Hybridní kompozity kombinující krátká houževnatá vlákna a částicové plnivo v polymerní matrici

Abstract

Tato diplomová práce se zabývala vlivem přídavku krátkých houževnatých polyvinylalkoholových vláken do dimetakrylátových matric na mechanické vlastnosti kompozitních materiálů. Dále byly do matric přidány mikro- nebo nano-plniva. Bylo studováno, jak přídavek krátkých vláken a plniva do matrice ovlivňuje mechanické vlastnosti výsledných, tzv. hybridních kompozitních materiálů. Kompozitní materiály byly charakterizovány pomocí diferenční kompenzační fotokalorimetrie (DPC), termogravimetrické (TGA) a dynamicko-mechanické (DMA) analýzy. Morfologie lomových ploch byly sledovány pomocí skenovací elektronové (SEM) a konfokální laserové (CLSM) mikroskopie. Byly změřeny moduly pružnosti a pevnosti, stanoveny kritické hodnoty faktoru intenzity napětí a hnací síly trhliny a také viskoelastické vlastnosti kompozitních materiálů. Na mechanické vlastnosti kompozitních materiálů má vliv nejen typ plniva/výztuže, ale i vlastnosti matrice. Tyto vlastnosti závisí také na způsobu vytvoření polymerní sítě během světlem iniciovaného vytvrzování. Z tohoto důvodu byly určeny polymerační tepla, stupně konverze a maximální polymerační rychlosti směsí dimetakrylátových monomerů.In this work, the effect of adding short deformable polyvinylalcohol fibers into dimethacrylate resins on mechanical properties of composite materials was investigated. Furthermore, micro- or nano-fillers were added into the matrix. The effect of filler/short fibers combination on mechanical properties of so-called hybrid composites was studied. Composites were characterized by differential compensation photocalorimetry (DPC), termogravimetric (TGA) and dynamic mechanical (DMA) analysis. The fracture surfaces were examined using scanning electron (SEM) and confocal laser (CLSM) microscopy. Elastic modulus and strength, the critical value of stress intensity factor and strain energy release rate and the viscoelastic properties of composite materials were measured. The mechanical properties of composite materials are affected not only by the type of filler/reinforcement, but also by properties of the matrix. These properties also depend on the way of network formation during photo-initiated polymerization. For this reason, heat of polymerization, degree of conversion and the maximum polymerization rate of mixture of dimethacrylate monomers were determined.