Tensile and flexural behaviour of a graphene/epoxy composite: experiments and simulation

Abstract

The tensile and flexural behaviour of a graphene nanoplatelet (GnP) reinforced polymer, Grade M25 GnP / Araldite LY564 is experimentally investigated. This is followed by a multi-scale finite element model to simulate the tensile response as the most critical loading case. The approach is based on the multi-scale method and consists of a unit cell and a representative volume element (RVE). At the unit cell level, the material nanocharacteristics (filler geometry, phase mechanical properties, interfacial properties) are used to calculate the local tensile response. The material architecture is simulated at the RVE level by distributing the locally obtained unit cell mechanical properties, using periodic boundary conditions. A statistical sample was studied and the average mechanical characteristics were compared to the macroscopic measured stress-strain data. Finally, the simulation methodology was validated by comparisons between the effective experimental and numerical results.

Mechanical characteristics and hydrophobicity of alkyl ketene dimer compatibilized hybrid biopolymer composites

“…Hence, the reinforced composite becomes more rigid then neat polymer matrix. [ 6, 46, 47 ] The increase of rigidity in the composites was not observed when AKD added in the polymer matrix. FMOE of the filler reinforced composites decreased in the presence of AKD.…”

Investigation of Properties of Graphene Reinforced Epoxy Nanocomposites

“…Termoset bir malzeme olan epoksi içerisinde grafeni dağıtmanın zor olması nedeniyle, epoksi kompozitin bazı bölgelerinde yığılmalara neden olmuş ve buna bağlı olarak da yüksek elastisite modülü artışı sonuçları elde edilemediği düşünülmektedir. Literatürde de benzer şekilde, grafenin yer yer topaklanması (aglomerasyonu) nedeniyle, grafen takviyeli kompozitlerin mekanik özelliklerinde, beklenilen artışların elde edilemediği belirtilmiştir [53,54]. Grafen ilavesi %5'in altındayken elastisite modülünün arttığını, %7,5 grafen yüklemesinde ise azaldığını tespit eden çalışmalar da mevcuttur.…”

“…Grafen ilavesi %5'in altındayken elastisite modülünün arttığını, %7,5 grafen yüklemesinde ise azaldığını tespit eden çalışmalar da mevcuttur. Ortaya çıkan bu azalma, üretilen malzemenin viskozitesinin artmasıyla dağılımın homojen olarak sağlanamamasına ve buna bağlı olarak da aglomerasyon oluşmasına bağlanmıştır [53]. Şekil 9'da katkısız ve grafen katkılı epoksi nanokompozitlerin 200 nm ile 800 nm arasındaki UVgörünür bölge geçirgenlik spektrumları verilmiştir.…”

Influence of Nanofiller Dispersion on Electrical and Mechanical Properties of Epoxy Alumina Nanocomposites

“…Literature on the combined effect of the interphase and agglomeration on the tensile properties of epoxy nanocomposites are scanty. Manta et al [9] have indicated that tensile properties of nanocomposites are strongly influenced by the uniform dispersion of nanoparticles into the base polymer matrix. In practice, with higher weight percentage of filler in nanocomposites, only certain percentage of nanofillers gets uniformly distributed and the remaining particles gets agglomerated, and its size may not be uniform [10].…”