Name: Testy odprowadzania wilgoci dla tkanin jednokierunkowych: pomiary parametrów kapilarnych w celu oceny ciśnienia kapilarnego w procesach formowania płynnych kompozytów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 6 s
Description: Poznaj metodę pomiaru ciśnienia kapilarnego w kompozytach zbrojeniowych przy użyciu tensiometru. Technika ta pomaga zapobiegać powstawaniu pustych przestrzeni w procesach formowania płynnych kompozytów.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Uwaga: Należy zapoznać się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki materiałów. Chemikalia użyte do testów są toksyczne i kancerogenne. Należy stosować środki ochrony osobistej (okulary ochronne, rękawiczki, fartuch laboratoryjny, długie spodnie i pełne obuwie).
1. Przygotowanie do testów
<ol>
	<li>Przygotowanie próbek
	<ol>
		<li>Wyciąć paski tkaniny w kierunku prostopadłym do włókien (aby przetestować podsiąkanie w kierunku włókien). 
		UWAGA: Długości pasków są obliczone w celu uzyskania określonej zawartości objętościowej włókien. Dla tkanin węglowych, aby uzyskać Vf = 40%, długość pasków wynosiła 150 mm. Dla lnu nieobrobionego i obrobionego, aby osiągnąć tę samą wartość Vf, długość wynosiła 365 mm. Szerokość każdego paska będzie równa wysokości uchwytu próbki, która wynosi 20 mm (Rysunek 1).</li>
		<li>Zwinąć ciasno paski, aby umożliwić ich wprowadzenie do cylindrycznego uchwytu próbki o promieniu R = 6 mm.</li>
		<li>Umieścić cienki filtr papierowy pomiędzy uchwytem a zbrojeniem próbki (aby wyeliminować wpływ uchwytu na podsiąkanie). Maksymalna grubość filtra papierowego powinna wynosić 0,1 mm.</li>
		<li>Włożyć próbkę do cylindra, a następnie przykręcić perforowaną zakrętkę od dołu i tłok od góry w celu zapewnienia zagęszczenia.</li>
		<li>Zamocować uchwyt próbki z tkaniną w tensiometrze.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie cieczy
	<ol>
		<li>Napełnić naczynie badaną cieczą i umieścić je w specjalnym gnieździe tensiometru. Należy używać naczyń wykonanych ze szkła borokrzemianowego o średnicy 70 mm.</li>
		<li>Do pierwszego testu (krok 2.1) użyć n-heksanu. Do drugiego testu (krok 2.3) użyć wody. Należy upewnić się, że ciecz w naczyniu osiąga wysokość co najmniej 12 mm.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Parametry eksperymentalne
	<ol>
		<li>Ustawić próg detekcji powierzchni na 8 mg oraz prędkość przesuwu naczynia z cieczą na 0,5 mm/s w celu wykrycia cieczy.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Testy podsiąkania
UWAGA: Po przygotowaniu próbek i ustawieniu parametrów tensiometru można rozpocząć testy kapilarności. Naczynie z cieczą przesuwa się w górę, aż ciecz zetknie się z uchwytem próbki. Następnie ciecz wnika do uchwytu próbki, a tensiometr mierzy kwadrat przyrostu masy cieczy w czasie. Dane są rejestrowane przez oprogramowanie dołączone do tensiometru. Dla każdego testu kapilarności wizualizowana jest następnie jedna krzywa zależności masy od czasu.
<ol>
	<li>Wstępny test w celu wyznaczenia czynnika geometrycznego:
	<ol>
		<li>Użyć cieczy całkowicie zwilżającej (dla której kąt zwilżania wynosi 0°), np. n-heksanu.</li>
		<li>Zatrzymać test podsiąkania, gdy wizualizowana krzywa osiągnie stałą wartość. Oznacza to, że ciecz dotarła do górnej krawędzi uchwytu próbki, a zatem podsiąkanie zostało zakończone.</li>
		<li>Dopasować liniowy trend krzywej podsiąkania (m2(t)) do równania Washburna: 
		<img alt="Równanie równowagi statycznej: m²(t)=C(ρ²γ⊥cosθa/η)t, analiza sił, wzór matematyczny." src="/files/ftp_upload/55059/image003.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 3">        (3) 
		Zakładając, że kąt zwilżania postępowego dla n-heksanu wynosi 0°, wyznaczyć z nachylenia dopasowania liniowego stałą geometryczną C (mm5). 
		UWAGA: Wszystkie testy przeprowadzono w warunkach standardowych w temperaturze 20 °C. Zmiana temperatury wpłynie na napięcie powierzchniowe cieczy i wyniki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Czyszczenie uchwytu próbki przed kolejnymi testami 
	UWAGA: Po usunięciu mokrej tkaniny uchwyt próbki musi zostać dokładnie oczyszczony, aby zapobiec błędom w kolejnych pomiarach.
	<ol>
