The influence of calcium carbonate and its modifications on the extrusion process and selected properties of polypropylene cast films

• Autorzy: Kloziński Arkadiusz , Szczepańska Małgorzata , Jakubowska Paulina , Samujło Bronisław , Barczewski Mateusz , Lota Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2022.10.6

Warianty tytułu

PL

Wpływ węglanu wapnia i jego modyfikacji na proces wytłaczania oraz wybrane właściwości użytkowe wylewanych folii polipropylenowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of unmodified and stearic acid-modified calcium carbonate (5, 10, 20 and 30 wt%) on selected properties (tensile strength, puncture resistance, haze and gloss) and processability of polypropylene films (MVR, extensional viscosity) was investigated. The composites were obtained in the twin-screw extrusion process with cold granulation, and the films in the single-screw extrusion process, using a flat die head (so-called cast films) and a chill roll type cooling and pull-back device. It has been shown that stearic acid is an effective modifier of polypropylene processing properties both under shear and tensile flow conditions (lower extensional viscosity of films containing modified calcium carbonate).

PL

Zbadano wpływ dodatku 5, 10, 20 oraz 30 % mas. niemodyfikowanego imodyfikowanego kwasem stearynowym węglanu wapnia na wybrane właściwości użytkowe (wytrzymałość na rozciąganie, odporność na przebicie, zamglenie, połysk) iprzetwórcze folii polipropylenowych (MVR, lepkość wzdłużna). Kompozyty otrzymano w procesie dwuślimakowego wytłaczania z granulacją na zimno, a folie w procesie jednoślimakowego wytłaczania, przy użyciu głowicy płaskiej (tzw. cast films) oraz urządzenia chłodząco - odciągającego typu chill roll. Wykazano, że kwas stearynowy jest efektywnym modyfikatorem właściwości przetwórczych folii polipropylenowych zarówno w warunkach przepływu ścinającego, jak i rozciągającego (mniejsza lepkość wzdłużna folii zawierających modyfikowany węglan wapnia).

Słowa kluczowe

EN

polypropylene; calcium carbonate; polymer composites; extrusion; films; tensile strength; extensional viscosity; haze; gloss

PL

polipropylen; węglan wapnia; kompozyty polimerowe; wytłaczanie; folie; wytrzymałość na rozciąganie; lepkość wzdłużna; zamglenie; połysk

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 67, nr 10
• Strony: 509--521
• Opis fizyczny: Bibliogr. 54 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kloziński Arkadiusz

• Institute of Chemical Technology and Engineering, Faculty of Chemical Technology, Poznan University of Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznan, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2025-699X

autor

Szczepańska Małgorzata

• Institute of Chemical Technology and Engineering, Faculty of Chemical Technology, Poznan University of Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznan, Poland

autor

Jakubowska Paulina

• Institute of Chemical Technology and Engineering, Faculty of Chemical Technology, Poznan University of Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznan, Poland.

• https://orcid.org/0000-0002-8638-1216

autor

Samujło Bronisław

• Department of Technology and Polymer Processing, Faculty of Mechanical Engineering, Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2200-8471

autor

Barczewski Mateusz

• Institute of Materials Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Management, Poznan University of Technology, Piotrowo 3, 61-138 Poznan, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-1451-6430

autor

Lota Grzegorz

• Institute of Chemistry and Technical Electrochemistry, Faculty of Chemical Technology, Poznan University of Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznan, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4329-9423

