Enhanced mechanical performance of 3D printed continuous carbon fibre reinforced polyphenylene sulphide composites through dopamine treatment and post-processing compression
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Le résumé fourni par la source
This study investigates the impact of dopamine-treated carbon fibre reinforcement and post-processing techniques in polyphenylene sulphide (PPS) composites, with a focus on improving interfacial and interlayer properties. The synergistic effects of continuous carbon fibre (CCF) treatment with polydopamine/silica nanoparticles (PDA/NPs) and post-processing on the mechanical performance of 3D printed composites are explored. The findings demonstrate that treated composites exhibit significant improvements in interlaminar properties, with increases in flexural strength by 27% and interlaminar shear strength (ILSS) by 172%, compared to untreated specimens. Molecular dynamics (MD) simulations and nano-indentation tests reveal the mechanisms behind the improved fibre/matrix interfacial adhesion attributing to PDA/NPs network on the fibre. Differential scanning calorimetry (DSC) and microscopic analyses are utilised to assess enhancements in crystallinity, void content, and fibre orientation after post-processing. Furthermore, we introduce a novel post-processing method involving a salt bath, which aligns with the unique advantages offered by 3D-printed complex composites. This approach is validated with two complex demonstrative geometries, confirming its effectiveness in maintaining structural integrity while enhancing interlayer properties. The integration of pre-processing with the PDA/NPs network and post-processing techniques with a salt bath offers particular benefits for additively manufactured high-performance materials.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Enhanced mechanical performance of 3D printed continuous carbon fibre reinforced polyphenylene sulphide composites through dopamine treatment and post-processing compression
- Date Crossref
- 01/03/2025
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Edinburgh pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Leeds pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Sheffield Department of Mechanical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Mechanical Engineering Institute of Functional Surfaces pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
University of Edinburgh, University of Leeds et Department of Mechanical Engineering — University of Sheffield, avec 2 autres affiliations.
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