Wpływ nanokrzemionki sferycznej oraz kompatybilizatora na strukturę i dynamiczne właściwości mechaniczne poliolefin

• Autorzy: Studziński M. , Jeziórska R. , Zielecka M.

Warianty tytułu

EN

Effect of spherical nanosilica and compatibilizer on the structure and dynamic mechanical properties of polyolefins

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ nanokrzemionki sferycznej zawierającej aminowe (A-SiO2) lub epoksydowe (E-SiO2) reaktywne grupy funkcyjne oraz elastomeru poliolefinowego szczepionego metakrylanem glicydylu (EOR-g-GMA) jako kompatybilizatora na strukturę i dynamiczne właściwości mechaniczne kompozytów polietylenu małej gęstości (PE-LD) oraz polipropylenu (PP). Dodatek kompatybilizatora ułatwia dyspersję nanokrzemionki, zmniejszając jej tendencję do tworzenia aglomeratów, co potwierdziły badania metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Moduł zachowawczy G’ zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości nanokrzemionki, osiągając maksimum przy zawartości 4 % mas. A-SiO2. Natomiast kompozyty PP/E-SiO2 tylko przy małej zawartości krzemionki (1 % mas.) mają większą wartość modułu G’ w porównaniu do czystego PP. Prawdopodobnie jest to związane z budową chemiczną polipropylenu i znacznie gorszą dyspersją nanocząstek krzemionki.

EN

The effect of spherical silica containing amine (A-SiO2) or epoxy (E-SiO2) functional groups and glicydyl methacrylate grafted ethylene/n-octene copolymer (EOR-g-GMA) used as a compatibilizer, on the structure and dynamic mechanical properties of low density polyethylene (PE-LD) and isotactic polypropylene (PP) composites, was investigated. From SEM, it was found that the EOR-g-GMA improves the dispersion degree of silica nanoparticles, decreasing the agglomerates formation. PE-LD/A-SiO2 composites show higher storage modulus than pure PE-LD with maximum at 4 wt.% A-SiO2 content. However, PP/E-SiO2 composites only at low silica concentration (1 wt.%) exhibit higher storage modulus than pure PP. Probably, it is due to the polypropylene chemical structure and significantly worse silica nanoparticles dispersion.

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyt; nanokrzemionka; kompatybilizator; poliolefiny; polietylen małej gęstości; PE-LD; polipropylen; właściwości mechaniczne

EN

nanocomposite; nanosilica; compatibilizer; polyolefins; low-density polyethylene; LDPE; polypropylene; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2013
• Tom: [R.] 19, nr 3 (153)
• Strony: 251--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Studziński M.

• Instytut Chemii Przemysłowej, Zakład Technologii i Przetwórstwa Polimerów

autor

Jeziórska R.

• Instytut Chemii Przemysłowej, Zakład Technologii i Przetwórstwa Polimerów

autor

Zielecka M.

• Instytut Chemii Przemysłowej, Zakład Technologii i Przetwórstwa Polimerów

Bibliografia

• 1. Teymouri H., Nazockdast Y., The effect of process parameters on physical and mechanical properties of commercial low density polyethylene/ORG-MMT nanocomposites, J Mater Sci 46, 2011, 6642-6647.
• 2. Zhang J., A.W. Charles, Preparation and flammability properties of polyethylene-clay nanocomposites, Polym. Degrad. Stabil. 80, 2003, 163-169.
• 3. Wang J., i inni, An XPS study of the thermal degradation and flame retardant mechanism of polystyrene-clay nanocomposites, Polym. Degrad. Stabil. 77, 2002, 249-252.
• 4. Agag T., Takeichi T., Polybenzoxazine-montmorillonite hybrid nanocomposites: synthesis and characterization, Polymer 41, 2000, 7083-90.
• 5. Z.-M. Liang, J. Yin, H.-J. Xu, Polyimide/montmorillonite nanocomposites based on thermally stable, rigid-rod aromatic amine modifiers, Polymer 44, 2003, 1391-99.
• 6. Tang Y., i inni, Preparation and thermal stability of polypropylene/montmorillonite nanocomposites, Polym. Degrad. Stabil. 82, 2003, 127-131.
• 7. Shaffer M.S.P., Windle A.H., Fabrication and characterization of carbon nanotube/poly (vinyl alcohol) composites. Advanced Materials 11(11), 1999, 937-41.
• 8. Qian D., i inni, Load transfer and deformation mechanisms in carbon nanotube-polystyrene composites. Applied Physics Letters 76(20), 2000, 2868-70.
• 9. Jeziórska R., i inni, Effect of POSS on morphology, thermal and mechanical properties of polyamide 6, Polimery 56, nr 11-12, 2011, 809-816.
• 10. Jeziórska R., i inni, Nanokompozyty poliamid/nanokrzemionka o budowie sferycznej, Polimery 54, nr 10, 2009, 647-656.
• 11. Jeziórska R., i inni, patent Sposób wytwarzania modyfikatorów udarności do tworzyw konstrukcyjnych, Polska, 211 107, 2012.
• 12. Zielecka M., i inni, patent Sposób wytwarzania nanoproszków krzemionkowych także funkcjonalizowanych, 198 188, 2007.
• 13. Zapata P., Quijada R., Benavente R., In situ formation of nanocomposites based on polyethylene and silica nanospheres, Journal of Appl. Pol. Sci, 119, 2011, 1771-80.
• 14. Jeziórska R., i inni. Structure and mechanical properties of low density polyethylene/spherical silica nanocomposites prepared by melt mixing: the joint action of silica’s size, functionality, and compatibilizer, Journal of Appl. Pol. Sci., 125, 2012, 4326-4337.
• 15. McGrum, N.G., Read, B.E., Williams, G. An elastic and dielectric effects in polymeric solids. London: Wiley. 1967.
• 16. Ashida, M., Noguchi, T. Effect of matrix’s type on the dynamic properties for short fiber-elastomer composite. J. Appl. Pol. Sci., 30, 1985, 1011-1021.
• 17. Rosa S. M. L., Nachtigall S. M. B., Ferreira C. A., Thermal and Dynamic-Mechanical Characterization of Rice-Husk Filled Polypropylene Composites, Macromolecular Research, 17(1), 2009, 8-13.