Statistical inferences in material selection of a polymer matrix for natural fiber composites

In this paper, statistical inferences in material selection of polymer matrix for natural fiber composite are presented. Hypothesis testing and confidence interval were used to evaluate the suitability of the sample for use as a matrix in natural fiber reinforced composites. The screening process for material selection was carried out using a stepwise regression method. Then, the ranking process in material selection was conducted using an estimation of performance score (PS) for mechanical properties such as impact strength (IS), elongation at break (E) and tensile strength (TS). Ten types of polymer were involved in the study. The final selection revealed that polyamide (PA6), polyurethanes (PUR) and polypropylene (PP) are the potential candidates to manufacture hand-brake levers according to IS, E and TS, respectively. Here, it was found that the score for Tp (thermoplastic) is better than Ts (thermoset) in terms of IS. In contrast, the Ts offered a better score result than, Tp, with respect to E and TS. The results of statistical measurements using statistical modelling prove that the data analysis can be used as a part of the decision making in material selection.

Opisano wnioskowanie statystyczne dotyczące wyboru materiału osnowy polimerowej kompozytu z włóknami naturalnymi. Testy hipotez statystycznych i przyjęte przedziały ufności służyły do oceny próbki pod względem przydatności do zastosowania w charakterze osnowy polimerowej w kompozycie wzmocnionym włóknem naturalnym. Selekcji materiałów dokonano przy użyciu metody regresji krokowej, następnie uszeregowano wybrane materiały z wykorzystaniem rankingu oceny (PS) właściwości mechanicznych, takich jak: udarność (IS), wydłużenie przy zerwaniu (E) i wytrzymałość na rozciąganie (TS). Wyselekcjonowano wstępnie 10 rodzajów polimerów zaliczanych do grup polimerów termoplastycznych (Tp) i termoutwardzalnych (Ts). Wnioskowanie statystyczne wykazało, że poliamid (PA6), poliuretany (PUR) i polipropylen (PP) są potencjalnie korzystnymi osnowami polimerowymi do wytwarzania dźwigni hamulca ręcznego. Stwierdzono, że polimery z grupy Tp wykazują lepszą udarność niż polimery z grupy Ts. Natomiast materiały Ts charakteryzują korzystniejsze wartości wydłużenia przy zerwaniu i wytrzymałości na rozciąganie niż ich odpowiedniki z grupy Tp. Wyniki przeprowadzonej analizy danych z zastosowaniem modelowania statystycznego dowodzą, że metoda ta może być pomocna przy wyborze materiału odpowiedniego do planowanej aplikacji.