		<li>Zanurzyć uchwyt próbki w naczyniu z kwasem sulfochromowym (50% nasyconego roztworu dichromianu potasu i 50% stężonego kwasu siarkowego) na 30 s.</li>
		<li>Przepłukać go wodą destylowaną, a następnie osuszyć.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Drugi test w celu wyznaczenia pozornego kąta zwilżania postępowego
	<ol>
		<li>Użyć cieczy, dla której należy zmierzyć kąt zwilżania postępowego, stosując nową, identyczną i suchą próbkę tkaniny. 
		UWAGA: W celu walidacji metody użyto wody.</li>
		<li>Zatrzymać test podsiąkania, gdy wizualizowana krzywa osiągnie stałą wartość. Oznacza to, że ciecz dotarła do górnej krawędzi uchwytu próbki i że kapilarne podnoszenie się cieczy zostało zakończone.</li>
		<li>Dopasować liniową część krzywej podsiąkania (m2(t)) do równania Washburna (Równanie 3), ponieważ stała C jest już znana z pierwszego testu (krok 2.1); nachylenie dopasowania liniowego pozwala wyznaczyć kąt zwilżania postępowego θa (°). 
		UWAGA: Wszystkie testy przeprowadzono w warunkach standardowych w temperaturze 20 °C. Zmiana temperatury wpłynie na napięcie powierzchniowe cieczy i wyniki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ocena wkładu masy cieczy wynikającego z uchwytu próbki 
	UWAGA: Tensiometr, działając jak mikrowaga, mierzy całkowitą masę cieczy, wliczając w to zarówno ciecz wznoszącą się w tkaninie, jak i wkład zewnętrznego menisku na uchwycie próbki oraz podsiąkanie w filtrze. Wkłady te muszą zostać odizolowane.
	<ol>
		<li>Umieścić w uchwycie próbki taką samą ilość papieru filtracyjnego, jaka została użyta w kroku 1.1.3, i powtórzyć kroki 2.1.1-2.1.2.</li>
		<li>Odjąć uzyskaną stałą wartość (m2) od danych zarejestrowanych w kroku 2.1.3 i przesunąć krzywą, aby ocenić poprawność wyznaczenia stałej geometrycznej C.</li>
		<li>Wypełnić uchwyt próbki samym papierem filtracyjnym i powtórzyć kroki 2.3.1-2.3.2.</li>
		<li>Odjąć uzyskaną stałą wartość (m2) od danych zarejestrowanych w kroku 2.3.3 i przesunąć krzywą, aby ocenić poprawność wyznaczenia kąta zwilżania postępowego θa.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Lawrence, J. M., Neacsu, V., Advani, S. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X09001122">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353814001663">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., Månson, J. -A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X05001697">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.scientific.net/KEM.554-557.447">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/pubmed?term=((Note+on+a+method+of+determining+the+distribution+of+pore+sizes+in+a+porous+material%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X15000998">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. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDarcy%2C+H+%22Les+fontaines+publiques+de+la+ville+de+Dijon%3A+exposition+et+application%22">Les fontaines publiques de la ville de Dijon: exposition et application</a>. Dalmont, V. , (1856).</li>
<li>Pucci, M. F., Liotier, P. -J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X1500192X">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775716301923">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., Lagardère, M., Park, C. H., Panier, S. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s10853-014-8374-1">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/pubmed?term=((Modelling+of+wicking+and+moisture+interactions+of+flax+and+viscose+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydr+Polym%22%5BJournal%5D)">Modelling of wicking and moisture interactions of flax and viscose fibres.</a> Carbohydr Polym. 123, 359-368 (2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Kluczowe etapy protokołu odnoszą się do przygotowania próbek. Po pierwsze, próbkowane walcowane próbki muszą być szczelne, aby można było przyjąć założenie o jednorodnym stosunku objętości włókien. Jeżeli w próbce występuje gradient szczelności, równanie Washburna 5,6 nie może być użyte do dopasowania krzywych odprowadzania wilgoci. Ponadto warunki brzegowe między tkaniną a uchwytem próbki są trudne do kontrolowania. W związku z tym bibułę filtracyjną (ppkt 1.1.3...

