Mechanical properties of polypropylene copolymers composites filled with rapeseed straw

• Autorzy: Paukszta D. , Szostak M. , Rogacz M.

Warianty tytułu

PL

Właściwości mechaniczne kompozytów kopolimerów polipropylenu napełnionych słomą rzepakową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study discusses the possibility of using polypropylene copolymer as matrix composite, because they can be processed at lower temperatures. Comparing the isotactic polypropylene (PP) with copolymer PP-b-PE, lower temperature allows avoiding the limitations related with the glass transition temperature of polypropylene. On the other hand, statistical copolymer (PP-s-PE) doesn't have such properties like block copolymer but its clarity and optical properties are better than PP polymer. Therefore, the aim of this paper was to determine the processing conditions and compare mechanical properties of polypropylene copolymer composites containing straw of oilseed rape with unfilled material as well as composites containing straw of oilseed rape with PP matrix. Two different copolymers of PP were used. Using extrusion and injection molding technique the composites with addition of 20 wt. % and 30wt. % of lignocellulosic material were prepared. The following parameters were determined: Young's modulus at tensile, tensile strength, elongation at maximal strength, strength at break, elongation at break, strength at yield 0,2%, Brinell hardness as well as Charpy impact strength. The performed investigations revealed that copolymer matrix has good mechanical properties and lower processing temperature in comparison to composites with polypropylene matrix, because of lower degradation of the rapeseed straw.

PL

Poddano ocenie właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie kopolimerów polipropylenu z dodatkiem napełniacza — rozdrobnionej słomy rzepakowej. Kompozyty w postaci granulatu otrzymywano metodą wytłaczania, a wypraski do badań mechanicznych — techniką wtryskiwania. Zawartość lignocelulozowego napełniacza w kompozytach wynosiła 20 lub 30 % mas. Określano parametry procesów wytłaczania i wtryskiwania kompozytów na osnowie kopolimerów: blokowego i statystycznego. Zastosowanie kopolimerów polipropylenu jako osnowy kompozytowej pozwala obniżyć temperaturę przetwarzania, co ma korzystny wpływ na właściwości wytwarzanych materiałów, dzięki ograniczeniu termicznej degradacji naturalnego napełniacza (słomy rzepakowej). Oceniano następujące właściwości mechaniczne: maksymalne naprężenie rozciągające, wydłużenie przy zerwaniu, wydłużenie przy maksymalnym naprężeniu, naprężenie na granicy plastyczności 0,2 %, moduł Younga, udarność metodą Charpy'ego i twardość metodą Brinella. Stwierdzono, że wprzypadku niektórych zastosowań kompozytów, zamiana osnowy polipropylenowej na kopolimerową jest korzystna ze względu na jej odmienne właściwości, na przykład znacznie niższą temperaturę zeszklenia.

Słowa kluczowe

EN

polypropylene copolymers; polymer composites; rapeseed straw; mechanical properties

PL

kopolimery polipropylenu; kompozyty polimerowe; słoma rzepakowa; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 2
• Strony: 165--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Paukszta D.

• Institute of Chemical Technology and Engineering, Poznan University of Technology, Pl. M. Skłodowskiej-Curie 5, 60-965, Poznań, Poland

autor

Szostak M.

• Faculty of Mechanical Engineering, Poznań University of Technology, Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

autor

Rogacz M.

• Institute of Chemical Technology and Engineering, Poznan University of Technology, Pl. M. Skłodowskiej-Curie 5, 60-965, Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Błędzki A. K., Gassan J.: Prog. Polym. Sci. 1999, 24, 221.
• [2] Borysiak S., Paukszta D.: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2008, 484, 379.
• [3] Amash A. A., Zugenmaier A.: Polymer 2000, 41, 1589.
• [4] Biagotti J., Fiori S., Torre L., López-Manchado M. A., Kenny J. M.: Polym. Compos. 2004, 25, 26.
• [5] Karimi A. N., Tajvidi M., Pourabbasi S.: Polym. Compos. 2007, 28, 273.
• [6] Kuruvilla J., Sabu T., Pavithran C.: Polymer 1996, 37, 5139.
• [7] Kijeńska M., Kowalska E., Pałys B., Ryczkowski J.: Polym. Degrad. Stab. 2010, 95, 536.
• [8] Markiewicz E., Borysiak S., Paukszta D.: Polimery 2009, 54, 26.
• [9] Paukszta D., Borysiak S.: Materials 2013, 6, 2747—2767, doi:10.3390/ma60x000x.
• [10] Nunez A. J., Sturm P. C., Kenny J. M., Aranguren M. I., Marcovich N. E., Reboredo M. M.: J. Appl. Polym. Sci. 2003, 88, 1420.
• [11] Ku H., Wang H., Pattarachaiyakoop N., Trand M.: Composites, Part B 2011, 42, 856.
• [12] Sobczak L., Lang R. W., Haider A.: Compos. Sci. Technol. 2012, 72, 550.
• [13] Mirbagheri J., Tajvidi M., Hermanson J. C., Ghasemi I.: J. Appl. Polym. Sci. 2007, 105, 3054.
• [14] Ghahri S., Najafi S. K., Mohebby B., Tajvidi M.: J. Appl. Polym. Sci. 2012, 124, 1074.
• [15] Paukszta D., Jędryczka M., Binkiewicz M.: J. Compos. Mater. 2013, 47, 1461.
• [16] Maier C., Calafut T.: “Polypropylene — The Definitive User’s Guide and Databook”, William Andrew Publishing/ Plastics Design Library 1998.
• [17] „Chemia polimerów t. II” (Eds., Florjańczyk Z., Penczek S.), Wyd. Politechniki Warszawskiej 1997.
• [18] Koszkul J.: „Polipropylen i jego kompozyty”, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1997