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Quantitation of the reinforcement effect of silica nanoparticles in epoxy resins used in liquid composite moulding processes

Mahrholz, Thorsten und Sinapius, Michael und Stängle, J. (2009) Quantitation of the reinforcement effect of silica nanoparticles in epoxy resins used in liquid composite moulding processes. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40 (3), Seiten 235-243. Elsevier Ltd.. DOI: 10.1016/j.compositesa.2008.11.008. ISSN 1359-835X.

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Kurzfassung

Epoxy-silica nanocomposites are tested for their suitability as a new type of matrix for fibre-reinforced polymers (FRP) using injection technology (LCM). A key focus is determining the processing characteristics of the nanocomposites. The silica nanoparticle content varies between 0 and 25 wt% for the high performance epoxy resin. Photon Cross Correlation Spectroscopy (PCCS) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis performed on the liquid and cured epoxy-silica nanocomposites indicate a nearly homogeneous distribution of the nanoscaled silica in the epoxy matrix, even at rather high weight percentages. Depending on the silica content of the composite, its stiffness, strength, and toughness can be increased significantly compared with neat resin. Moreover, resin shrinkage and the thermal expansion (CTE) can be significantly reduced and the thermal conductivity increased. Concomitant the glass transition temperature remains nearly constant. The initial viscosity of the resin increases slightly depending on the nanoparticle content, while the gel-time slightly decreases. The injectability of the nanocomposite for the purpose of lamination using the LCM technology is nearly unaffected. The optimum filler content is at app. 25 wt% silica. Epoxy-silica nanocomposites are now proven to be a new high performance polymer matrix for FRP structures manufactured by the low cost LCM techniques.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Quantitation of the reinforcement effect of silica nanoparticles in epoxy resins used in liquid composite moulding processes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Mahrholz, ThorstenNICHT SPEZIFIZIERT
Sinapius, MichaelNICHT SPEZIFIZIERT
Stängle, J.Bundeswehr Research Institute for Materials, Explosives, Fuels and Lubricants
Datum:Januar 2009
Erschienen in:Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:40
DOI :10.1016/j.compositesa.2008.11.008
Seitenbereich:Seiten 235-243
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Wisnom, M.NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier Ltd.
ISSN:1359-835X
Status:veröffentlicht
Stichwörter: Nano-structures, Laminates, Thermal properties, Mechanical testing, Nanocomposite
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V -- keine Zuordnung
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Multifunktionswerkstoffe
Hinterlegt von: Doris Ries
Hinterlegt am:20 Apr 2009
Letzte Änderung:07 Feb 2013 20:04

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