Name: wicking tests for unidirectional fabrics: measurements of capillary parameters to evaluate capillary pressure in liquid composite molding processes
Uploaded: 2017-01-27T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes at JoVE.co

Внимание: Проконсультируйтесь все соответствующие паспорта безопасности материала. Химикаты, используемые для испытаний являются токсичными и канцерогенными свойствами. Использовать средства индивидуальной защиты (защитные очки, перчатки, лабораторный халат, полнометражные брюки ...

<ol>
	<li>Lawrence, J. M., Neacsu, V., Advani, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+the+impact+of+capillary+pressure+and+air+entrapment+on+fiber+tow+saturation+during+resin+infusion+in+lcm.">Modeling the impact of capillary pressure and air entrapment on fiber tow saturation during resin infusion in lcm.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 40 (8), 1053-1064 (2009).</li><li>Ravey, C., Ruiz, E., Trochu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+optimal+impregnation+velocity+in+resin+transfer+molding+by+capillary+rise+experiments+and+infrared+thermography.">Determination of the optimal impregnation velocity in resin transfer molding by capillary rise experiments and infrared thermography.</a> Compos Sci Technol. 99, 96-102 (2014).</li><li>Verrey, J., Michaud, V., M&#229;nson, J. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+capillary+effects+in+liquid+composite+moulding+with+non-crimp+fabrics.">Dynamic capillary effects in liquid composite moulding with non-crimp fabrics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 37 (1), 92-102 (2006).</li><li>Abouorm, L., Moulin, N., Bruchon, J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolithic+approach+of+Stokes-+Darcy+coupling+for+LCM+process+modelling.">Monolithic approach of Stokes- Darcy coupling for LCM process modelling.</a> Key Eng Mater. 554, 447-455 (2013).</li><li>Washburn, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Note+on+a+method+of+determining+the+distribution+of+pore+sizes+in+a+porous+material.">Note on a method of determining the distribution of pore sizes in a porous material.</a> Proc Natl Acad Sci USA. , 115-116 (1921).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+effects+on+flax+fibers-modification+and+characterization+of+the+wetting+dynamics.">Capillary effects on flax fibers-modification and characterization of the wetting dynamics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 257-265 (2015).</li><li>Darcy, H., Dalmont, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Les fontaines publiques de la ville de Dijon: exposition et application. , (1856).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+a+fibrous+reinforcement-orthotropic+issues+to+determine+the+capillary+pressure+components.">Capillary wicking in a fibrous reinforcement-orthotropic issues to determine the capillary pressure components.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 133-141 (2015).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+flax+fabrics+-+effects+of+swelling+in+water.">Capillary wicking in flax fabrics - effects of swelling in water.</a> Colloids Surf A: Physicochem Eng Aspects. 498, 176-184 (2016).</li><li>Nguyen, V. H., Lagard&#232;re, M., Park, C. H., Panier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeability+of+natural+fiber+reinforcement+for+liquid+composite+molding+processes.">Permeability of natural fiber reinforcement for liquid composite molding processes.</a> J Mater Sci. 49 (18), 6449-6458 (2014).</li><li>Stuart, T., McCall, R., Sharma, H., Lyons, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+wicking+and+moisture+interactions+of+flax+and+viscose+fibres.">Modelling of wicking and moisture interactions of flax and viscose fibres.</a> Carbohydr Polym. 123, 359-368 (2015).</li></ol>

Критические шаги в протоколе, относятся к подготовке образцов. Во-первых, рулонный пробы должны быть плотно для того, чтобы сделать предположение о соотношении однородного объема волокна. Если есть натягом градиент в образце, уравнение Вашбурн 5, 6 не мож?...