Bibliografia

• [1] Żuchowska D.: „Polimery konstrukcyjne”, WNT, Warszawa 2000.
• [2] Szlezyngier W., Brzozowski Z. K.: „Tworzywa sztuczne, Tom I”, Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 2012.
• [3] Saechtling H.: „Tworzywa sztuczne. Poradnik”, WNT, Warszawa 2000.
• [4] Antosik A.K., Kowalska U., Stobińska M., Dzięcioł P., Pieczykolan M., Kozłowska, K., Bartkowiak A.: Polymers 2021, 13, 3478. https://doi.org/10.3390/polym13203478
• [5] Maddah H.A.: American Journal of Polymer Science 2016, 6, 1. https://doi.org/10.5923/j.ajps.20160601.01
• [6] Kloziński A., Jakubowska P.: Przetwórstwo Tworzyw 2013, 3 (153)/19, 195.
• [7] Karian H.G.: “Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites”, Taylor and Francise-Library, 2009.
• [8] Di Sacco F., Gahleitner M., Wang J., Portale G.: Polymers 2020, 12, 1636. https://doi.org/10.3390/polym12081636
• [9] Billham M., Clarke A.H., Garrett G. et al.: Developments in Chemical Engineering and Mineral Processing 2003, 11, 137. https://doi.org/10.1002/apj.5500110214
• [10] Essche G., Kromminga T., Schmidt A.: Journal of Plastic Film and Sheeting 2000, 16. https://doi.org/10.1106/AKBB-0EVN-UC1N-PHYF
• [11] Bernland K., Goossens J.G.P., Smith G., Tervoort T.A.: Journal of Polymer Science, Pat B: Polymer Physics 2016, 54, 865. https://doi.org/10.1002/polb.23992
• [12] Wallner G.M., Resch K., Teichert Ch. et al.: Monatshefte für Chemie 2006, 137, 887. https://doi.org/10.1007/s00706-006-0480-6
• [13] Thenepalli T., Jun A.Y., Han. Ch. et al.: Korean J. Chem. Eng. 2015, 32, 1009. https://doi.org/10.1007/s11814-015-0057-3
• [14] Kloziński A., Barczewski M.: Polimery 2019, 64, 83. https://doi.org/10.14314/polimery.2019.2.1
• [15] Kloziński A.: Polimery 2016, 61, 788. https://doi.org/10.14314/polimery.2016.788
• [16] Kloziński A.: Przemysł Chemiczny 2019, 98, 442. https://doi.org/10.15199/62.2019.3.16
• [17] Żarczyński A., Dmowska A.: „Napełniacze mieszanek gumowych”, WNT, Warszawa 1970.
• [18] Kloziński A., Jakubowska P.: Polymer Engineering and Science 2019, 59, E155. https://doi.org/10.1002/pen.24894
• [19] Wu P.C., Jones G., Shelley Ch., Woelfli B.: Journal of Engineered Fibers and Fabrics 2007, 2, 49. https://doi.org/10.1177/155892500700200105
• [20] Rahmani M., Ghasemi F.A., Payganeh G.: Mechanics and Industry 2014, 15, 63. https://doi.org/10.1051/meca/2014009
• [21] Supaphol P., Harnsiri W., Junkasem J.: Journal of Applied Polymer Science 2004, 92, 201. https://doi.org/10.1002/app.13432
• [22] Jakubowska P., Kloziński A.: Przemysł Chemiczny 2013, 92, 575.
• [23] Kaseem M., Hamad K, Deri F., Ko Y.G.: Journal of Wood Chemistry and Technology 2017, 37, 251. https://doi.org/10.1080/02773813.2016.1272127
• [24] Mazzanti V., Mollica F.: Journal of Polymers and the Environment 2017, 25, 1044. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-016-0876-2
• [25] Kloziński A., Jakubowska P.: Journal of Polymer Engineering 2019, 39, 422. https://doi.org/10.1515/polyeng-2018-0199
• [26] Kloziński A., Jakubowska P.: Polymer Engineering and Science 2019, 59, E16. https://doi.org/10.1002/pen.24941
• [27] Barczewski M.: Polimery 2015, 60, 612. https://doi.org/10.14314/polimery.2015.612
• [28] Barczewski M.: Polimery 2015, 61, 248. https://doi.org/10.14314/polimery.2016.24