Podczas impregnowania włóknistych wzmocnień w procesach formowania kompozytów ciekłych (LSM) przepływ żywicy jest napędzany przez gradient ciśnienia. Efekty kapilarne wywierają dodatkowy wpływ, który może konkurować z gradientem ciśnienia, w zależności od parametrów procesu. W związku z tym konieczna jest ocena ich wpływu na proces1,2. Można to osiągnąć poprzez zdefiniowanie pozornego ciśnienia kapilarnego, Pcap, które modyfikuje początkowy gradient ciśnienia3. Następnie ten parametr może zostać wprowadzony do modeli numerycznych w celu symulacji przepływów podczas procesów oraz dokładnego przewidywania powstawania porów4.
Samorzutne przenikanie tkaniny przez ciecz (wiciowanie) można opisać równaniem Washburna5. Początkowo równanie Washburna opisywało podciąganie cieczy w kapilarze. Następnie równanie to zostało rozszerzone na struktury porowate, takie jak włókniste wzmocnienia, które można przybliżyć siecią kapilar. Rozważając cylindryczny uchwyt próbek o promieniu R, wypełniony ośrodkiem porowatym, równanie Washburna zostało zmodyfikowane do postaci kwadratu przyrostu masy (m²(t)) w funkcji czasu, w następujący sposób6:
<img alt="Równanie ilustrujące rozpraszanie światła dynamicznego; zawiera wzory do analizy ruchu cząsteczek." src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Equation 1">        (1)
gdzie c jest parametrem uwzględniającym krętość, [Brak tekstu źródłowego do przetłumaczenia] to średnia promień poru, a ε = 1-Vf to porowatość (Vf będącym stosunkiem objętościowym włókien). Wszystkie parametry w nawiasach kwadratowych dotyczą morfologii i konfiguracji ośrodka porowatego i mogą zostać ujęte w jedną stałą, C, zwany „czynnikiem geometrycznym ośrodka porowatego”. Pozostałe parametry wyrażają zależność wnikania od oddziaływań między ośrodkiem a cieczą (poprzez ρ, η i γL, które odpowiednio oznaczają gęstość, lepkość i napięcie powierzchniowe cieczy, oraz poprzez θa, wyraźny kąt zwilżania przód).
Równolegle przepływ przez ośrodek porowaty jest zazwyczaj modelowany z wykorzystaniem dobrze znanego prawa Darcy’ego7, które wiąże równoważną prędkość cieczy, vD, ze spadkiem ciśnienia poprzez przepuszczalność ośrodka, K, oraz lepkość cieczy, η. Równanie to pozwala również na wyrażenie przyrostu masy w funkcji pierwiastka z czasu, umożliwiając tym samym rozważenie równoważności pomiędzy tymi dwoma równaniami. Na podstawie tej równoważności między równaniem Washburna a prawem Darcy’ego, ciśnienie kapilarne zdefiniowano następnie następująco8:
<img alt="Równanie ciśnienia kapilarnego \(P_{\text{cap}}=((c\overline{r}) \varepsilon \frac{\gamma_{L} \cos \theta_{a}}{4K})\)." src="/files/ftp_upload/55059/image002.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 2">        (2)
Głównym celem jest opisanie procedury badawczej pomiaru czynników geometrycznych oraz pozornych kątów zwilżania przód dla tkanin jednokierunkowych, w celu wyznaczenia ciśnienia kapilarnego. Metoda ta opiera się na wykorzystaniu tensjometru do przeprowadzania testów przenikania (Rysunek 1). Tensjometr to mikrowaga o rozdzielczości 10 µg, która mierzy masę cieczy tworzącej menisk wokół ciała stałego lub wznoszącej się w ośrodku włóknistym. Testy przenikania przeprowadzono w ramach jednowymiarowej charakterystyki (kierunek wzdłuż włókien)8,9. Do walidacji procedury wykorzystano quasi-jednokierunkowe tkaniny węglowe jednokierunkowe (UD) o Vf = 40%. Po zweryfikowaniu metody, tkaniny z lnu poddano obróbce cieplnej, modyfikującej właściwości zwilżania włókien6, a następnie przeprowadzono testy przenikania przy różnych udziałach objętościowych włókien (od 30% do 40%) zarówno dla nieprzetworzonych, jak i przetworzonych tkanin lnianych. Aby wyznaczyć parametry morfologiczne i zwilżania, konieczne jest przeprowadzenie co najmniej dwóch testów przenikania: pierwszy z całkowicie zwilżającą cieczą, taką jak n-heksan, w celu wyznaczenia wartości C (Równanie 1), oraz drugi z cieczą badaną, w celu określenia pozornego kąta zwilżania przód po ustaleniu wartości C. W pierwszym podejściu do oceny procedury zastosowano wodę.
Metodę tę można zastosować do różnych tkanin i cieczy, umożliwiając ocenę wpływu geometrii materiału (morfologii tkanin), porowatości (różne stosunki objętości włókien) oraz lepkości i napięcia powierzchniowego cieczy na zjawiska impregnowania kapilarnego. Oczywiste jest, że procedurę opartą na teorii Washburna (Równanie 1) można zastosować tylko wtedy, gdy krzywe podciągania (m²(t)) zarejestrowane przez tensjometr wykazują trend liniowy. Oznacza to, że parametry w Równaniu 1 muszą pozostawać stałe w całym procesie podciągania. Jeśli tak nie jest, jak w przypadku wzmocnień lenowych w wodzie, ponieważ włókna ulegają napuchaniu10,11, równanie Washburna powinno zostać zmodyfikowane, aby uwzględnić wpływ napęcznienia, co umożliwi poprawne opisanie badań9. Stwierdzono, że obrabiane tkaniny są mniej wrażliwe na sorpcję wody9. Czynniki geometryczne i parametry zwilżania można wyznaczyć z dopasowań liniowych, co pozwala na obliczenie ciśnienia kapilarnego, Pcap.

