Ocena skuteczności wzmacniania polietylenów mączką drzewną

• Autorzy: Kuciel S. , Liber A.

Warianty tytułu

EN

Assessment of efficiency of polyethylene reinforcement by filling with wood flour

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Polietyleny PE-LD i PE-HD oraz ich recyklaty napełniano wysokiej jakości mączką drzewną "LignocelŽ" stosując 10, 20 i 30 % mas. napełniacza. Moduły sprężystości badanych kompozytów silnie rosły ze zwiększaniem zawartości mączki drzewnej, a ich względny wzrost w przypadku PE-LD był znacznie większy niż w przypadku PE-HD. Natomiast wytrzymałość na rozciąganie prawie nie zmieniała się na skutek napełniania i to niezależnie od tego, czy badany produkt był suchy, czy poddany moczeniu przez 30 dni w wodzie. Stwierdzono, że masowy wskaźnik szybkości płynięcia systematycznie maleje ze wzrostem zawartości mączki, co niekorzystnie wpływa na możliwości przetwórstwa wysokonapełnianych kompozytów polietylenów. Badania pełzania wykazały, że już dodatek 10 % mas. mączki drzewnej znacznie zmniejsza odkształcenia na skutek długotrwałych obciążeń. Z badań morfologicznych wynika, że "LignocelŽ" dzięki rozbudowanej powierzchni włókien pełni rolę "złącza" obszarów krystalicznych, a wypełnianie kanalików we włóknach drzewnych przez polietylen zapobiega chłonięciu wody przez kompozyt. Ustalono, że napełnianie polietylenów mączką drzewną (do 30 % mas.) wpływa korzystnie na ich właściwości mechaniczne i użytkowe.

EN

Polyethylene PE-LD or PE-HD and its recyclates were filled with high quality wood flour LignocelŽ using 10, 20 or 30 wt. % of filler. Elasticity modulus of the composites investigated significantly increased with increasing content of wood flour and its relative increase was much bigger in case of PE-LD than for PE-HD (Fig. 2). However tensile strength nearly did not change with filling of polymer independently on the product treatment (the samples were investigated either dry or after soaking in water for 30 days) (Fig. 3). It was found melt flow rate systematically decrease with increase in wood flour content (Fig. 4) what adversely affects the processing of high-filled polyethylene. Investigations of creep showed that even addition of 10 wt. % of wood flour significantly reduces the deformation being a result of long term load (Fig. 5). Investigation of morphology showed Lignocel played a role of "joint" of crystalline regions because of expanded surface of its fibers. Filling of the ducts in wood fibers with polyethylene prevents water absorption by the composite (Fig. 6 and 7). The results obtained show polyethylene filling with wood flour (maximum up to 30 wt. %) advantageously affects mechanical and functional properties.

Słowa kluczowe

PL

polietyleny małej gęstości; polietyleny dużej gęstości; napełniacz; mączka drzewna; właściwości mechaniczne; morfologia

EN

low-density polyethylene; high-density polyethylene; filling; wood flour; mechanical properties; morphology

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2005
• Tom: T. 50, nr 6
• Strony: 436--440
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Kuciel S.

• Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki Stosowanej, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Liber A.

• Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki Stosowanej, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• 1. Błedzki A. K., Faruk O.: "Microcellular wood fibre filled polypropylene", Materiały 4th International Wood and Natural Fibre Composites Symposium", Kasse12002.
• 2. McHenry E., Stachurski Z. H.: Compos. Part A-Appl. Sci. Manuf. 2003,34,171.
• 3. Proszek M.: "Kształtowanie właściwości mechanicznych poliolefin z mączką drzewną", Autoreferat, Politechnika Krakowska 2003, str. 1-27.
• 4. Kuciel S., Liber A., Proszek M.: "Ocena wpływu mączki drzewnej na właściwości kompozytów na bazie PE-HD i jego recyklatu", Materiały X Seminarium "Tworzywa sztuczne w budowie maszyn", Kraków 2003, str. 221-226.
• 5. Li B., He J.: Polym. Degrad. Stabil. 2004, 83, 241.
• 6. Kuciel S., Proszek M.: "Badania własności polietylenu wypelnionego mączką drzewną oraz ocena możliwości wytwarzania euro-palet", Materiały III Międzynarodowej Konferencji Naukowej "Recykling tworzyw sztucznych", Jesenik, Czechy 2002, str. 251-257.
• 7. Albano C., Reyes J. i współautorzy: Polym. Degrad. Stabil. 2002, 76, 191.
• 8. Gajewski L Kuciel S., Mazurkiewicz S., Proszek M.: "Możliwości wytwarzania kompozytów polimerowych z mączką drzewną- perspektywy ich rozwoju i zastosowania", Materiały VIII Profesorskich Warsztatów Naukowych "Przetwórstwo Tworzyw Polimerowych", Koszalin-Darłówko 2003, str. 41-42.
• 9. Materiały reklamowe firmy Cincinnati Extrusion.
• 10. Kuciel S., Proszek M., Dziadur W.: "Modified by wood fillers recycled polyethylene for europallets application", Materiały ,,14th The International Conference on Composite Materials", San Diego 2003, ID 1996, str. 257, 6.
• 11. Jeziórska R: Polimery 2003, 47,130.
• 12. Amash A., Zugenmaier P.: Polymer 2000, 41, 1589.
• 13. Dziadur W., Kuciel S., Proszek M.: "Badania mikrostruktury recyklatu PE-LD modyfikowanego mączką drzewną", Materiały XVI Konferencji Naukowej, Modyfikacja Polimerów, Polanica Zdrój 2003, str. 106-109.
• 14. Materiały reklamowe firmy J. Rettenmaier & Söhne GmbH & Co.
• 15. Kuciel S., Proszek M.: "Badania własności polipropylenu wypełnionego mączką drzewną oraz ocena możliwości jego wytwarzania", Materiały V Konferencji Naukowo-Technicznej "Polimery i Kompozyty Konstrukcyjne", UstrOl12002, str. 167-172.
• 16. Kuciel S., Proszek M., Pochea K.: "Europallets made from polyolefines waste modified by wood filIes", Materiały Seminarium "Recycling of Plastics in Europe", Kasse1 2002, ID 15, str. 1-6.
• 17. Kuciel S., Proszek M.: "Ocena możliwości wytwarzania i projek-towania wyrobów z poliolefin z mączką drzewną", Materiały XVI Konferencji Naukowej, "Modyfikacja Polimerów", Polanica Zdrój 2003, str. 448-451.
• 18. Kuciel S., Liber A.: "Wpływ moczenia w wodzie kompozycji PE-HD i jego recyklatów z mączką drzewną na ich właściwości mechaniczne", Materiały ,,2nd Central European Conference Recycling of Polymer Materials: Science - Industry", Toruń 2003, Sesja posterowa, str. 1-5.
• 19. Liber A., Kuciel S.: "Ocena zmian właściwości dynamicznych PE-HD napelnionego mączką drzewną", "Nowe Kierunki Modyfikacji i Zastosowań Tworzyw Sztucznych" - praca zbiorowa, wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Rydzyna 2004, str. 61-65.
• 20. Garbarski J.: "Materialy i kompozyty niemetalowe", Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001, str. 202.
• 21. Li R: Polym. Degrad. Stabil. 2000, 70,135.