단방향 직물에 대한 테스트를 심지 : 모세관 매개 변수의 측정은 액체 복합 성형 공정에서 모세관 압력을 평가하는

액체 복합 성형 (LSM) 공정에서, 섬유 강화재 함침 동안, 수지 흐름은 압력 구배에 의해 구동된다. 모세관 효과는 공정 파라미터에 따라 압력 구배와 경쟁 할 수있는 부가적인 효과를 갖는다. 프로세스에 미치는 영향은 따라서 ^{2,1 평가되어야한다.} 이것은 초기 압력 구배 ³ 수정 겉보기 모세관 압력 P _캡을 형성함으로써 수행 될 수있다. 이 파라미터는 후속 공정 중에 유동을 시뮬레이션하기 위해 수치 모델에 삽입 될 수 있고 정확하게 공극 형성 ⁽⁴⁾ 예측.

액체 (심지)에 의한 직물의 자발 함침은 워시번 방정식 ^(5)에 의해 설명 될 수있다. 원래는 워시번 방정식 튜브에서 액체의 모세관 상승을 설명했다. 이 방정식 WAS는 모세관 네트워크로 근사화 될 수있는 섬유 강화재로서 다공질 구조를 위해 확장했다. ⁽⁶⁾ 다음과 같은 다공성 물질로 채워진 반경 R, 원통형 샘플 홀더를 감안 워시번 방정식 시간 경과 제곱 질량 이득 (평방 미터 (t))의 형태로 변형 하였다 :

(1)

C는 비틀림 차지 파라미터이고, R 평균 세공 반경이고, ε = 1의 _V-F는 다공성 (섬유 체적 비율 인 _F V)이다. 대괄호의 모든 파라미터는 다공성 물질의 형태 및 구성에 관여하고, 그들은이라 상수, C,로 통합 될 수있다 "형상 계수 다공성 매질." 다른 매개 변수를 표현η, ρ를 통해 (매체와 액체 사이의 상호 작용에 심지의 의존성, 그리고 γ의 _L, 있는 각각의 밀도, 점도 및 표면 장력의 액체 및 θ의 _관통, 겉보기 전진 접촉각).

병행하여, 다공성 매질을 통한 흐름은 일반적 η 매체, K, 액상 점도의 투과성을 통한 압력 강하에 동등한 유속, 브이 _{D 관한} 공지 다씨 법 ^7로 모델화 . 이 방정식은 또한 시간의 제곱근이고, 따라서 두 식 사이의 등가의 고려 질량 이득의 발현을 허용한다. ⁽⁸⁾ 다음과 같이 워시번 방정식과 다씨 법 사이에서 동등한 모세관 압력은 정의 :

여기서, 주요 초점은 모세관 압력을 판정 할 목적으로, 기하학적 요인 향성 직물 겉보기 전진 접촉각을 측정하는 실험 방법을 설명한다. 이 방법은 심지 테스트 (그림 1)를 수행하기 위해 장력을 이용하여 사용합니다. 장력 계 액체 질량 중 고체 주위 메 니스 커스를 형성 또는 섬유 매체 오름차순 10 μg의 측정 해상도와 마이크로 밸런스이다. 위킹 시험 일차원 특성 (섬유 방향을 따라서) ^{8, 9를} 고려하여 수행 하였다. 절차를 확인하는 데 사용 준 단방향 직물은 V _f를 = 40 %의 탄소 단방향 (UD) 직물이었다. 방법의 유효성을 검사 한 후, 아마 직물은 열처리 t에 제출했다모자 섬유 ^(6)의 습윤 동작을 수정하고, 위킹 시험 치료 및 치료 아마 섬유 모두 (40 %, 30 %에서) 다른 섬유 체적비로 수행 하였다. 형태 및 습윤 파라미터를 결정하기 위해, 적어도 두 개의 위킹 시험 필수 : n- 헥산과 같은 완전히 습윤 액체와 함께 첫 번째는, C (수학 식 1), 관심있는 액체와 상기 제 하나를 결정하는, 결정 C 번 겉보기 전진 접촉각이 알려져있다. 첫 번째 방법에있어서, 물이 절차를 평가 하였다.

이 방법은 소재 형상 (직물의 형태), 기공률 (다른 섬유 체적비) 점도와 모세관 함침 현상에 액체의 표면 장력의 영향의 평가를 허용하는 다양한 직물 및 액체에 적용될 수있다. 워시번 이론 (수학 식 1)에있어서의 절차 만 위킹 CU 경우 채택 될 수 있음이 명백rves (평방 미터 (t))를 장력에 의해 기록은 선형 경향이있다. 이것은 식 1에서의 파라미터는 전체 위킹 공정 동안 일정하게 유지해야한다는 것을 의미한다. 섬유 ^{10 11} 팽윤 거칩니다 때문에이 물에 아마 보강재와 그렇지 않은 경우 워시번 방정식 테스트 적절히 ^9를 설명하기 위해 팽윤 효과를 포함하도록 수정되어야한다. 처리 된 패브릭의 물 수착 ^9에 덜 민감한 것으로 밝혀졌다. 형상 계수와 습윤 파라미터 모세관 압력 P _캡의 계산을 허용 선형 적합에서 측정 할 _수있다.