<table><tbody><tr><td>Tkaniny węglowe UD</td><td>Hexcel&nbsp;</td><td>48580</td><td></td></tr><tr><td>Tkaniny lniane UD</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>Kwas sulfochromowy</td><td>domowej roboty</td><td></td><td>toksyczny i</td></tr><tr><td>Bibuła filtracyjna</td><td>Dataphysic</td><td>FP11</td><td></td></tr><tr><td>Tensjometr</td><td>Dataphysic</td><td>DCAT11</td><td></td></tr></tbody></table>

testy odprowadzania wilgoci dla tkanin jednokierunkowych: pomiary parametrów kapilarnych w celu oceny ciśnienia kapilarnego w procesach formowania płynnych kompozytów

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

Podczas impregnacji włóknistego zbrojenia w procesach formowania płynnych kompozytów (LCM), efekty kapilarne muszą być zrozumiane, aby określić ich wpływ na powstawanie pustych przestrzeni w częściach kompozytowych. Odprowadzanie wilgoci w środowisku włóknistym opisanym równaniem Washburna uznano za równoważne przepływowi pod wpływem ciśnienia kapilarnego zgodnie z prawem Darcy'ego. Przeprowadzono badania eksperymentalne w celu scharakteryzowania odprowadzania wilgoci zarówno ze wzmocnieniem z włókna węglowego, jak i lnianego. Tkaniny quasi-jednokierunkowe zostały następnie przetestowane za pomocą tensjometru w celu określenia parametrów morfologicznych i zwilżania wzdłuż kierunku włókien. Wykazano, że procedura jest obiecująca, gdy morfologia tkaniny pozostaje niezmieniona podczas odprowadzania naczyń włosowatych. W przypadku tkanin węglowych można obliczyć ciśnienie kapilarne. Włókna lnu są wrażliwe na sorpcję wilgoci i pęcznieją w wodzie. Zjawisko to musi być brane pod uwagę przy ocenie parametrów zwilżania. W celu uczynienia włókien mniej wrażliwymi na sorpcję wody przeprowadzono obróbkę termiczną wzmocnień lnianych. Zabieg ten zwiększa stabilność morfologiczną włókien i zapobiega pęcznieniu w wodzie. Wykazano, że tkaniny poddane obróbce mają liniowy trend odprowadzania wilgoci podobny do tego, jaki występuje w tkaninach węglowych, co pozwala na określenie ciśnienia kapilarnego.

