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Effect of black rice husk ash biosilica on mechanical, wear, and fatigue behavior of stacked aloevera/roselle and glass fiber reinforced epoxy composite
Polymer Composites ( IF 4.8 ) Pub Date : 2022-06-18 , DOI: 10.1002/pc.26810 Ramaswamy R. 1 , Nagabhooshanam N. 2 , Manoj E. 3 , Thiyagu M. 4 , Pravin P. Patil 5
Polymer Composites ( IF 4.8 ) Pub Date : 2022-06-18 , DOI: 10.1002/pc.26810 Ramaswamy R. 1 , Nagabhooshanam N. 2 , Manoj E. 3 , Thiyagu M. 4 , Pravin P. Patil 5
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In this present study, a high-performance structural epoxy biocomposite has been prepared and characterized for its mechanical, wear, and fatigue behavior. The main aim of this research was to determine the effect of fiber stacking order and the biosilica addition in the epoxy hybrid composite when it is subjected to external loading. The research also focused on how the surface treatment process on fiber and particle affects the mechanical, wear, and fatigue behavior of composite. The biosilica particles were synthesized from black rice husks and then surface treated with 3-aminopropyltriethoxysilane. Similarly, a base treatment was applied to fiber mats and the composite laminates for this investigation were fabricated by hand layup process. It is noted that the composite designations E12 and E22 exhibited an improved tensile strength of 58, 62% and flexural strength of 45, 51% for 1.0 vol% biosilica in both staking sequence models. Similarly, in inter-laminar shear strength the composites E2, E21 and E22 outperformed than E1, E11, and E12. In terms of Izod impact toughness and hardness, composite designation E22 provides maximum increment of about 94% and 5%. The wear resistance of composite E22 exhibited lower wear loss and COF. The highest fatigue life count of 41,782 was observed for the composite designation E22 in tension-tension fatigue mode. Overall the stacking order R/A/G/A/R gives better results than others. These load bearing properties enhanced hybrid composites might be employed in structural, industrial, automotive, home appliance, defense, and lightweight industrial applications.
中文翻译：
黑稻壳灰生物硅对叠层芦荟/洛神花和玻璃纤维增强环氧树脂复合材料力学、磨损和疲劳行为的影响
在本研究中，制备了一种高性能结构环氧生物复合材料，并对其机械、磨损和疲劳行为进行了表征。本研究的主要目的是确定环氧杂化复合材料在受到外部载荷时纤维堆叠顺序和生物二氧化硅添加量的影响。该研究还侧重于纤维和颗粒的表面处理工艺如何影响复合材料的机械、磨损和疲劳行为。生物二氧化硅颗粒由黑米壳合成，然后用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行表面处理。类似地，对纤维垫进行了基础处理，并通过手工铺层工艺制造了用于本研究的复合层压板。值得注意的是，复合名称 E 12和 E在两种放样序列模型中，对于 1.0 vol% 的生物二氧化硅，图22的拉伸强度提高了 58%、62% 和弯曲强度提高了 45%、51%。类似地，在层间剪切强度方面，复合材料 E 2、E 21和 E 22的性能优于 E 1、E 11和 E 12。就悬臂梁式冲击韧性和硬度而言，复合材料名称 E 22提供约 94% 和 5% 的最大增量。复合材料 E 22的耐磨性表现出较低的磨损损失和 COF。复合材料名称 E 22的最高疲劳寿命计数为 41,782在张力-张力疲劳模式下。总体而言，堆叠顺序 R/A/G/A/R 比其他顺序提供更好的结果。这些承载性能增强的混合复合材料可用于结构、工业、汽车、家用电器、国防和轻质工业应用。
更新日期：2022-06-18
中文翻译：
黑稻壳灰生物硅对叠层芦荟/洛神花和玻璃纤维增强环氧树脂复合材料力学、磨损和疲劳行为的影响
在本研究中，制备了一种高性能结构环氧生物复合材料，并对其机械、磨损和疲劳行为进行了表征。本研究的主要目的是确定环氧杂化复合材料在受到外部载荷时纤维堆叠顺序和生物二氧化硅添加量的影响。该研究还侧重于纤维和颗粒的表面处理工艺如何影响复合材料的机械、磨损和疲劳行为。生物二氧化硅颗粒由黑米壳合成，然后用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行表面处理。类似地，对纤维垫进行了基础处理，并通过手工铺层工艺制造了用于本研究的复合层压板。值得注意的是，复合名称 E 12和 E在两种放样序列模型中，对于 1.0 vol% 的生物二氧化硅，图22的拉伸强度提高了 58%、62% 和弯曲强度提高了 45%、51%。类似地，在层间剪切强度方面，复合材料 E 2、E 21和 E 22的性能优于 E 1、E 11和 E 12。就悬臂梁式冲击韧性和硬度而言，复合材料名称 E 22提供约 94% 和 5% 的最大增量。复合材料 E 22的耐磨性表现出较低的磨损损失和 COF。复合材料名称 E 22的最高疲劳寿命计数为 41,782在张力-张力疲劳模式下。总体而言，堆叠顺序 R/A/G/A/R 比其他顺序提供更好的结果。这些承载性能增强的混合复合材料可用于结构、工业、汽车、家用电器、国防和轻质工业应用。
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