KOMPOZYTY (COMPOSITES) 4(2004)10 Jolanta Janik1 Politechnika Szczecińska, Instytut Polimerów, ul. Pułaskiego 10, 70-322 Szczecin WŁAŚCIWOŚCI I STRUKTURA KOMPOZYTÓW POLIPROPYLEN/KRZEMIAN WARSTWOWY Artykuł ten dotyczy badań nad możliwością wytwarzania nanokompozytów termoplastycznych z udziałem proszkowego na- pełniacza nieorganicznego. Badania nad kompozytami polipropylenu (PP) - jako osnowy z krzemianem warstwowym, w postaci organicznie modyfikowanego bentonitu (OB) - jako napełniacza, prowadzone były w kierunku optymalizacji parame- trów technologicznych ich wytwarzania, jak i badania właściwości mechanicznych, termicznych oraz struktury morfologicznej. Omawiane kompozyty wytwarzano z wykorzystaniem wytłaczarki dwuślimakowej, współbieżnej. Zbadano zmianę właściwości kompo- zytów PP/bentonit, przy różnym udziale wagowym napełniacza w zakresie: 10, 15 i 20% wag., jak i wpływu dodatku kompatybili- zującego, w postaci polipropylenu naszczepionego bezwodnikiem maleinowym - PP-g-MA (PB 3002 i Exxelor), na ich właściwo- ści. Dodatek bentonitu (10, 15 i 20% wag.) do polipropylenu obniża σ M i σ fM (rys. rys. 1 i 3), natomiast podwyższa Et i Ef (rys. rys. 2 i 4) w porównaniu do samego PP. Kompozyty PP/bentonit są kruche, o czym świadczy spadek udarności i wydłużenia przy zerwaniu (rys. rys. 5 i 6). Otrzymane kompatybilizowane kompozycje polipropylenu z bento- nitem wykazywały znacznie wyższe właściwości mechaniczne i termiczne niż czysty PP. Dodatek kompatybilizatora do kom- pozycji PP/bentonit podwyższa właściwości mechaniczne, takie jak: Et , Ef , σfM (rys. rys. 2-4). Polybond 3002 w większym stopniu poprawia te właściwości niż Exxelor. Najlepsze właściwości wykazuje kompozyt PP/20%OB/PB3002. Szczególnie znaczna jest poprawa właściwości przy zginaniu (o 87% Ef i o 60% σfm dla PP/20%OB/PB3002 w porównaniu do samego PP), co świadczy o anizotropii struktury. Badania DMTA wykazały, że kompozycje PP/20%OB, PP/20%OB/PB3002 i PP/20%OB/Exxelor charakteryzują się znacznie wyższymi wartościami modułów zachowawczych E ’ w porównaniu do czystego PP (rys. 7), przy czym kompozyt z udziałem PB 3002 posiada wartości najwyższe w całym temperaturowym zakresie pomiaru; dodatek napełniacza do PP znacznie obniżył temperaturę zeszklenia polipropylenu (rys. 8, tab. 1). Kompozyty kompatybilizowa- ne są również odporniejsze termicznie niż sam PP, co wykazały badania TG i DTG (rys. 9, tab. 2). Na podstawie obserwacji mi- krostruktury (SEM) (rys. rys. 10 i 11) można stwierdzić, że Polybond 3002 spełnił rolę kompatybilizatora, ujednorodnił dysper- sję bentonitu, zmniejszając jednocześnie wielkość jego cząstek w matrycy polipropylenowej.
(…)
…, folii dwuosiowo
orientowanych [10]. Obecnie trwają również badania
nad otrzymywaniem nanokompozytów PP [2-9, 11].
Przykładowo koncern General Motors (USA)
w 2002 roku wprowadził w dużej skali przemysłowej
nanokompozyty PP/krzemian warstwowy na zewnętrzne
elementy karoserii samochodowych. Stanowi to pierwsze
przyjęcie nanokompozytów w produkcji wielkotonażowej dużych elementów konstrukcyjnych [11…
… stopniu poprawia te właściwości
niż
Exxelor,
co
może
być
związane
z większą zawartością grup karboksylowych, pochodzących od bezwodnika maleinowego w PB 3002 niż
w Exxelorze. W porównaniu do czystego PP najlepsze
właściwości wykazuje kompozyt PP/20%OB/PB3002, a
szczególnie znaczący wzrost wartości widoczny jest
przy statycznym zginaniu (Ef wzrasta o 87% i σfM
o 60%). Kompatybilizowane kompozyty PP…
…
także wyrobów w postaci włókien, folii dwuosiowo i C16. Modyfikacja zwiększa odstęp międzywarstwowy
orientowanych [10]. Obecnie trwają również badania i ułatwia interkalację polimeru (wnikanie polimeru mię-
nad otrzymywaniem nanokompozytów PP [2-9, 11]. dzy równoległe warstwy minerału). Ponieważ PP nie
Przykładowo koncern General Motors (USA) zawiera grup polarnych, tworzenie nanokompozytów PP
w 2002…
… stosowanych do pro-
poliamidy, polipropylen, a także poliwęglany i poliestry
termoplastyczne [1].
Polipropylen PP jest materiałem masowego użytku.
Główne kierunki zapotrzebowania na PP (samego, jak
1
dr inż.
206
J. Janik
i w postaci kompozytów) dotyczą opakowań konsumpcyjnych i przemysłowych oraz części maszyn i urządzeń,
zwłaszcza samochodów i urządzeń elektronicznych, a
także wyrobów w postaci włókien…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)