Krzywe przyrostu masy podczas podsiąkania, uzyskane za pomocą tensiometru dla tkanin węglowych oraz lnianych nieobrobionych i obrobionych, przedstawiono na Rysunkach 2 i 3. Wszystkie krzywe przedstawiono po odjęciu masy obu zewnętrznych menisków wynikających z obecności uchwytu próbki i papieru filtracyjnego, a następnie przesunięto je do zera.
Na wykresach w można zaobserwować, że Rysun...

Zaproponowano eksperymentalną metodę pomiaru parametrów geometrycznych i pozornych kątów zwilżania opisujących kapilarne odprowadzanie wilgoci w jednokierunkowych tkaninach syntetycznych i naturalnych. Parametry te są obowiązkowe do określenia ciśnień kapilarnych, które należy wziąć pod uwagę w przypadku zastosowań formowania płynnych kompozytów (LCM).

Testy odprowadzania wilgoci dla tkanin jednokierunkowych: pomiary parametrów kapilarnych w celu oceny ciśnienia kapilarnego w procesach formowania płynnych kompozytów

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

Ogólnym celem niniejszej procedury jest ocena wartości ciśnienia kapilarnego włókien niezbędnych do projektowania procesów formowania kompozytów z cieczy (liquid composite molding). Metoda ta może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytanie w dziedzinie produkcji kompozytów za pomocą procesów formowania z cieczy, dotyczące powstawania pustek i suchych plam w dużych i złożonych elementach kompozytowych. Zaletą tej techniki jest możliwość zastosowania standardowego tensjometru oraz każdego rodzaju zbrojenia do kompozytów.Procedurę tę zaprezentuje Monica Francesca Pucci, doktorantka w Laboratorium George'a Friedela w Ecole Mines Saint-Etienne. Aby rozpocząć przygotowanie próbki, odetnij pasek tkaniny prostopadle do splotu o szerokości 20 mm i objętości włókien 40%. Zwiń pasek w ciasny cylinder, dbając o to, aby był on zwinięty równomiernie na całej długości. Owiń próbkę papierem filtrującym o grubości nieprzekraczającej 0,1 mm.Ostrożnie włóż próbkę do uchwytu na próbkę, upewniając się, że tkanina jest równomiernie oddzielona od uchwytu za pomocą papieru filtracyjnego. Przykręć nakrętki uchwytu, aby skompresować próbkę tkaniny pod tłokiem. Po przygotowaniu próbki tkaniny zamocuj uchwyt do tensjometru.Napełnij borokrzemianowy pojemnik szklany o szerokości 70 mm n-heksanem do wysokości 12 mm. Umieść pojemnik na platformie podnoszącej tensiometru. W oprogramowaniu tensiometru ustaw prędkość przesuwania pojemnika z cieczą na 0,5 mm/s oraz próg wykrywania powierzchni na 8 mg.Następnie rozpocznij test nasiąkania. Po zetknięciu cieczy z próbką monitoruj przyrost masy cieczy w czasie w oprogramowaniu urządzenia. Gdy ciecz dotrze do górnej części próbki, co objawi się brakiem dalszego wzrostu masy, zakończ test.Dopasuj liniowy odcinek krzywej wsiąkania do równania Washburna. Następnie wyznacz stałą geometryczną, przyjmując zero stopni dla kąta zwilżania. Wyjmij uchwyt próbki oraz pojemnik z heksanem z tensiometru.Otwórz uchwyt na próbkę i wyjmij próbkę tkaniny. Następnie zanurz uchwyt na próbkę w kwasie siarkochromowym na 30 sekund. Opłucz uchwyt na próbkę wodą destylowaną i wysusz go strumieniem sprężonego powietrza.Przygotuj identyczną próbkę zwiniętej tkaniny owiniętą w papier filtracyjny. Następnie umieść ją w czystym i suchym uchwycie na próbki do pomiaru kąta zwilżania. Zamknij uchwyt na próbki.Umieść w tensjometrze borokrzemianowy pojemnik o szerokości 70 mm wypełniony wodą do głębokości 12 mm. Następnie zamocuj uchwyt próbki w tensjometrze. Ustaw parametry tensjometru i przeprowadź test nasiąkania.Dopasuj krzywą wsiąkania do równania Washburna, wykorzystując wcześniej obliczony czynnik geometryczny, a następnie wyznacz kąt zwilżania postępujący. Wyjmij uchwyt próbki i oczyść go kwasem siwych i wodą destylowaną.Następnie osusz uchwyt