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Accès ouvert déclaré 2025 article

Mechanical and Anti-Icing Properties of Polyurethane/Carbon Fiber-Reinforced Polymer Composites with Carbonized Coffee Grounds

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Rattachement africain : kr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Spent coffee grounds represent an abundant waste resource with potential for sustainable material applications. This study investigates the use of carbonized spent coffee grounds (CSCG) as fillers in polyurethane (PU) coatings for carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) substrates to enhance mechanical durability and anti-icing performance. SCGs were dried, sieved (<100 µm), and oxidatively carbonized in air at 100–300 °C for 60–120 min, then incorporated into PU at 1 or 5 wt.% and applied by spray-coating. A full-factorial design was employed to evaluate the effects of carbonization temperature, particle size, and filler loading. The optimized formulation (300 °C, 100 µm, 5 wt.%) showed the highest water contact angle (103.5°), lowest work of adhesion (55.8 mJ/m2), and improved thermal stability with 60% char yield. Mechanical testing revealed increased tensile modulus with reduced strain, and differential scanning calorimetry indicated an upward shift in glass-transition temperature, suggesting restricted chain mobility. Ice formation at 0 °C was sparse and discontinuous, attributed to lowered polar surface energy, rough surface texture, and porous carbon morphology. These results demonstrate that CSCGs are effective sustainable fillers for PU coatings, offering combined improvements in mechanical, thermal, and anti-icing properties suitable for aerospace, wind power, and other icing-prone applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mechanical and Anti-Icing Properties of Polyurethane/Carbon Fiber-Reinforced Polymer Composites with Carbonized Coffee Grounds
Date Crossref
29/09/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Gyeongsang National University Research Institute for Green Energy Convergence Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Materials and Engineering Department of Polymer Science and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Research Institute for Green Energy Convergence Technology — Gyeongsang National University et Department of Polymer Science and Engineering — School of Materials and Engineering.

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