Published January 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Effects of nanofillers on the physical, mechanical, and tribological behavior of carbon/kenaf fiber–reinforced phenolic composites

Creators

  • 1. Vellore Institute of Technology University
  • 2. National Defence University of Malaysia
  • 3. Hindustan Institute of Technology and Science
  • 4. Selangor Business School

Description

Abstract This research investigates the effect of kenaf/carbon fiber reinforcement with the addition of nanofillers such as multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) and cellulose nanocrystal (CNC) in the phenolic matrix composite. Three different types of samples were made using short carbon fiber, kenaf fiber (KF), BaSO 4 , Cashew dust, MWCNT, and CNC. Sample 1 contains 40 wt% of carbon fiber with binders reinforced in the phenolic matrix, whereas, in sample 2, carbon fiber has been replaced with KF in the MWCNT-modified phenolic matrix. On the other hand, in sample 3, carbon fiber has been replaced with KF in a CNC-modified phenolic matrix. The physical, mechanical, and tribological properties were investigated and compared. The results showed that sample 1 exhibited higher mechanical performance compared to other samples. On the other hand, the least wear loss and a high coefficient of friction were observed for Sample 2 compared to Samples 1 and 3. Even though KF-based composites exhibited slightly lower mechanical performance, they showed excellent tribological behavior.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص يبحث هذا البحث في تأثير تقوية القناف/ألياف الكربون مع إضافة الحشو النانوي مثل الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران (MWCNT) والبلورات النانوية السليلوزية (CNC) في مركب المصفوفة الفينولية. تم إجراء ثلاثة أنواع مختلفة من العينات باستخدام ألياف الكربون القصيرة، وألياف الكناف (KF)، و BaSO 4 ، وغبار الكاجو، و MWCNT، و CNC. تحتوي العينة 1 على 40 ٪ بالوزن من ألياف الكربون مع مواد رابطة معززة في المصفوفة الفينولية، بينما في العينة 2، تم استبدال ألياف الكربون بـ KF في المصفوفة الفينولية المعدلة بـ MWCNT. من ناحية أخرى، في العينة 3، تم استبدال ألياف الكربون بـ KF في مصفوفة فينولية معدلة باستخدام الحاسب الآلي. تم التحقيق في الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والقبلية ومقارنتها. أظهرت النتائج أن العينة 1 أظهرت أداءً ميكانيكيًا أعلى مقارنة بالعينات الأخرى. من ناحية أخرى، لوحظ أقل فقدان للتآكل ومعامل احتكاك مرتفع للعينة 2 مقارنة بالعينتين 1 و 3. على الرغم من أن المركبات القائمة على KF أظهرت أداءً ميكانيكيًا أقل قليلاً، إلا أنها أظهرت سلوكًا قبليًا ممتازًا.

Translated Description (French)

Résumé Cette recherche étudie l'effet du renforcement kénaf/fibre de carbone avec l'ajout de nano-charges telles que les nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) et les nanocristaux de cellulose (CNC) dans le composite à matrice phénolique. Trois types d'échantillons différents ont été réalisés en utilisant de la fibre de carbone courte, de la fibre de kénaf (KF), du BaSO 4 , de la poussière de noix de cajou, du MWCNT et du CNC. L'échantillon 1 contient 40 % en poids de fibre de carbone avec des liants renforcés dans la matrice phénolique, tandis que, dans l'échantillon 2, la fibre de carbone a été remplacée par du KF dans la matrice phénolique modifiée par MWCNT. D'autre part, dans l'échantillon 3, la fibre de carbone a été remplacée par du KF dans une matrice phénolique modifiée par CNC. Les propriétés physiques, mécaniques et tribologiques ont été étudiées et comparées. Les résultats ont montré que l'échantillon 1 présentait des performances mécaniques plus élevées par rapport aux autres échantillons. En revanche, la moindre perte d'usure et un coefficient de frottement élevé ont été observés pour l'échantillon 2 par rapport aux échantillons 1 et 3. Même si les composites à base de KF présentaient des performances mécaniques légèrement inférieures, ils présentaient un excellent comportement tribologique.