sprężonym powietrzem. Włóż kawałek papieru filtracyjnego do uchwytu na próbkę w celu przeprowadzenia kontroli i oceny wpływu masy cieczy pozostałej w uchwycie i na papierze filtracyjnym. Zamocuj uchwyt na próbkę w naczyniu z heksanem w tensjometrze.Przeprowadź testy nasiąkania i dopasuj krzywą do równania Washburna. Odejmij kwadrat przyrostu masy od poprzedniej wartości uzyskanej w teście z heksanem. Skoryguj stałą geometryczną o przyrost masy wynikający z poboru cieczy przez papier filtracyjny i uchwyt próbki.Oczyść uchwyt na próbkę i włóż kolejny kawałek papieru filtracyjnego. Umieść uchwyt na próbkę w pojemniku z wodą w tensjometrze. Przeprowadź test wsiąkania i dopasuj krzywą do równania Washburna.Odejmij wartość kwadratu przyrostu masy od poprzedniej wartości testu wodnego i skoryguj postępujący kąt zwilżania. Tkanina węglowa została oceniona zgodnie z tą procedurą. Zarówno w testach z heksanem, jak i z wodą, krzywa nasiąkania jest liniowa.Ciśnienie kapilarne można wyznaczyć, wykorzystując pozorny kąt zwilżania podczas przesuwania oraz wartości określone na podstawie czynnika geometrycznego. Podczas oceny tkanin lnianych modyfikowanych i niemodyfikowanych z użyciem heksanu, oba rodzaje tkanin wykazały liniowy trend w przesiąkaniu. Jednakże w przypadku oceny z użyciem wody, próbki lnu niemodyfikowanego nie wykazały trendu liniowego, co uniemożliwiło wyznaczenie kąta zwilżania podczas przesuwania.Różnicę tę przypisano pęcznieniu nieobrobionych włókien podczas procesu przemywania (sickingu), co wpłynęło na końcową wagę równowagową oraz prędkość przemywania. W celu wyznaczenia ciśnienia kapilarnego w nieobrobionym lnie zastosowano zmodyfikowane równanie Washburna, uwzględniające pęcznienie. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat szacowania ciśnienia kapilarnego w celu zapobiegania powstawaniu pustek lub suchych miejsc w częściach kompozytowych wytwarzanych metodami formowania kompozytów z cieczy.Po opanowaniu tej techniki, przy prawidłowym wykonaniu, można ją przeprowadzić w 30 minut. Podczas realizacji tej procedury ważne jest zwrócenie uwagi na orientację włókien. Po wykonaniu tej procedury można przeprowadzić testy w przeciwnym kierunku włókien, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak oddziaływanie między autotrofią wzmocnień tkanin a autotrofią efektów kapilarnych.Po tym opracowaniu technika ta utorowała drogę do badań w zakresie charakterystyki efektu kapilarnego, aby zbadać skoki ciśnienia kapilarnego w kompozytach hybrydowych. Należy pamiętać, że praca z kwasem sulfochromowym może być niezwykle niebezpieczna. Podczas wykonywania tej procedury zawsze należy przestrzegać środków ostrożności, takich jak zapewnienie odpowiedniej wentylacji oraz stosowanie rękawic i okularów ochronnych.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Przedstawiono procedurę tworzenia i obrazowania mostków kapilarnych w geometrii szczelinowo-porowej. Tworzenie mostków kapilarnych polega na tworzeniu filarów w celu zapewnienia kierunkowej niejednorodności fizycznej i chemicznej w celu przypięcia płynu.  Mostki kapilarne są formowane i manipulowane za pomocą mikroetapów i wizualizowane za pomocą kamery CCD.

Wykonanie i wizualizacja mostków kapilarnych w geometrii porów szczelinowych

Dwu- i trójwymiarowe superhydrofobowe materiały polimerowe są przygotowywane przez elektroprzędzenie lub elektronatryskiwanie biodegradowalnych polimerów zmieszanych z polimerem o niższej energii powierzchniowej o podobnym składzie.

Wytwarzanie superhydrofobowych materiałów polimerowych do zastosowań biomedycznych

Ten artykuł opisuje praktyczne metody przygotowania hydrożeli w foliach wolnostojących i impregnowanych membranach oraz charakteryzuje ich właściwości fizyczne, w tym właściwości transportu wody.