В процессе пропитки волокнистых армирование в жидких композитных литье (LSM), и процессы, поток смолы приводится в движение с помощью градиента давления. Капиллярные эффекты имеют дополнительный эффект, который может конкурировать с градиентом давления, в зависимости от параметров процесса. Их влияние на процесс , таким образом , должно быть оценено 1, 2. Это можно сделать, определив кажущуюся капиллярное давление, P колпачок, изменяя начального градиента давления 3. Этот параметр может впоследствии быть вставлен в цифровые модели с целью моделирования потоков во время процессов и точно предсказать образование пустот 4. Самопроизвольное пропитка ткани жидкостью (затекания) может быть описана уравнением Washburn 5. Первоначально, уравнение Вашбурн описал капиллярный подъем жидкости в трубке. Это уравнение уаs затем расширен для пористых структур, таких как волокнистые подкрепления, которые могут быть аппроксимированы к сети капиллярной трубки. Учитывая цилиндрический держатель образца с радиусом R, заполненной пористой среде, уравнение Washburn был изменен в виде квадрата массы прибыли (м² (т)) с течением времени, следующим образом 6: <img alt="Уравнение 1" src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" /> (1) где с параметром , который учитывает извилистости, R ì средний радиус пор, и ε = 1-V F является пористость (V F является объемное отношение волокна). Все параметры в квадратных скобках относятся к морфологии и конфигурации пористой среды, и они могут быть объединены в постоянную, С, именуемой «геометрической пористой среды фактор.&quot; Остальные параметры выражаютзависимость впитывания от взаимодействия между средой и жидкостью (через р, η, γ и L, которые, соответственно, плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости, а через &amp; thetas а, кажущийся опережения угол контакта). Параллельно с этим , поток через пористую среду, как правило , моделируется с помощью хорошо известного Darcy закона 7, который имеет отношение эквивалентной скорости потока жидкости, V D, к падению давления через проницаемости среды, К и вязкости жидкости, η , Это уравнение позволяет также для выражения усиления масс над квадратному корню из времени и, таким образом, для рассмотрения эквивалентности между двумя уравнениями. Из этой эквивалентности между уравнением Washburn и закона Дарси, капиллярное давление затем определяется следующим образом 8: (2) Здесь основной упор делается, чтобы описать экспериментальную процедуру для измерения геометрических факторов и кажущиеся наступающих углы контакта для однонаправленных тканей, с целью определения капиллярного давления. Этот метод основан на использовании тензиометр для выполнения Влагоотведение тестов (рисунок 1). Тензиометр является микровесов с разрешением 10 мкг, который измеряет жидкую массу либо образуя мениск вокруг твердой или восходящей волокнистой среды. Впитываемости испытания проводились с учетом одномерную характеристику (направление вдоль волокон) 8, 9. Квази-однонаправленные ткани , используемые для проверки процедуры были углеродные однонаправленная (UD) ткани на более V F = 40%. После того, как метод был проверен, лен ткани были представлены термической обработке тшапка изменяет смачиванию волокон 6, и капиллярные тесты были выполнены с различными коэффициентами объемных волокон (от 30% до 40%) для обеих необработанных и обработанных тканей льна. Для определения морфологических и смачивающие параметров, по меньшей мере , два капиллярные испытания являются обязательными: первый с полностью смачивание жидкостью, как н-гексан, определить С (уравнение 1), а второй с жидкостью интереса, определить кажущаяся опережения угол контакта когда - C известно. В первом подходе, вода была использована для оценки процедуры. Этот метод может быть применен к различным тканей и жидкостей, что позволяет для оценки влияния материальной геометрии (морфология тканей), пористость (различное отношение объема волокон), а также вязкость и поверхностное натяжение жидкости на явлениях капиллярной пропитки. Очевидно, что процедура согласно теории Washburn (уравнение 1), может быть принят только в том случае затекания у.е.РВЭС (м² (т)) , записанные с помощью тензометра имеют линейную тенденцию. Это означает, что параметры в уравнении 1 должен оставаться неизменным в течение всего процесса капиллярное. Если это не так, как и для льна армирование в воде, потому что волокна претерпевают припухлость 10, 11, уравнение Вашбурн должен быть изменен , чтобы включить эффект припухлости, чтобы описать тесты правильно 9. Были обнаружены Обработанные ткани менее чувствительны к сорбции воды 9. Геометрические факторы и увлажняющие параметры могут быть измерены с линейными припадков, что позволяет для расчета капиллярного давления, P колпачка.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="700">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Carbon UD fabrics</td>
			<td style="width:167px;">Hexcel&#160;</td>
			<td style="width:151px;">48580</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Flax UD fabrics</td>
			<td style="width:167px;">Libeco</td>
			<td style="width:151px;">FLAXDRY UD 180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">n-Hexane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sulfochromic acid</td>
			<td style="width:167px;">home made</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td>toxic and corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Filter paper</td>
			<td style="width:167px;">Dataphysic</td>
			<td style="width:151px;">FP11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tensiometer</td>
			<td style="width:167px;">Dataphysic</td>
			<td style="width:151px;">DCAT11</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wicking tests for unidirectional fabrics: measurements of capillary parameters to evaluate capillary pressure in liquid composite molding processes

