Analysis of fracture behaviour of fibre reinforced polypropylene using R‐curve concept

Grellmann, W.; Seidler, Sabine; Nezbedová, E.

doi:10.1002/masy.19910410116

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“…Other authors found similar behaviors, but attributed it to the ability of coupling agents to change the matrix nature, which could act as impediment of crack propagation. These authors did not report an increase in the strain at which the maximum stress occurs, but proposed just an increase of matrix ductility by the coupling agent use as the main cause of improvement [ 54 , 55 , 56 ].…”

Section: Mechanical Properties Of Pp/gf/pp Compositesmentioning

confidence: 99%

Glass Fiber Reinforced Polypropylene Mechanical Properties Enhancement by Adhesion Improvement

2012

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Glass fibers (GF) are the reinforcement agent most used in polypropylene (PP) based composites, as they have good balance between properties and costs. However, their final properties are mainly determined by the strength and stability of the polymer-fiber interphase. Fibers do not act as an effective reinforcing material when the adhesion is weak. Also, the adhesion between phases can be easily degraded in aggressive environmental conditions such as high temperatures and/or elevated moisture, and by the stress fields to which the material may be exposed. Many efforts have been done to improve polymer-glass fiber adhesion by compatibility enhancement. The most used techniques include modifications in glass surface, polymer matrix and/or both. However, the results obtained do not show a good costs/properties improvement relationship. The aim of this work is to perform an accurate analysis regarding methods for GF/PP adhesion improvement and to propose a new route based on PP in-situ polymerization onto fibers. This route involves the modification of fibers with an aluminum alkyl and hydroxy-α-olefin and from there to enable the growth of the PP chains using direct metallocenic copolymerization. The adhesion improvements were further proved by fragmentation test, as well as by mechanical properties measurements. The strength and toughness increases three times and the interfacial strength duplicates in PP/GF composites prepared with in-situ polymerized fibers.

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Section: Mechanical Properties Of Pp/gf/pp Compositesmentioning

confidence: 99%

Glass Fiber Reinforced Polypropylene Mechanical Properties Enhancement by Adhesion Improvement

2012

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Einfluß der temperatur auf die zähigkeit, die bruchflächenmorphologie und das molekulare relaxationsverhalten von polycarbonat

Grellmann

Lach

1996

Angew. Makromol. Chem.

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ZUSAMMENFASSUNG:Das Zahigkeitsverhalten von Polycarbonat wird bei dynamischer Beanspruchung mittels instrumentierter Kerbschlagbiegepriifung bestimmt. In Abhangigkeit von der Temperatur wird elastisches, elastisch-plastisches Werkstoffverhalten mit uberwiegend instabilem RiBwachstum und elastisch-plastisches Werkstoffverhalten mit dominanten Anteilen an stabilem RiRwachstum beobachtet. Mit der energiebestimmten bruchmechanischen KenngroBe ,,J-Integral" wird eine Auswertemethode zur Verfugung gestellt, die eine Bewertung der Temperaturabhangigkeit in einem weiten Temperaturbereich erlaubt. Die J-Integral-Werte zeigen ein kraftdeterminiertes lokales Maximum bei -60°C und ein globales Maximum bei 60°C, das mit einem spannungsinduzierten ScherflieBprozeR in Beziehung steht. Der Schnittpunkt der Spur der 0-Relaxation mit der Bruchfrequenz im Arrhenius-Diagramm ergibt sich zu einer Temperatur von -60°C bei einer Frequenz von 300 Hz. Daraus ist zu ersehen, daR die Zahigkeitserhohung bei -60°C durch die p-Relaxation stimuliert wird. Im gewahlten Temperaturbereich war es moglich, die quantitative GroRe ausgewahlter Bruchflachenphanomene mittels lichtmikroskopischer Untersuchungen zu ermitteln und in Beziehung zum Werkstoffverhalten zu setzen. SUMMARYThe dynamic toughness behaviour of polycarbonate was performed with the instrumented Charpy impact test. In dependence on the temperature, elastic and elastic-plastic material behaviour with predominantly instable crack growth and elastic-plastic material behaviour with greater parts of stable crack growth were observed. An analysis method which enables the assessment of temperature dependence in a wide range of temperature is available by the energy-determined fracture mechanical parameter, ,,J integral". The J integral values show a stress-determined local maximum at -60°C and a global maximum at 60°C, which is related to a stress-in-* Korrespondenzautor.

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Charakterisierung stabiler Bruchvorgänge in Kurzfaser‐Verbundwerkstoffen

Langer

Seidler

Grellmann

1996

Materialwissenschaft Werkst

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Im vorliegenden Bericht wird die Anwendbarkeit des Rißwider‐stands‐Konzeptes zur Erfassung und Bewertung des Rißinitiierungs‐ und ‐ausbreitungsprozesses in PA/CF‐ Verbunden diskutiert. Am Beispiel von PA/CF‐ Verbunden werden die Grenzen der Anwendung eines Standards, der sich auf die Zähigkeitsbewertung von duktilen Werkstoffen und eines Standardvorschlags der ESIS‐Gruppe TC4 „Polymers and Composites”︁, der sich auf die Zähigkeitsbewertung Zäher Kunststoffe bezieht, untersucht. Weiterhin werden zur Beschreibung der stabilen Bruchprozesse in Abhängigkeit vom Faservolumenanteil die bruchmechanischen Kennwerte TJ und JTJ herangezogen. Aussagen zum Initiierungsverhalten der betrachteten Verbunde werden unter Berücksichtigung der kritischen Abmessungen der Stretchzone getroffen. In Abhängigkeit vom Faservolumenanteil ist ein Optimum der Zähigkeitseigenschaften bei geringen Anteilen durch eine dahin positive Wirkung der Fasern auf die Verformungs‐ und Festigkeitseigenschaften der Verbunde festzustellen.

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Analysis of fracture behaviour of fibre reinforced polypropylene using R‐curve concept

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Glass Fiber Reinforced Polypropylene Mechanical Properties Enhancement by Adhesion Improvement

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Einfluß der temperatur auf die zähigkeit, die bruchflächenmorphologie und das molekulare relaxationsverhalten von polycarbonat

Charakterisierung stabiler Bruchvorgänge in Kurzfaser‐Verbundwerkstoffen

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