Umfassende Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Epoxidharz-basierten Polymerverbundwerkstoffen, verstärkt mit kurzen Fasern aus Mangosamen-Schalen

Die mechanischen Eigenschaften von Epoxidharz-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Fasern aus weggeworfener Mangosamen-Schale (MSF), werden in dieser Arbeit untersucht. MSF, gewonnen aus landwirtschaftlichen Abfällen, wurde in unterschiedlichen Gewichtsanteilen, nämlich 5 %, 10 %, 15 %, 20 % und 25 %, mittels Handauflegemethode der Epoxidmatrix zugegeben. Die Ergebnisse zeigen, dass die beste mechanische Leistung bei einem MSF-Anteil von 15 % erreicht wird, mit einer Zugfestigkeit von 29,35 MPa und einem Zugmodul von 758 MPa, was einer Verbesserung von 24 % gegenüber dem unverstärkten (reinen) Epoxidharz entspricht. Das Modul und die Biegefestigkeit lagen bei 2962 MPa bzw. 48,13 MPa für 15 % MSF-Gehalt und waren somit 68 % bzw. 42 % höher als beim reinen Epoxidharz. Die höchste Schlagzähigkeit von 75,93 J/m wurde bei 15 % MSF gemessen, was 148 % über der des reinen Epoxidharzes liegt. Die Härte lag zwischen 47 RHN und 56 RHN und erreichte ihr Maximum bei 10 % MSF. Die Neuartigkeit der vorliegenden Studie besteht in der Nutzung von Mango-Samenschalenfasern, einem bisher wenig genutzten agroindustriellen Abfallprodukt, das systematisch als Verstärkungselement in Epoxidverbundwerkstoffen eingesetzt wurde. Die Bestimmung der optimalen Faserbeladung erfolgte durch umfassende mechanische Prüfungen in der vorliegenden Arbeit. Die Ergebnisse bieten eine Grundlage für mechanische Leistungsdaten von MSF-verstärkten Ökoverbundwerkstoffen und bestätigen deren Potenzial als nachhaltige und kosteneffiziente Verstärkung für leichte und umweltfreundliche Strukturwerkstoffe.