Detail projektu

Houževnatost polyolefinových kompozitů se submikroskopickými částicemi

Období řešení: 01.01.2007 — 31.12.2009

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- plně financující (2007-01-01 - 2009-12-31)

O projektu

Částicová plniva jsou přidávána do polymerní matrice za účelem zvýšení její tuhosti a zlepšení rozměrové stability. Obecně, přidání minerálního plniva vyvolává zkřehnutí polymerů a snižuje jejich houževnatost. Většina studií modifikace semikrystalickýchpolymerů tuhými částicemi uvádí významný pokles houževnatosti ve srovnání s nativní matricí. Podstatou projektu je využití částicového plniva submikroskopické velikosti s definovanými geometrickými a povrchovými vlastnostmi jako prostředku ke zvýšeníhouževnatosti matricového materiálu. Zhouževnatění mohou tuhé částice vyvolat pouze za určitých podmínek, které souvisí s jejich velikostí, aspektativním poměrem, prostorovým rozdělením a způsobem jejich deformace v matrici. Klíčovou roli přitom hrají procesy souvisejicí s dekohezí částic a matrice. Efekt zhouževnatění bude studován na různých modelových systémech, zahrnujících vliv parametrů částicového plniva, typu matrice a adhese.

Popis anglicky
Purpose of adding fillers to polymers is primarily to increase the stiffness and to improve the dimension stability. Generally, the addition of mineral fillers has an embrittling effect and decreases fracture toughness. Most studies on modification of semi-crystalline polymers with rigid particles report a significant loss of toughness compared to the neat polymer. Principle of the project is to use the rigid particles of sub-micron size as toughening agent and to mimic the rubber toughening mechanism. The rigid particles can act in this way only under certain requirements concerning its size, aspect ratio, dispersity and the type of its deformation in matrix. Toughening effect will be studied on the various model structures including the influence of particles parameters, type of polymer matrix and the adhesion. These structures will be examined from the structural as well as fracture point of view. Mathematical model based on finite element calculations will faced with experiments.

Klíčová slova
polymery, plniva, kompozity, houževnatost, únava

Klíčová slova anglicky
polymer; filler; composite; toughness; fatigue

Označení

GA106/07/1284

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Vlach Bohumil, prof. RNDr., CSc. - hlavní řešitel
Hell Jaroslav, Ing., CSc. - spoluřešitel
Knésl Zdeněk, prof. RNDr., CSc. - spoluřešitel

Útvary

Ústav materiálových věd a inženýrství
- příjemce (01.01.2007 - 31.12.2009)
Ústav fyziky materiálů AV ČR
- spolupříjemce (01.01.2007 - 31.12.2009)

Výsledky

NEZBEDOVÁ, E. Fracture Mechanics Analysis of Multi-layer Pipes. In South Africa: CSIR and AMTS, 2007. p. 5-15.
Detail

KNÉSL, Z.; HUTAŘ, P.; NÁHLÍK, L.; NEZBEDOVÁ, E.; VLACH, B. ROLE OF PARTICLE SIZE AND FILLER MATRIX ADHESION ON STRESS STATE IN TERMOPLASTIC COMPOSITES. In Computational modeling and experiments of the composite materials with micro- and nano structure. Lipt. Mikuláš: 2007. p. 1-8. ISBN: 978-80-8040-321-8.
Detail

NEZBEDOVÁ, E.; KNÉSL, Z.; ŠESTÁKOVÁ, L.; VLACH, B. Fracture Mechanics Analysis of Multi-Layer Pipes. In Fibre Reinforced Composites Conference 2007. Port Elizabeth, South Africa: CSIR, 2007. p. 61-73. ISBN: 978-0-620-37679-2.
Detail

VESELÝ, P.; NEZBEDOVÁ, E.; KŘIVÁNEK, J.; KOUTNÍK, P. Vliv typů plniv na mechanické vlastnosti polypropylenových kompozitů. In Vyztužené plasty 2007. Plzeň: DT Plzeň, 2007. s. 209-214. ISBN: 978-80-239-8857-4.
Detail

