Модные технологии и текстильная инженерия

Экспериментальные исследования био-инспирированного эпоксидного композита, армированного сизалем, для применения в протезировании стопы

Темесген Тилахун* и Сэмюэл Тесфайе

Протез стопы — это устройство, используемое в качестве замены для ампутантов вместо биологической части для безопасного передвижения. Основной задачей этой работы является исследование прочности на растяжение, прочности на изгиб, ударной вязкости, прочности на сжатие и водопоглощения эпоксидного композита, армированного сизалем с рисунком паутины. В протезной промышленности используются полипропилен высокой плотности (HPP) и композитные материалы (углерод или стекло) или гибридные армированные волокном эпоксидные композиты. Высокая стоимость волокон и низкая прочность полипропилена являются проблемами современного производства протезов. Целью этого исследования является моделирование протеза стопы нижней конечности с лучшими механическими свойствами и доступным композитом, армированным натуральным волокном (сизаль), на основе биотехнологий ориентации волокон. Методы производства методом ручной выкладки использовались для приготовления композита из 70% эпоксидной матрицы и 30% сизалевого волокна (волокна длиной 50 мм), связанных в ориентации паутины. Волокно обрабатывалось 5% NaOH в течение пяти часов и высушивалось в печи в течение двух часов. Затем было подготовлено пять слоистых композитов, сложенных вместе в последовательности (0/3/6/9/12) градусов. Экспериментальные результаты показывают, что эпоксидный композит, армированный волокном сизаля, ориентированным на паутину, имеет превосходные свойства с прочностью на растяжение 45,6 МПа, модулем упругости на растяжение 1,2 ГПа, прочностью на изгиб 76,78 МПа, модулем упругости на изгиб 3,42 ГПа, прочностью на сжатие 65,55 МПа и модулем упругости на сжатие 2,229 МПа, ударной вязкостью 12,72 Дж/см2 ^с ударной стойкостью 4,6 Дж и средней водопоглощающей способностью 3%. Следовательно, эпоксидный композит, армированный волокном сизаля, ориентированным на паутину, может использоваться в качестве альтернативного материала для производителей протезов стопы, как и предполагалось.