• [29] Kloziński A., Sterzyński T., Samujło B.: Polimery 2009, 54, 57.
• [30] Sentmanat M.L.: Rheologica Acta 2004, 43, 657. https://doi.org/10.1007/s00397-004-0405-4
• [31] Sentmanat M., Wang B. N., McKinley G.H.: Journal of Rheology 2005, 49, 585. https://doi.org/10.1122/1.1896956
• [32] Liang.Z.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 104, 1692. https://doi.org/10.1002/app.25804
• [33] Da Silva A.L.N., Rocha M.C.G., Moraes M.A.R. et al.: Polymer Testing 2002, 21, 57. https://doi.org/10.1016/S0142-9418(01)00047-2
• [34] Stabik J.: „Wybrane problemy reologii uplastycznionych polimerów napełnionych”, Zeszyty Naukowe – Politechnika Śląska nr 1616, Gliwice 2004.
• [35] Cantor K.: „Blown Film Extrusion – 2nd ed.”, Carl Hanser Verlag, Munich 2011.
• [36] Rauwendaal Ch.: “Polymer Extrusion”, Hanser Publisher, Monachium 2001.
• [37] Kloziński A., Jakubowska P.: „Wpływ warunków wytłaczania na właściwości folii orientowanych”, Zeszytach Naukowe Politechniki Poznańskiej, Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją 2010, nr 12, str. 151. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2010.
• [38] Shelesh-Nezhad K., Orang H., Motallebi M.: Journal of Thermoplastic Composite Materials 2012, 26, 544. https://doi.org/10.1177/089270571245486
• [39] Zuiderduin W.C.J., Westzaan C., Huétink J., Gaymans R.J.: Polymer 2003, 44, 261. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00769-3
• [40] Lam T.D., Hoang T.V., Quang D.T., Kim J.S.: Materials Science and Engineering 2009, 501, 87. https://doi.org/10.1016/j.msea.2008.09.060
• [41] Eiras D., Pessan L. A.: Materials Research 2009, 4, 517. https://doi.org/10.1590/S1516-14392009000400023
• [42] Kloziński A., Jakubowska P.: Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2010, 49, 61.
• [43] Kloziński A., Jakubowska P.: Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2012, 51, 231.
• [44] Pérez E., Alvarez V., Pérez C.J., Bernal C.: Composites Part B: Engineering 2013, 52, 72. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.03.035
• [45] Jakubowska P., Kloziński A.: Przetwórstwo Tworzyw 2013, 3 (153)/19, 182.
• [46] Andreassen E., Larsen A., Nord-Varhaug K et al.: Polymer Engineering and Science 2002, 42, 1082. https://doi.org/10.1002/pen.11014
• [47] Patel R.M.: Journal of Plastic Film and Sheeting 2005, 21, 217. https://doi.org/10.1177/8756087905057
• [48] Molnár J., Sepsi Ö., Erdei G. et al.: Journal of Polymer Science 2020, 58, 1787. https://doi.org/10.1002/pol.20200027
• [49] Sun X., Li N., Hang J. et al.: Optica Applicata 2015, 45, 393. https://doi.org/10.5277/oa150311
• [50] Ru Y., Zhang X., Wang L. et al.: Polymer Chemistry 2015, 6, 6632. https://doi.org/10.1039/C5PY01072A
• [51] Broniewski T., Kapko J., Płaczek W., Thomalla J.: „Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych”, WNT, Warszawa 2000.
• [52] Wang L., Huang T., Kamal M.R. et al.: Polymer Engineering and Science 2000, 40, 747. https://doi.org/10.1002/pen.11204
• [53] Schael G.W.: Journal of Applied Polymer Science 1966, 10, 891. https://doi.org/10.1002/app.1966.070100606
• [54] Soulestin J., Rashmi B.J., Bourbigot S. et al.: Macromolecular Materials and Engineering 2012, 297, 444. https://doi.org/10.1002/mame.201100202

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).