Structure, thermal and mechanical properties of polypropylene composites with nano- and micro-diamonds

• Autorzy: Zubrowska A. , Masirek R. , Piorkowska E. , Pietrzak L.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.331

Warianty tytułu

PL

Struktura oraz termiczne i mechaniczne właściwości kompozytów polipropylenu z nano- i mikro-diamentami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of diamond powders on properties of isotactic polypropylene (PP) was investigated. PP composites containing 0.2—5 wt % of the powders with particles of average size between 100 nm and 1 µm were prepared, and their structure and properties were examined. Dispersion of each filler depended on its grain size and content. The presence of fillers raised the crystallization temperature of PP matrix by up to few Celsius degrees. The modulus of elasticity of composites increased with increasing filler content, by up to 40 % in comparison to neat PP. The tensile impact strength of the composites with 1µm powders and also the other composites at the filler content as low as 0.2 wt % improved by up to 30%. The composites did not exhibit any decrease in the yield strength and retained good drawability. The elongation at break exceeded 1000 % in most cases. Examination of the uniaxially drawn specimens revealed that the filler grains separated from the PP matrix during drawing.

PL

Badano wpływ proszków diamentowych na właściwości izotaktycznego polipropylenu (PP). Wytworzono kompozyty PP zawierające 0,2—5 % mas. proszków ośrednich rozmiarach cząstek wzakresie od 100 nm do 1 µm oraz zbadano ich strukturę i właściwości. W każdym przypadku dyspersja napełniacza zależała od rozmiarów ziaren i ich zawartości w kompozycie. Obecność napełniaczy wywołała podwyższenie, maksymalnie o kilka stopni Celsjusza, temperatury krystalizacji matrycy polipropylenowej. Moduł sprężystości kompozytów zwiększał się wraz ze zwiększeniem zawartości napełniacza (maksymalnie o 40 %). Odporność na zerwanie udarowe kompozytów z proszkami o ziarnach wielkości 1µm oraz pozostałych kompozytów z zawartością napełniaczy wynoszącą 0,2 % mas., wzrosła, maksymalnie o 30 %. Naprężenie na granicy plastyczności kompozytów nie uległo zmniejszeniu, została też utrzymana dobra ciągliwość. W większości przypadków wydłużenie przy zerwaniu przekroczyło 1000%. W trakcie badania odkształconych próbek stwierdzono, że podczas jednoosiowego rozciągania zachodziło oddzielanie się ziaren napełniaczy od matrycy polipropylenowej.

Słowa kluczowe

EN

isotactic polypropylene; composites; diamond powders; mechanical properties

PL

izotaktyczny polipropylen; kompozyty; proszki diamentowe; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 5
• Strony: 331--336
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Zubrowska A.

• Centre of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences, Sienkiewicza 112, 90-363 Lodz, Poland

autor

Masirek R.

• Centre of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences, Sienkiewicza 112, 90-363 Lodz, Poland

autor

Piorkowska E.

• Centre of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences, Sienkiewicza 112, 90-363 Lodz, Poland

autor

Pietrzak L.

• Centre of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences, Sienkiewicza 112, 90-363 Lodz, Poland

Bibliografia

• [1] Bikiaris D.N., Papageorgiou G.Z., Pavlidou E. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2006, 100, 2684. http://dx.doi.org/10.1002/app.22849
• [2] Chan C.M., Wu J.S., Li J.X. et al.: Polymer 2002, 43, 2981. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00120-9
• [3] Kontou E., Niaounakis M.: Polymer 2006, 47, 1267. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.12.039
• [4] Wu C.L., Zhang M.Q., Rong M.Z. et al.: Composites Science and Technology 2002, 62, 1327. http://dx.doi.org/10.1016/S0266-3538(02)00079-9
• [5] Tjong S.C.: Materials Science and Engineering: R: Reports 2006, 53, 73. http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2006.06.001
• [6] Tjong S.C., Bao S.: E-Polymers 2007, 7, 1618. http://dx.doi.org/10.1515/epoly.2007.7.1.1618
• [7] Dolmatov V.Y.: Journal of Superhard Materials 2007, 29, 1. http://dx.doi.org/10.3103/S1063457607010017
• [8] Dolmatov V.Y.: Journal of Superhard Materials 2007, 29, 65. http://dx.doi.org/10.3103/S1063457607020013
• [9] DolmatovV.Y.: Journal of Superhard Materials 2007, 29, 199. http://dx.doi.org/10.3103/S1063457607040016
• [10] Attia N.F., Rao J.P., Geckeler K.E.: Journal of Nanoparticle Research 2014, 16, 2361. http://dx.doi.org/10.1007/s11051-014-2361-y
• [11] Jahromi F.H., Katbab A.A.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 125, 1942. http://dx.doi.org/10.1002/app.36299
• [12] Karbushev V.V., Semakov A.V., Kulichikhin V.G.: Polymer Science Series A 2011, 53, 765. http://dx.doi.org/10.1134/S0965545X11090057
• [13] Neitzel I., Mochalin V., Knoke I. et al.: Composites Science and Technology 2011, 71, 710. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2011.01.016
• [14] Jee A.Y., Lee M.: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2011, 11, 533. http://dx.doi.org/10.1166/jnn.2011.3290
• [15] Jee A.Y., Lee M.: Current Applied Physics 2011, 11, 1183. http://dx.doi.org/10.1016/j.cap.2011.02.016
• [16] Zhao Y.Q., Lau K.T., Kim J.K. et al.: Composites: Part B: Engineering 2010, 41, 646. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2010.09.003
• [17] Li J.X., Cheung W.L., Jia D.M.: Polymer 1999, 40, 1219. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(98)00345-0
• [18] Singh N., Rashmi, Sarkar A.K.: Journal of Material Science 2004, 39, 1665. http://dx.doi.org/10.1023/B:JMSC.0000016167.67249.ac
• [19] Zuiderduin W.C.J., Westzaan C., Huetink J. et al.: Polymer 2003, 44, 261. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00769-3