Novel hybrid composites based on polypropylene with basalt/carbon fiber

Hybrid composites based on the homopolymer polypropylene Moplen HP500N reinforced with a mixture of basalt and carbon fibers in weight content of 10, 15 and 20 % were produced by injection molding. The density of these composites, their shrinkage and the Vicat softening temperature were determined. Tests of tensile and bending strength properties were carried out and Charpy impact was determined at three temperatures: -24, 22 and 80 °C. SEM images were taken to assess the effects of reinforcement and homogenization of composites and to determine the characteristics of their microstructure. Light-weight hybrid composites with already 10 wt % basalt fibers and 10 wt % carbon fibers are characterized by more than two and a half times increase in strength and over four times increase of the modulus of elasticity in a wide range of temperatures.

Wytworzono metodą wtryskiwania hybrydowe kompozyty homopolimeru polipropylenowego Moplen HP500N wzmacniane mieszaniną włókien bazaltowych i węglowych o udziale wagowym 10, 15 i 20 %. Wyznaczono gęstość wytworzonych kompozytów, ich skurcz oraz temperaturę mięknienia Vicata. Wykonano badania właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu i zginaniu oraz oznaczono udarność wg Charpy`ego w temperaturze: -24, 22 i 80 °C. W celu oceny efektów wzmocnienia oraz homogenizacji kompozytów i oznaczenia cech ich mikrostruktury wykonano mikrofotografie SEM. Stwierdzono, że w przypadku lekkich hybrydowych kompozytów z włóknami bazaltowymi i węglowymi już 10-proc. udział włókien powoduje ponad dwu i pół krotne zwiększenie wytrzymałości oraz ponad czterokrotne zwiększenie modułu sprężystości w szerokim zakresie temperatury.