Σχεδιασμός, εγκατάσταση και λειτουργία πιλοτικής γραμμής sizing ίνας άνθρακα

Παπαδόπουλος, Ιωάννης; Papadopoulos, Ioannis

dc.contributor.author	Παπαδόπουλος, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Papadopoulos, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2025-01-28T10:57:35Z
dc.date.available	2025-01-28T10:57:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60985
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28681
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Sizing	en
dc.subject	Coating	el
dc.subject	Carbon fibres	en
dc.subject	Nanomaterials	en
dc.subject	Pilot scale	en
dc.subject	Κολλάρισμα	el
dc.subject	Ίνες άνθρακα	el
dc.subject	Νανοσωματίδια	el
dc.title	Σχεδιασμός, εγκατάσταση και λειτουργία πιλοτικής γραμμής sizing ίνας άνθρακα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη των υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-01
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία, υλοποιήθηκε ο σχεδιασμός μιας πιλοτικής γραμμής ίνας άνθρακα, η κατασκευή, η εγκατάσταση αλλά και η ρύθμιση της, με έμφαση στην εύρεση των ιδανικών συνθηκών λειτουργίας. Σκοπός είναι η παραγωγή ινών άνθρακα με ενισχυμένες μηχανικές ιδιότητες μέσω της χρήσης διαλυμάτων sizing τα οποία περιέχουν νανοσωματίδια. Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκε εμπορικό υδατικό πολυμερικό διάλυμα sizing Hydrosize®HP2-06 της εταιρείας Michelman, εμπορική ίνα άνθρακα Τ700S της εταιρείας Torayca, καθώς και υδατικά διαλύματα νανοσωματιδίων carbon nanotubes (CNTs) και few layer graphene (FLG) της εταιρείας Haydale (συνεργάτες στο Ευρωπαϊκό έργο EU H2020 “New generation of offshore turbine blades with intelligent architectures of hybrid, nano-enabled multi-materials via advanced manufacturing” Carbo4Power no. 953192). Το πρώτο στάδιο ήταν η επιλογή των κύριων τμημάτων της γραμμής και η σύνδεσή τους. Έπειτα, με τη χρήση του προγράμματος SolidWorks, η γραμμή ψηφιοποιήθηκε και η IZUMI International πραγματοποίησε την κατασκευή της. Τα μέρη που απαρτίζουν την γραμμή συνοπτικά είναι: α) βάση φόρτωσης ίνας άνθρακα, β) φούρνος απομάκρυνσης εμπορικού sizing, γ) λουτρό διαλύματος sizing, δ) φούρνος ξήρανσης, ε) σύστημα ελέγχου ταχύτητας και στ) αυτόματο τυλιχτικό σύστημα (winder). Ο κύριος στόχος ήταν η εύρεση των βασικών παραμέτρων για την επίτευξη ενός ομοιόμορφου sizing στην επιφάνεια των ινών άνθρακα καθώς και τον προσδιορισμό εκείνων με σκοπό τη μέγιστη αποδοτικότητα στην παραγωγή. Αυτή η διερεύνηση επικεντρώθηκε στη ρύθμιση της θερμοκρασίας του φούρνου απομάκρυνσης του εμπορικού sizing, στη ρύθμιση του φούρνου ξήρανσης και τον εντοπισμό του ιδανικού χρόνου παραμονής των ινών μέσα στους φούρνους. Για θερμοκρασία φούρνου απομάκρυνσης εμπορικού sizing 550 °C, και ξήρανσης 250 °C και για χρόνο παραμονής 1 min επιτεύχθηκε ο μέγιστος ρυθμός παραγωγής στο 1 m sized ίνας άνθρακα ανά min. Επιπλέον, ερευνήθηκε και παράχθηκε ένα εύρος διαλυμάτων sizing για τη μελέτη carbon-based νανοσωματιδίων για διαφορετικές επιφανειακές τροποποιήσεις και συγκεντρώσεις, για την αξιολόγηση του αντίκτυπου που είχε στη μορφολογία της επιφάνειας και τις μηχανικές ιδιότητες των ινών άνθρακα. Οι αναλύσεις από Scanning Electron Microscopy (SEM) και Contact Angle Goniometry (CAG) απόδειξαν πως τα plasma-functionalized carbon nanotubes (CNTs) και few-layer graphene (FLG), παρουσίασαν βελτίωση στη διεπιφάνεια, η οποία επαληθεύθηκε από μηχανικές και push-out δοκιμές.	el
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	59 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false