VESELÝ, P.; VLACH, B.; NEZBEDOVÁ, E. Vliv typu matrice na mechanické vlastnosti PP kompozitu. In Více úrovňový design pokrokových materiálů. Brno: ÚFM AVČR Brno, 2007. s. 137-142. ISBN: 978-80-254-0793-6.
Detail

KNÉSL, Z.; HUTAŘ, P.; NÁHLÍK, L. EFFECT OF THE INTERFACE ON FRACTURE TOUGHNESS OF PARTICLE REINFORCED COMPOSITES. In ICCE-15 Fifteenth annual international conference on composites/nano engineering. New Orleans: University of New Orleans, 2007. p. 1-2.
Detail

NEZBEDOVÁ, E.; KNÉSL, Z.; HUTAŘ, P.; MAJER, Z.; VESELÝ, P. Effect of Particles Size and Density on Fracture Toughness of Polypropylene Particulate Composite. In European Conference on Fracture, ECF17. Brno: 2008. p. 1576-1583. ISBN: 9781617823190.
Detail

NEZBEDOVÁ, E. ARE THE FILLED POLYOLEFINE A PROMISSING MATERIAL ?. 2007, p. 28-29.
Detail

VESELÝ, P.; NEZBEDOVÁ, E.; VLACH, B. Vliv částicového plniva na houževnatost PPH matrice. 2007, roč. 2007, č. 321, s. 47-49.
Detail

MAJER, Z.; HUTAŘ, P.; NÁHLÍK, L.; KNÉSL, Z. The influence of loading direction on micro-crack behaviour in polymer composite. Applied andComputational Mechanics, 2008, vol. 2, no. 2, p. 285-290. ISSN: 1802-680X.
Detail

HUTAŘ, P.; MAJER, Z.; NÁHLÍK, L.; ŠESTÁKOVÁ, L.; KNÉSL, Z. THE INFLUENCE OF PARTICLE SIZE ON THE FRACTURE TOUGHNESS OF PP-BASED PARTICLE COMPOSITE. MECHANICS OF COMPOSITE MATERIALS, 2009, vol. 45, no. 3, p. 281-286. ISSN: 0191-5665.
Detail

KNÉSL, Z.; NÁHLÍK, L.; BAREŠ, P. Crack initiation kriteria for singular stress concentrators, Part IV: Applications to fracture of coated structures. Engineering Mechanics. Engineering Mechanics, 2008, vol. 15, no. 4, p. 263-270. ISSN: 1802-1484.
Detail

HUTAŘ, P.; MAJER, Z.; ŠESTÁKOVÁ, L.; NÁHLÍK, L.; KNÉSL, Z. The influence of particle size on the fracture toughness of a PP-based particle composite. Riga, Latvia: Institute of Polymer Mechanics, University of Latvia, 2008. p. 112-112.
Detail

HUTAŘ, P.; MAJER, Z.; KNÉSL, Z.; NÁHLÍK, L.; ŠESTÁKOVÁ, L.; PROD'HOMME, G. Computational estimation of micro-crack behaviour in polypropylene copolymer. Barcelona, Spain (Venice, Italy): 2008. p. 1-2.
Detail

KNÉSL, Z.; HUTAŘ, P.; MAJER, Z.; NÁHLÍK, L. PARTICLE SHAPE EFFECT ON FRACTURE TOUGHNESS OF PP-BASED PARTICULATE COMPOSITE: ROLE OF THE INTERPHASE. Les Diablerets: Elsevier, 2008. p. 1 (1 s.).
Detail

HUTAŘ, P.; NÁHLÍK, L.; MAJER, Z.; KNÉSL, Z. The effect of an interphase on micro-crack behaviour in polymer composites. In Computational Modelling and Advanced Simulations. Computational Methods in Applied Sciences. Dordrecht: Springer, 2011. p. 83-97. ISBN: 978-94-007-0316-2.
Detail

VESELÝ, P.; VLACH, B.; NEZBEDOVÁ, E. Microfillers and fracture toughness of PP. TU - Halle: TU - Halle, 2007. p. 56-59.
Detail

Fracture Mechanics Analysis of Multi-layer Pipes. Port Elizabeth (09.12.2007)
Detail

Odpovědnost: Vlach Bohumil, prof. RNDr., CSc.