. Identification of vegetable fibres. New York:
Chapman and Hall, 2004. ISBN 1-873132-61-1
DAĎOUREK, K. Kompozitní materiály - druhy a jejich užití. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2007. ISBN 978-80-7372-279-1
DAĎOUREK, K. Kompozitní materiály - modely a vlastnosti. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2005. ISBN 80-7083-972-4
GRAYSON, M. Encyclopedia of composite materials and components. New York: J.
Wiley, c1983.
CHOLEVA, E. Textilní rostliny tropů a subtropů. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1967. Učební texty vysokých škol
JIRÁSKOVÁ, P. Výroba délkových textilií. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2004. ISBN 807083845-0
KRATOCHVÍL, B., ŠVORČÍK, V. a VOJTĚCH, D.Úvod do studia materiálů. Praha:
VŠCHT Praha, 2005. ISBN 80-7080-568-4
MILITKÝ, J. Textilní vlákna: klasická a speciální. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2002. ISBN 80-7083-644-x
MILITKÝ, J. Textilní vlákna: Speciální vlákna: přednášky. Vyd. 2. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2007. ISBN 978-80-7372-169-5
ROKOS, D. Výzkum polymerních kompozitů vyztužených přírodními vlákny. Zlín, 2014.
Bakalářská práce. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta technologická. Vedoucí práce Ing. Ladislav FOJTL.
SCHEJBALOVÁ, H. a STIBOR, I. Úvod do studia organické a makromolekulární chemie. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2004. ISBN 80-7083-879-5
62 Internetové zdroje
AJITH, G., SENTHIL, K. M. and ELAYAPERUMAL, A. Experimental Investigations on Mechanical Properties Of Jute Fiber Reinforced Composites with Polyester and Epoxy Resin Matrix. Procedia Engineering 97, 2014. Dostupné z:
www.sciencedirect.com
Havel composites. Epoxidové pryskyřice [online]. 2010. [cit. 2017-05-03]. Dostupné z:
http://www.havel-composites.com/proddocs/techlist_01020403340tech.listL285+H500.pdf Havel composites. Polyesterové pryskyřice [online]. 2010. [cit. 2017-05-03].
Dostupné z:
http://www.havel-composites.com/proddocs/TL%20Polyesterova_pryskyrice_Havelpo_H_834_REA_30.
Havel Composites. Technologie výroby kompozitu [online]. 2010. [cit. 2017-05-03].
Dostupné z: http://www.havel-composites.com/clanky/4-Technologie/76-Technologie-jejich-popis-a-schemata.html
KREJSA, M. Napětí a přetvoření [prezentace PowerPoint][online]. Ostrava. [cit.2017-05-04]. Dostupné z: http://fast10.vsb.cz/krejsa/studium/pp_tema02.pdf
Labicom. Viskozita [online]. Olomouc: Vědeckotechnický park Univerzity Palackého v Olomouci, 2016. [cit. 2017-03-01]. Dostupné z:
https://www.labicom.cz/cogwpspogd/uploads/2016/07/Viskozita-definice.pdf LENDFELD, P. Kompozity s přírodními vlákennými plnivy kokosu [online]. MM Spektrum. Liberec: Technická univerzita v Liberci. [cit. 2017-03-18]. Dostupné z:
http://www.mmspektrum.com/clanek/kompozity-s-prirodnimi-vlakennymi-plnivy-kokosu.html
Lineo. Lineo [online]. Francie, 2015. [cit. 2017-05-03]. Dostupné z:
http://lineo.eu/download/2015-TDS-FlaxPreg.pdf
Steel University.Introduction to Chapry Testing [online]. [cit. 2017-04-29]. Dostupné z:
https://web.archive.org/web/20071107034747/http://www.steeluniversity.org/content/ht ml/eng/default.asp?catid=151&pageid=2081271949
63
Úřad pro technickou normalizaci metrologii a státní zkušebnictví. Vlákny vyztužené plastové kompozity - Stanovení ohybových vlastností [online]. 1999. [cit. 2017-05-03].
Dostupné z: http://csnonline.unmz.cz/Detailnormy.aspx?k=55591
64 Seznam příloh
Příloha 1 Hmotnost surových vláken juty ve směru osnovy ... 65
Příloha 2 Hmotnost vláken juty prosycených PES pryskyřicí ve směru osnovy ... 65
Příloha 3 Hmotnost surových vláken juty ve směru útku ... 65
Příloha 4 Hmotnost vláken juty prosycených PES pryskyřicí ve směru útku ... 65
Příloha 5 Hmotnost 1800mm PES příze ... 65
Příloha 6 Hmotnost PES příze s PES pryskyřicí ... 65
Příloha 7 Hmotnosti vzorků jednovrstvého lněného kompozitu pro tah ... 66
Příloha 8 Hmotnosti vzorků třívrstvého lněného kompozitu pro tah ... 66
Příloha 9 Tloušťka jednotlivých jednovrstvých vzorků ... 66
Příloha 10 Tloušťka jednotlivých třívrstvých vzorků ... 66
Příloha 11 Hmotnosti jednovrstvých vzorků pro tříbodový ohyb ... 66
Příloha 12 Hmotnosti třívrstvých vzorků pro tříbodový ohyb ... 66
65 Přílohy