Binder Bakteriyel Selüloz kullanmak Sağlam Doğal Elyaf preform üretim

Bu prosedürün genel amacı, bağlayıcı olarak bakteriyel selüloz kullanarak sağlam ve sert doğal elyaf preformları oluşturmak ve geleneksel bir kompozit yapım işlemi kullanarak yenilenebilir hiyerarşik kompozitler üretmektir. Bu, önce suda bir bakteriyel selüloz süspansiyonu oluşturularak gerçekleştirilir. İkinci adım, gevşek kısa doğal lifleri bakteriyel selüloz süspansiyonuna dağıtmaktır.

Daha sonra, elde edilen doğal elyaf bakteriyel selüloz süspansiyonu, fazla suyu uzaklaştırmak için süzülür. Son adım, sağlam ve sert bir elyaf preformu oluşturmak için filtre kekini birleştirmek ve kurutmaktır. Sonuç olarak, bu elyaf preformu daha sonra yüksek performanslı bakteriyel selüloz takviyeli doğal elyaf takviyeli yenilenebilir kompozitler oluşturmak için sıvı bir reçine ile infüze edilebilir.

Bu prosedürü gösteren mata, Kang ve C olacaktır. Bu prosedüre başlamadan önce, önceden belirlenmiş bir ıslak ila kuru bakteriyel selüloz kütlesinden 18 gram kuru bakteriyel selüloza eşdeğer ıslak bakteriyel selüloz peles miktarını ölçün. Bunu takiben, ıslak bakteriyel selüloz peleslerini bir çift keskin makas kullanarak yaklaşık bir ila iki santimetrelik küçük parçalar halinde kesin. Kestikten sonra, bakteriyel selüloz pelelerini nemlendirmek için bir litre suya batırın.

Kesilmiş bakteriyel selüloz pelelerini bir karıştırıcıya besleyin ve karıştırma işleminin sorunsuz ilerlemesi için 300 ila 500 mililitre su ekleyin. Sonra les'i iki dakika karıştırın. Bittiğinde, harmanlanmış bakteriyel selülozu 15 litrelik bir kaba dökün ve toplam su hacmi 14 litre olana kadar su ekleyin, bu da suda hacim başına yüzde 0.1 ağırlıkça bakteriyel selüloz konsantrasyonu verir.

Daha sonra, 72 gram gevşek boyutlu lifleri bir ila iki santimetre uzunluğunda lifler halinde kesin ve bunları bakteriyel selüloz süspansiyonuna ekleyin. Bakteriyel selüloz süspansiyonunda sisal liflerin homojen bir şekilde dağılmasını sağlamak için süspansiyonu bir spatula ile hafifçe karıştırın. Bu noktada, su seviyesi destek teline ulaşana kadar tabaka oluşturucuyu deiyonize su ile doldurun.

Sac kalıp tabanı içinde ortalanmış destek telinin üzerine 50 gözenekli bir metal şekillendirme teli yerleştirin, kapatın ve sac kalıbı kilitleyin. Ardından, şekillendirme teli suya batırılana kadar ilave tatlı su ekleyin. Hazırlanan sisal elyaf bakteriyel selüloz süspansiyonunu tabaka kalıba dökün.

Liflerin boyutunun kalıp boyunca homojen bir şekilde dağılmasını sağlamak için süspansiyonu spatula ile hafifçe karıştırın. Bunu takiben, suyu boşaltmak için tahliye vanasını açın, bu da şekillendirme teli üzerinde sisal lifleri ve bakteriyel selülozdan oluşan ıslak bir filtre keki oluşmasına neden olacaktır. Su boşaldıktan hemen sonra, tabaka kalıbı açın ve şekillendirme telini çıkarın.

Şekillendirme telini bir parça kurutma kağıdına yerleştirin. Ardından, filtre kekinin üstüne üç ek kurutma kağıdı ve ardından metal bir plaka yerleştirin. Ardından, filtre kekini şekillendirme teli ile ters çevirin.

Şimdi üst tarafa bakacak şekilde çıkarın ve doğrudan filtre kekinin üzerine üç ek kurutma kağıdı ve ardından metal bir plaka yerleştirin. Suyu dışarı itmek için metal plakanın üzerine 10 kilogramlık bir ağırlık koyun. Kurutma kağıtları tamamen ıslandığında, bunları yeni kurutma kağıtları ile değiştirin ve 10 kilogram ağırlık kullanarak filtre kekini tekrar bastırın.

Kurutma kağıtları son bir kez değiştirildikten sonra, elyaf preformunu sağlamlaştırmak için sıcak preste bir tonluk son bir presleme yapın. Kalan suyun buharlaşmasına yardımcı olmak için sıcak presi 120 santigrat dereceye kadar ısıtın. Dört saat sonra, sıcak presin sıcaklığını oda sıcaklığına düşürün ve soğuduktan sonra preformu çıkarın.

İç ve dış kurulumun çevresine basınca duyarlı bant yerleştirin. Bunu takiben, gözeneksiz politetrafloroetilen veya PTFE kaplı cam ayırma kumaşından oluşan takım tarafının üstündeki preform. Preformu, soyma katmanı olarak da bilinen gözenekli PTFE kaplı bir cam ayırma kumaşı ve ardından gözenekli bir akış ortamı ile kaplayın.