Synteza hydrożeli o właściwościach przeciwporostowych jako membran do oczyszczania wody

Przedstawiono protokół odsłaniania gołych włókien na powierzchni kompozytu poprzez eliminację obszaru bogatego w żywicę. Włókna są odsłaniane podczas wytwarzania kompozytów, a nie przez obróbkę powierzchni. Odsłonięte kompozyty węglowe charakteryzują się wysoką przewodnością elektryczną w kierunku przekroju i grubością oraz wysokimi właściwościami mechanicznymi.

Eksperymentalne wdrożenie nowej metody wytwarzania kompozytów: naświetlanie gołych włókien na powierzchni kompozytu metodą miękkiej warstwy

Opisana jest nowa technika wywierania nacisku konsolidacyjnego na układ worka próżniowego w celu wytworzenia laminatów kompozytowych. Celem tego protokołu jest opracowanie prostej, opłacalnej techniki poprawy jakości laminatów wytwarzanych metodą worków próżniowych do układania na mokro.

Produkcja kompozytów wspomagana magnesami: nowa, elastyczna technika osiągania wysokiego ciśnienia konsolidacji w procesach próżniowego workowania/układania

Ten raport szczegółowo opisuje zainicjowane mikrofalowo podejście do osadzania funkcjonalizowanych porfiryną porowatych organokrzemianowych sorbentów na tkaninie bawełnianej i demonstruje zmniejszenie transportu siarczku 2-chloroetylu etylu (CEES) przez tkaninę w wyniku tego zabiegu.

Osadzanie porowatych sorbentów na podłożach tkaninowych

Prosty protokół jest dostępny do wytwarzania struktur hemiwickich o różnych rozmiarach, kształtach i materiałach. Protokół wykorzystuje kombinację fizycznego tłoczenia, formowania PDMS i cienkowarstwowych modyfikacji powierzchni za pomocą popularnych technik osadzania materiałów.

Skalowalne drukowanie pieczątek i produkcja powierzchni hemiwickingowych

Ten artykuł opisuje wytwarzanie, strukturę i pomiar ciśnienia sprasowanych wyrobów pończoszniczych za pomocą metod bezpośrednich i pośrednich.

Wytwarzanie wyrobów pończoszniczych kompresowanych i pomiar ich charakterystyki nacisku wywieranego na kończyny dolne

Ten manuskrypt opisuje konstrukcję i działanie mikrotensjometru/mikroskopu konfokalnego do wykonywania jednoczesnych pomiarów napięcia międzyfazowego i reologii dylatacyjnej powierzchni przy jednoczesnej wizualizacji morfologii międzyfazowej. Zapewnia to konstruowanie w czasie rzeczywistym relacji struktura-właściwości interfejsów ważnych w technologii i fizjologii.

Mikrotensjometr do mikroskopii konfokalnej Wizualizacja dynamicznych interfejsów

Ten artykuł opisuje proces produkcji laminatów kompozytowych z matrycą polimerową wzmocnioną włóknami, uzyskanych metodą mokrego ręcznego układania/worka próżniowego.

Pomiar właściwości mechanicznych polimerowych laminatów kompozytowych wzmocnionych włóknem szklanym otrzymanych w różnych procesach produkcyjnych

To badanie przedstawia model laboratoryjny przeznaczony do oceny kompatybilności materiałów do opatrunków z podciśnieniowymi systemami leczenia ran poprzez ocenę ciśnienia i zbierania płynów przez 72 godziny przy ciągłych i przerywanych ustawieniach ciśnienia.

Opracowanie modelu laboratoryjnego do oceny kompatybilności materiałów opatrunkowych z podciśnieniowymi systemami leczenia ran

Poznaj metodę pomiaru ciśnienia kapilarnego w kompozytach zbrojeniowych przy użyciu tensiometru. Technika ta pomaga zapobiegać powstawaniu pustych przestrzeni w procesach formowania płynnych kompozytów.

Testy odprowadzania wilgoci dla tkanin jednokierunkowych: pomiary parametrów kapilarnych w celu oceny ciśnienia kapilarnego w procesach formowania płynnych kompozytów (Wideo) | JoVE Journal

Testy odprowadzania wilgoci dla tkanin jednokierunkowych: pomiary parametrów kapilarnych w celu oceny ciśnienia kapilarnego w procesach formowania płynnych kompozytów

Przeglądaj więcej filmów