Во время пропитки волокнистой арматуры в жидких композитных литье (LCM) процессы, капиллярные эффекты должны быть поняты с целью определения их влияния на формирование пустот в составных частях. Влагоотведение в волокнистой среде, описываемой уравнением Washburn было считать эквивалентным потоку под действием капиллярного давления в соответствии с законом Дарси. Экспериментальные испытания для определения характеристик впитывания были проведены с углеродистой и льняного армирующих волокон. затем Квази-однонаправленных материалов были протестированы с помощью тензометра, чтобы определить морфологические и смачивающие параметров вдоль направления волокон. Процедура была показана перспективность, когда морфология ткани не изменяется во время капиллярного капиллярного затекания. В случае углеродных тканей, капиллярное давление можно рассчитать. Льняные волокна чувствительны к сорбционным влаги и набухают в воде. Это явление должно быть принято во внимание для оценки параметров смачивании. яN для того, чтобы сделать волокна менее чувствительны к водопоглощения, термическая обработка проводилась на лен подкреплением. Эта обработка улучшает стабильность волокна морфологическое и предотвращает набухание в воде. Было показано, что лечение ткани имеют линейную впитывания тенденцию, аналогичную тем, которые содержатся в углеродных тканей, что позволяет для определения капиллярного давления.

Кривые массового коэффициента усиления во время капиллярного затекания получены с тензометра для углерода и необработанных и обработанных тканей льна показаны на рисунках 2 и 3. Все кривые приведены после вычитания обоих весов внешних мениск из-за ?...

Watch this Scientific Journal Video about Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes at JoVE.co

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

Экспериментальный метод для измерения геометрических параметров и видимые наступающих углы контакта, описывающие капилляр Влагоотведение однонаправленный синтетических и натуральных тканей предлагается. Эти параметры являются обязательными для определения капиллярного давления, которые должны быть приняты во внимание для жидких композитных формовочных (LCM) приложений.

Влагоотведение тесты для однонаправленных материалов: Измерения капиллярных параметров для оценки капиллярного давления в жидких Композитный процессов формования

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquids Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

Выявление динамических процессов в жидкостях материалов с использованием жидкого сотовых просвечивающей электронной микроскопии

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Синтез и микродифракции при экстремальных давлениях и температурах

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

Изготовление и визуализация капиллярных мостов в slit Pore геометрии

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

Одноместный самолет Освещение модуль и Micro-капиллярной подход для широкого поля микроскопа

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Капиллярная основе центробежные Микрожидкостных Прибор для размера контролируемым формирования монодисперсных микрокапель

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Synthesis of Ionic Liquid Based Electrolytes, Assembly of Li-ion Batteries, and Measurements of Performance at High Temperature

Синтез Ионные электролиты жидкость, основанная, Сборка литий-ионных батарей, и измерения производительности при высокой температуре

The chemical instability of the traditional electrolyte remains a safety issue in widely used energy storage devices such as Li-ion batteries. Li-ion ...

Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy

Изучение динамических процессов наноразмерных объектов в жидкости с помощью сканирующего просвечивающего электронного микроскопа

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a ...

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

Магнит помощь композитного производства: Гибкая новую технику для достижения высокой консолидации давление в вакуумной мешок/Lay-до процессов

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Процедуры резки, тензильное тестирование и старение гибких однонаправленных композитных ламинатов

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Use of Capillary Aerosol Generator in Continuous Production of Controlled Aerosol for Non-Clinical Studies

Использование капиллярного генератора аэрозолей в непрерывном производстве контролируемого аэрозоля для доклинических исследований

The capillary aerosol generator (CAG) is operated with the principal of thermal liquid evaporation through heating of e-liquid in the initial phase, ...