Omega tüplerini, vakum destekli reçine infüzyonunun veya çeşitli kurulumun amaçlanan reçine girişine ve çıkışına yerleştirin. Reçinenin değişken kurulumuna dağılmasına izin vermek için omega tüplerinin gözenekli akış ortamının üzerine yerleştirildiğinden emin olun İnfüzyon sırasında, reçine besleme ve çıkış tüplerini omega tüplerinin açıklıklarına yerleştirin. Ardından kurulumu floro etilen polimer bazlı torbalama Filmi ile kapatın ve basınca duyarlı bant kullanarak kapatın.

İç torbanın üzerine metal bir plaka yerleştirin, burada elyaf preformun ardından bir parça havalandırma bezi gelir. Reçine besleme borusu kapatıldıktan sonra, reçine çıkış borusunun diğer ucunu havalandırma bezinin üzerine yerleştirin. Torba vakum valfinin olması gereken konumu belirledikten sonra, valfin alt parçasını havalandırma bezinin üzerine yerleştirin.

İç torbanın üzerine bir vakumlu torbalama filmi yerleştirin ve kapatın. Ardından, sızdırmazlığı tamamlamak için plakayı sızdırmazlık bandının üzerine yerleştirin. Valfin alt parçasının bulunduğu vakumlu torbalama filmi üzerinde küçük bir X kesin ve geçiş torbasını tamamlamak için üst parçayı vidalayın.

Vakum valfi. Hızlı bağlantı armatürünü bağlayın ve bir vakum uygulayın. Ardından vakum sızıntısı olup olmadığını kontrol edin.

Daha sonra epoksi ve sertleştiriciyi 100 ila 19 ağırlık oranında karıştırarak reçineyi hazırlayın. Epoksi reçine ve sertleştiricinin karıştırılması sırasında tüm hava kabarcıkları tuzaklarını gidermek için reçinenin gazını düşük bir basınçta alın. Kurulumun sızıntısız olduğu belirlendikten sonra, reçineyi omega tüpüne bağlı boru aracılığıyla besleyin, reçinenin elyaf preformuna emprenye edilmesi için zamana sahip olacak şekilde yavaşça beslendiğinden emin olun.

Reçinenin reçine çıkış borusundan dışarı akmasına izin verin ve çıkış borusundan hava kabarcığı çıkmadığı görülene kadar havalandırma bezine batırın. Son olarak, çıkış borusunu kapatın ve reçinenin oda sıcaklığında 24 saat kürlenmesine izin verin, ardından bakteriyel selüloz bağlayıcı olmadan 16 saat boyunca 50 santigrat derecede bir kürleme sonrası adımlayın. Kısa gevşek sisal lifler, yalnızca lifler arasındaki sürtünme ve dolaşmalarla bir arada tutulur.

Sonuç olarak, bu preform gevşektir ve fazla ağırlığı taşıyamaz. Burada gösterilen, bakteriyel selüloz içermeyen sisal elyaf preformudur. Üç nokta bükme modunda uygulanan bir yüke sahip bağlayıcı olarak, preformun oldukça gevşek olduğu görülebilir ve polipropilen kabın içine 40 gram su ilave edilerek bir yük uygulandığında, preform ciddi şekilde sapmaya başlar.

Bununla birlikte, bu kısa ve gevşek sisal lifleri için bağlayıcı olarak %28 oranında bakteriyel selüloz kullanıldığında, sert bir lif preformu üretilmiştir. Bu preform, önemli bir sapma olmaksızın 170 gram ağırlığındaki tam bir polipropilen kabın yüküne dayanabilir. Tipik bir bakteriyel selüloz sisal elyaf preformunun taramalı elektron mikrografları burada gösterilmektedir.

Bakteriyel selülozun sisal liflerinin yüzeyini kapladığı görülebilir. Bu etki, sisal liflerin hidrofilik yapısından kaynaklanmaktadır. Sisal liflerinin hidrofilik yapısı, ortamda dağılan bakteriyel selülozu çekerek suyu emer.

Bakteriyel selüloz, doğal liflerin gözeneklerinden daha büyük olduğu için liflerin içine nüfuz edemediler. Bunun yerine, sisal liflerinin yüzeyine karşı filtrelendiler ve lifler kurutulduğunda bir bakteriyel selüloz kaplama tabakası oluşturdular. Bu elyaf preformlarının gerilim altındaki mekanik performansı, yaklaşık %70'lik bir gözenekliliğe sahip elyaf preformlarının gözenekli yapısı nedeniyle burada tablo haline getirilmiştir. Preformun gerilme mukavemeti iyi tanımlanmamıştır.

Bu nedenle, numunenin çekme kuvveti ve çekme indeksi tablo halinde verilmiştir. Bağlayıcı olarak ağırlıkça yüzde 20 bakteriyel selüloz kullanıldığında sırasıyla metre başına 12.1 kilo Newton ve gram başına 15 Newton metre çekme kuvveti ve çekme indeksi ölçüldü. Bununla birlikte, lif preformu gevşek olduğu için saf sisal elyaf preformlarının gerilme özellikleri ölçülebilir değildi.

Tekniğimiz, malzeme bilimcilerinin ve mühendislerinin hiyerarşik yüksek performanslı yenilenebilir kompozitlerin geliştirilmesinde nano hücre yasalarının kullanımını keşfetmelerinin yolunu açtı.