A Review of the Measurement and Development of Crystallinity and Its Relation to Properties in Neat Poly(phenylene Sulfide) and Its Fiber Reinforced Composites

Spruiell, Joseph E.

doi:10.2172/885940

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“…The determination of the degree of crystallinity X C involves two major sources of error in comparison to the introduced crystallinity ratio: accuracy in determination of the matrix weight fraction and the enthalpy of fusion of the 100 % crystalline polymer varying from 50 to 150 J/g in literature 4 . Both methods were used to determine the amount of crystallinity.…”

Section: Differential Scanning Calorimetry (Dsc)mentioning

confidence: 99%

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Interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced thermoplastic in-situ joints

Radlmaier

Obermeier

Ehard

et al. 2016

AIP Conference Proceedings

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Abstract. Due to their ability to form fusion bonds, composites with thermoplastic matrix offer new opportunities to assemble complex structures with a multitude of single components. By combining the laser-assisted Thermoplastic Automated Fiber Placement process (TP-AFP) with the thermoforming technology, a time-efficient process chain for producing hollow skin-stiffener structures was developed. Removable core systems are inserted into the cavity of thermoformed omega profiles for subsequent TP-AFP processing of skin layers to the top of the flanges. This enables in-situ joining between the flanges of the thermoformed profile and the skin layers without the need for other joining technologies or supplementary bonding materials. Mode I interlaminar fracture toughness tests were conducted to evaluate the performance of this joining strategy. Partially fiber-placed and thermoformed test specimen were produced by the combined TP-AFP/thermoforming process transferring the developed joining strategy to coupon level. In addition, fiber-placed specimens were manufactured with and without additional processing in a press to act as a reference. The effects of different cooling rates during production of the test panels on the crystallinity were determined by Differential Scanning Calorimetry (DSC). The mode I interlaminar fracture toughness test results show that partially fiber-placed and thermoformed test specimen have a comparable level of resistance against delamination as entirely fiber-placed or thermoformed test specimen. The similar amount of crystallinity of these test panels, determined by an introduced crystallinity ratio (CR), correlates with the mode I interlaminar fracture toughness test results and indicates a low influence of the developed joining strategy on the crystallinity amount at the joint zone.

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Section: Differential Scanning Calorimetry (Dsc)mentioning

confidence: 99%

“…For the determination of X C of all test samples a weight fraction of 33 % of PPS was assumed and ∆H 0 f was set to 80 J/g. This value is often used in literature 4 and based on x-ray diffraction measurements by Brady 5 .…”

Section: Differential Scanning Calorimetry (Dsc)mentioning

confidence: 99%

Interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced thermoplastic in-situ joints

Radlmaier

Obermeier

Ehard

et al. 2016

AIP Conference Proceedings

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“…Assim, o comportamento observado é esperado, uma vez que resfriamentos mais rápidos de polímeros semicristalinos fundidos geralmente resultam em menor cristalinidade da matriz polimérica [9,10,17] . Os resultados de cristalinidade determinados estão em concordância com os apresentados na literatura, em torno de 21%, também obtidos experimentalmente para laminados de PPS/fibras de carbono, com taxa de resfriamento de 10 °C/min [18] .…”

Section: Inspeção Por Ultrassomunclassified

“…Conforme sugere a literatura, menores taxas de resfriamento podem resultar em estruturas cristalinas melhor formadas e maiores, característica essa que induz, consequentemente, a um maior encolhimento volumétrico da matriz. Esse comportamento pode acarretar na formação de concentradores de tensão, que podem levar à uma maior fragilização do polímero termoplástico semicristalino [9,10] . No presente estudo, os resultados de resistência à compressão evidenciam esse comportamento, sabendo-se que o ensaio de compressão é influenciado pelas características da matriz.…”

Section: Ensaios Mecânicosunclassified

“…Os polímeros PEEK e PEKK destacam-se ainda mais por manterem suas elevadas rigidez em altas temperaturas (temperatura de transição vítrea (T g ) em torno de 150 °C) [5,6] . Nesse sentido, a matriz de PPS vem também se destacando pelo seu processamento ocorrer em temperaturas menores que as necessárias para o PEEK e PEKK, e por conferir boas propriedades mecânicas a laminados com requisitos de uso em temperaturas mais altas (T g PPS puro = 89 °C e Tg PPS em compósitos = 126 °C) [7][8][9] . A Tabela 1 apresenta valores de resistências à compressão e flexão Polímeros, vol.…”

