Zlepšování pevnostních vlastností vláknokompozitního materiálu pomocí nanocelulózových vláken (CNF)

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60460709%3A41320%2F23%3A96513" target="_blank" >RIV/60460709:41320/23:96513 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Zlepšování pevnostních vlastností vláknokompozitního materiálu pomocí nanocelulózových vláken (CNF)

Popis výsledku v původním jazyce

Cílem výzkumu bylo zlepšení pevnostních vlastností průmyslově vyráběného vláknokompozitního materiálu pro automobilový průmysl pomocí přídavku nanocelulózových vláken (CNF), u kterého je vysoká pevnost jedním z nejdůležitějších požadovaných parametrů. V rámci projektu byly provedeny přípravné studie, během kterých byl vytipován vhodný druh a množství CNF a ověřil se jejich účinek na papírenská vlákna na bázi celulózy nejprve obecně, poté i na bavlnu, jakožto primární vlákno zkoumaného materiálu. V hlavní studii byl aplikován přídavek 0% (referenční vzorek), 0,5 %, 1 % a 3 % CNF k vláknům rozvlákněné, resp. rozvlákněné i mleté, bavlny při dokončení standardní zanášky. Dále byl ověřen účinek přídavku CNF na pevnostní vlastnosti materiálu do hmoty po vysrážení pojiva (latexu síranem). Součástí bylo i testování, zda by mohlo být díky přídavku CNF eliminováno dávkování prostředku používaného ke zvýšení pevnosti za mokra (Maresinu). Nanocelulóza ve dvou formách (hydrogel koloid) byla na materiál aplikována i v podobě nátěru. Ve všech případech byly připraveny série laboratorních archů v provozní laboratoři společnosti a následně tamtéž, dle příslušných metod měření, byly stanoveny jejich základní fyzikálně-mechanické parametry dle specifikace s důrazem na pevnostní charakteristiky. Součástí zprávy je též výpočet procentuálního zvýšení ceny vyráběného materiálu při minimálním, avšak dostatečně efektivním, přídavku CNF. Přiloženy jsou i výsledky analýzy vybraných vláken na přístroji FiberTester a mikroskopické snímky materiálu po přídavku CNF vláken do hmoty i v podobě nátěru včetně vyhodnocení.

Název v anglickém jazyce

Improvement of strength properties of fiber composite material by using nanocellulose fibers (CNF)

Popis výsledku anglicky

The aim of the research was to improve the strength properties of industrially produced fiber composite material for the automotive industry using the addition of nanocellulose fibers (CNF), where high strength is one of the most important required parameters. As part of the project, preparatory studies were carried out, during which the appropriate type and amount of CNF was selected and their effect on cellulose-based paper fibers was verified, first in general, then also on cotton, as the primary fiber of the investigated material. In the main study, an addition of 0% (reference sample), 0.5%, 1% and 3% CNF was applied to the spun fibers, respectively both pulped and refined, cottons in the completion of the standard stock. Furthermore, the effect of the addition of CNF on the strength properties of the material after precipitation of the binder (latex with sulfate) was verified. It also included testing whether the addition of CNF could eliminate the dosing of the agent used to increase wet strength (Maresin). Nanocellulose in two forms (hydrogel colloid) was also applied to the material in the form of a coating. In all cases a series of laboratory sheets were prepared in the company's operating laboratory, and subsequently there, according to the relevant measurement methods, their basic physical-mechanical parameters were determined according to the specification with an emphasis on strength characteristics. The report also includes a calculation of the percentage increase in the price of the manufactured material with a minimal, but sufficiently effective, addition of CNF. Attached are the results of the analysis of selected fibers on the FiberTester device, too and microscopic images of the material after the addition of CNF fibers to the material and in the form of a coating, including evaluation.

Druh

V_souhrn - Souhrnná výzkumná zpráva

CEP obor

—

OECD FORD obor

20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

U - Předmět řešení projektu je utajovanou skutečností podle zvláštních právních předpisů nebo je skutečností, jejíž zveřejnění by mohlo ohrozit činnost zpravodajské služby. Údaje o projektu jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné

Počet stran výsledku

23

Místo vydání

ČZU v Praze

Název nakladatele resp. objednatele

MIBA Fibertec Steti, s.r.o.

Verze

—