Translated Description (Spanish)

Resumen Esta investigación investiga el efecto del refuerzo de kenaf/fibra de carbono con la adición de nanorellenos como nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) y nanocristales de celulosa (CNC) en el compuesto de matriz fenólica. Se realizaron tres tipos diferentes de muestras utilizando fibra de carbono corta, fibra de kenaf (KF), BaSO 4 , polvo de anacardo, MWCNT y CNC. La muestra 1 contiene 40% en peso de fibra de carbono con aglutinantes reforzados en la matriz fenólica, mientras que, en la muestra 2, la fibra de carbono se ha reemplazado con KF en la matriz fenólica modificada con MWCNT. Por otro lado, en la muestra 3, la fibra de carbono se ha reemplazado con KF en una matriz fenólica modificada con CNC. Se investigaron y compararon las propiedades físicas, mecánicas y tribológicas. Los resultados mostraron que la muestra 1 mostró un mayor rendimiento mecánico en comparación con otras muestras. Por otro lado, se observó la menor pérdida por desgaste y un alto coeficiente de fricción para la Muestra 2 en comparación con las Muestras 1 y 3. A pesar de que los compuestos basados en KF mostraron un rendimiento mecánico ligeramente inferior, mostraron un excelente comportamiento tribológico.

Files

pdf.pdf

Files (5.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e1227ab80d3aaa1731b6ca55112c53d5
5.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
آثار الحشوات النانوية على السلوك الفيزيائي والميكانيكي والقبلي للمواد المركبة الفينولية المقواة بألياف الكربون/الكناف
Translated title (French)
Effets des nanocharges sur le comportement physique, mécanique et tribologique des composites phénoliques renforcés de fibres de carbone/kénaf
Translated title (Spanish)
Efectos de los nanorellenos en el comportamiento físico, mecánico y tribológico de los compuestos fenólicos reforzados con fibra de carbono/kenaf

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4394746918
DOI
10.1515/ntrev-2024-0009

Is supplement to
https://openalex.org/W4224075442 (Other)
https://openalex.org/W3165496131 (Other)
https://openalex.org/W3088823447 (Other)
https://openalex.org/W3012764503 (Other)
https://openalex.org/W2982550902 (Other)
https://openalex.org/W2967860534 (Other)
https://openalex.org/W2913074938 (Other)
https://openalex.org/W2243709515 (Other)
https://openalex.org/W2123435406 (Other)
https://openalex.org/W1966183590 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1989990500
  • https://openalex.org/W2041505089
  • https://openalex.org/W2054868410
  • https://openalex.org/W2059532113
  • https://openalex.org/W2076234218
  • https://openalex.org/W2081659289
  • https://openalex.org/W2083098424
  • https://openalex.org/W2089338300
  • https://openalex.org/W2092126829
  • https://openalex.org/W256299817
  • https://openalex.org/W2625163834
  • https://openalex.org/W2773245180
  • https://openalex.org/W2775160029
  • https://openalex.org/W2897725670
  • https://openalex.org/W2900943513
  • https://openalex.org/W2908355538
  • https://openalex.org/W2914228580
  • https://openalex.org/W2937826251
  • https://openalex.org/W2937937760
  • https://openalex.org/W2965544215
  • https://openalex.org/W2972767893
  • https://openalex.org/W2986121289
  • https://openalex.org/W3008069560
  • https://openalex.org/W3015508222
  • https://openalex.org/W3045316730
  • https://openalex.org/W3089634284
  • https://openalex.org/W3100701445
  • https://openalex.org/W3132908736
  • https://openalex.org/W3136409775
  • https://openalex.org/W3167969651
  • https://openalex.org/W3168674481
  • https://openalex.org/W3175682098
  • https://openalex.org/W3194979677
  • https://openalex.org/W3214642306
  • https://openalex.org/W4200059733
  • https://openalex.org/W4230683437
  • https://openalex.org/W4297879975
  • https://openalex.org/W4310453917