ISSN:
0003-3146
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
Es wurden unidirektionale Verbundwerkstoffe aus Novolakharz mit Kohlenstoff-Fasern gemäß der Prepreg-Methode verarbeitet. Das Novolakharz wurde durch Polymerisation von Phenol mit Formaldehyd (Mol-Verhältnis 1 : 0,82) und Oxalsäure als Katalysator (1,5 Gew.-% von Phenol) hergestellt. Die Härtung des Novolakharzes wurde mit Hexamethylentetramin (Hexa) durchgeführt, während das geeignete Verhältnis durch die IR-Spektroskopie bestimmt wurde.Es wurden Proben aus Novolak/Hexa (Gew.-Verhältnis 14: 1), verstärkt mit kommerziellen Kohlenstoff-Fasern, unter verschiedenen Bedingungen (z. B. verschiedene thermische Programme und verschiedene Verhältnisse von Novolakharz : Kohlenstoff-Fasern) hergestellt. Die mechanischen Eigenschaften der hergestellten Proben (wie Biegefestigkeit, Zugfestigkeit, usw.) wurden bestimmt, und ihre Struktur wurde mit Hilfe der Elektronenmikroskopie untersucht.Mit zunehmendem Volumenverhältnis der Kohlenstoff-Fasern werden nicht nur alle mechanischen Eigenschaften des verstärkten Materials verbessert, sondern auch sein Nutzungsgrad nimmt zu, und die Herstellungsbedingungen üben einen größeren Einfluß aus. Die mit dem gleichen Verhältnis von Kohlenstoff-Fasern (z. B. 15 Vol.-%) hergestellten Proben weisen mit zunehmendem Härtungsgrad des Novolaks verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Der Häirtungsgrad des Novolaks während der Anfangsphase (Gel-Zeit) als auch während der Endphase (Nachhärtung) kann mit Hilfe der IR-Spektren des härtenden Novolaks verfolgt werden, während der Härtungsgrad der Zwischenphase nur indirekt aus den Werten der mechanischen Eigenschaften der entsprechenden Proben bestimmt werden kann.Aus der Korrelation zwischen den Herstellungsparametern und den mechanischen Eigenschaften der Proben ergeben sich optimale Bedingungen für die Verarbeitung in der Wärmepresse zur Herstellung von mit Kohlenstoff-Fasern verstärkten Novolakharzen (1. Phase: T1 = 125-145°C, t1 = 20 min - 1 h, ohne Druck; 2. Phase: T2 = 180-195°C, t2 = 40 min, P2 ≃ 1,5 kN /cm2).
Notes:
Unidirectional composite materials of novolac resin with carbon fibers were fabricated according to the prepreg method. Novolac resin was prepared by polymerization of phenol with formaldehyde (mole ratio 1 : 0.82) in the presence of oxalic acid as catalyst (1.5 wt.-% to phenol). The curing of novolac resin was performed with hexamethylenetetramine (hexa), while the appropriate proportion was determined by using the IR-spectroscopy.Specimens of novolac/hexa (weight ratio 14:1) reinforced with carbon fibers commercially available were fabricated under different conditions (e.g. different thermal programs and different proportions of novolac/carbon fibers). The mechanical properties of the fabricated specimens (like flexural strength, tensile strength, etc.) were determined and their structure was examined by scanning electron microscopy.By increasing the volume proportion of carbon fibers, not only all mechanical properties of the composite material were increased, but also their degree of utilization was increased and also the production conditions had greater influence. Concerning the specimens produced by the same proportion of carbon fibers (e.g. 15 vol.-%) their mechanical properties were improved by increasing the curing of novolac. The degree of curing of novolac during the initial phase (gel time) and during the ultimate phase (post-curing) can be followed with the aid of IR-spectra of the cured resin, while the degree of curing for the intermediate phase can be obtained only indirectly from the values of the mechanical properties of the corresponding specimens.From the correlation between the production parameters and the mechanical properties of the samples the optimal conditions for processing of the thermopress for the manufacture of carbon fiber reinforced novolac were concluded (1. phase: T1 = 125-145°C, t1 = 20 min - 1 h, without pressure; 2. phase: T2 = 180-195°C, t2 = 40 min, P2 ≃ 1,5 kN/cm2).
Additional Material:
4 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/apmc.1989.051650103
