Metodeutvikling for kartlegging av elastisitetsmodulen i arktiske temperaturer på resirkulerte og kompositt polymerere

Abstract

Det er mangel på kartlegging av materialdata på polymermaterialer og komposittpolymerere i arktisk klima, samtidig som det er større fokus på resirkulerte polymerere. Denne hovedoppgaven tar for seg metodeutvikling for kartlegging av elastisitetsmodulen i arktiske temperaturer. Metoden er hentet og tilpasset prosjektet fra BS EN ISO 9969: 2007 og NS-EN 1228:1998 som kartlegger ringstivhet på termoplastiske og komposittrør. Ringstivheten kan benyttes til å regne ut elastisitetsmodulen. Fryselaboratoriet ved Senter for klimaregulert planteforskning setter rammebetingelser for metodeutviklingen. Det er utviklet og bygget en testplattform for datainnsamling. Data-innsamlingen foregår gjennom mekanisk testing i fryseskap som simulerer arktisk klima. Det er benyttet 3D visualisering og dimensjonering ved hjelp av det dataassisterte programmet Solidworks for utvikling av testplattformen. Metodeutviklingen er testet gjennom et tilfeldig utvalg rør bestående av både resirkulert og kompositt polymermaterialer. Standarden ASTM D 2584-08 «Standard test method for ignition loss of cured reinforced resins» er brukt i materialtesting for analyse av materialsammensetningen i komposittrørene. Forsøkene konkluderer en markant økning i elastisitetsmodulen ved synkende temperaturer.

There is a lack of mapping of material data about polymer materials and composite polymers in arctic climates, while simultaneously a larger focus on recirculated polymers. This thesis examines the development of a methodology to map the elastic modulus for these materials affected by subzero temperatures. The method for testing is obtained and adapted for the thesis from BS EN ISO 9969: 2007 and NS-EN 1228:1998, which maps the ring stiffness of thermoplastic and composite pipes. The ring stiffness can be used to calculate the elastic modulus. The freezing laboratory at The center for plant research in controlled climate (SKP) sets the framework for the method development. The result of the method was the development of a test platform. This test platform has been built for data acquisition. The data collection took place through mechanical testing in freezers that simulate Arctic conditions. The computer aided design program “SolidWorks” has been used for 3D visualization and computation in the development of the test platform. The selection of pipes consists of both pure and composite polymer materials. The standard ASTM D 2584 – 08 «Standard test method for ignition loss of cured reinforced resins» has been used for the material testing and to analyze the material composition in the composite pipes. The experiments concludes a significant increase of the elastic modulus by descending temperatures.