Section: Introductionunclassified

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Avaliação dos comportamentos mecânico e térmico de laminados de PPS/fibra de carbono processados em autoclave sob diferentes ciclos de consolidação

Marques¹,

Narita²,

Costa³

et al. 2010

Polímeros

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Resumo: Usualmente, um dos processos mais utilizados para fabricação de componentes em termoplásticos estruturais é a moldagem por compressão a quente, porém restringindo-se na obtenção de peças de pequeno e médio porte. Tal restrição deve-se à limitação do tamanho das prensas utilizadas, principalmente pelo custo envolvido. Procurando ampliar a aplicação de compósitos termoplásticos, possibilitando a fabricação de peças maiores e com maior potencial de integração, pelo uso de infra-estrutura já disponível em processadores de compósitos, este trabalho aborda o processamento de laminados de poli(sulfeto de fenileno) (PPS) reforçado com fibra de carbono em autoclave, pelo uso de quatro diferentes ciclos de consolidação. Os laminados obtidos foram caracterizados por inspeção por ultrassom, análises de DSC para a determinação da cristalinidade e avaliação das propriedades mecânicas em flexão, compressão e cisalhamento interlaminar. Os resultados mostram que laminados obtidos com taxas de resfriamento mais lentas apresentam menor resistência e módulo em compressão, uma vez que o maior grau de cristalinidade (~30%) promove maior fragilização da matriz polimérica. Palavras-chave: Compósito termoplástico, PPS, poli(sulfeto de fenileno), consolidação em autoclave. Evaluation of Thermal and Mechanical Behaviors of PPS/Carbon Fiber Laminates Processed in Autoclave Under Different Consolidation CyclesAbstract: One of the most used processes to obtain structural thermoplastic parts is the hot compression molding, which is limited to small and medium size parts because of the size of the press used, mainly related to its cost. This has hampered a wide use of thermoplastic composites in structural applications. In order to extend the application of thermoplastic composites, but still using available infrastructure in composite manufacturers, in this work we investigate the processing of carbon fiber reinforced polyphenylene sulfide (PPS) in an autoclave, using four consolidation cycles. The processed laminates were characterized by ultrasound inspection, DSC analyses for the crystallinity determination and mechanical tests to evaluate the compression, flexure and interlaminar shear strength (ILSS). The results show that the laminates obtained under the lowest cooling rate exhibited the lowest compressive strength and modulus, because of the higher crystallinity degree (~30%) that turns the matrix more brittle. Keywords: Thermoplastic composite, PPS, polyphenylene sulfide, consolidation in autoclave. IntroduçãoNa indústria aeronáutica, os materiais compósitos poliméricos surgem como uma alternativa às estruturas metálicas tradicionalmente utilizadas desde o início da aviação. Os materiais compósitos, com suas variadas combinações de matriz e reforço, conferem à estrutura menor peso em relação às estruturas metálicas, consequentemente, maiores resistência mecânica e rigidez específicas. A obtenção de componentes com esse tipo de material possibilita, ainda, uma maior integração de peças, um menor custo de fabricação e maiores re...

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Effect of PPS Matrix Evolution during Processing of Carbon Fiber Reinforced PPS on the Mechanical Behaviour of the Composite Material

Katsiropoulos

Lefebure²,

Pantelakis

2007

Particle and Continuum Aspects of Mesomechanics

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A Review of the Measurement and Development of Crystallinity and Its Relation to Properties in Neat Poly(phenylene Sulfide) and Its Fiber Reinforced Composites

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Interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced thermoplastic in-situ joints

Interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced thermoplastic in-situ joints

Avaliação dos comportamentos mecânico e térmico de laminados de PPS/fibra de carbono processados em autoclave sob diferentes ciclos de consolidação

Effect of PPS Matrix Evolution during Processing of Carbon Fiber Reinforced PPS on the Mechanical Behaviour of the Composite Material

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