Influence of accelerated weathering on mechanical and thermomechanical properties of poly(lactic acid) composites with natural waste filler

• Autorzy: Barczewski Mateusz , Andrzejewski Jacek , Matykiewicz Danuta , Krygier Agnieszka , Kloziński Arkadiusz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.2.5

Warianty tytułu

PL

Wpływ przyspieszonego starzenia na mechaniczne i termomechaniczne właściwości kompozytów poli(kwasu mlekowego) z napełniaczem z odpadów naturalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study we investigated the impact of accelerated weathering on selected mechanical and thermomechanical properties of poly(lactic acid) (PLA) composites filled with ground chestnut shell (CN). The mechanical properties were evaluated through static tensile test and Dynstat impact test, which were conducted for pure PLA and composites containing various amounts of the lignocellulosic organic filler (2.5–30 wt %). The results of the dynamic thermomechanical analysis (DMTA) are discussed in reference to structural changes obtained by differential scanning calorimetry (DSC), and they confirm changes in crystalline structure of PLA and its composites induced by cyclic temperature changes and UV light exposure. Scanning electron microscopy (SEM) images showed presence of microcracks and erosion of the PLA and composite surface after the aging process.

PL

Przedstawiono wpływ przyspieszonego starzenia na wybrane właściwości mechaniczne oraz termomechaniczne kompozytów na osnowie polilaktydu (PLA) modyfikowanego rozdrobnionymi łupinami kasztana (CN). Właściwości mechaniczne kompozytów zawierających 2,5–30 % mas. napełniacza naturalnego oceniano w próbie statycznego rozciągania oraz na podstawie pomiarów udarności metodą Dynstat. Zmiany właściwości niemodyfikowanego PLA oraz jego kompozytów odniesiono do właściwości termomechanicznych ocenianych metodą dynamiczno-mechanicznej analizy termicznej (DMTA) oraz różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Zastosowanie wielokryterialnej oceny zmiany właściwości kompozytów, spowodowanej przyspieszonym starzeniem, pozwoliło na stwierdzenie istotnych modyfikacji struktury krystalicznej osnowy polimerowej pod wpływem ekspozycji na światło UV oraz dynamicznych zmian temperatury i wilgotności powietrza. Powierzchnie starzonych próbek materiałowych obserwowano z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM).

Słowa kluczowe

EN

poly(lactic acid); composite; accelerated weathering; waste management; chestnut; mechanical properties

PL

polilaktyd; kompozyt; przyspieszone starzenie; gospodarka odpadami; kasztan; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 64, nr 2
• Strony: 119--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Barczewski Mateusz

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

autor

Andrzejewski Jacek

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

autor

Matykiewicz Danuta

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

autor

Krygier Agnieszka

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

autor

Kloziński Arkadiusz

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

Bibliografia

• [1] Ashori A., Nourbakhsh A.: Waste Management 2010, 30, 680. http://dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2009.08.003
• [2] Adekomaya O., Jamiru T., Sadiku R., Huan Z.: Journal of Reinforced Plastics and Composites 2016, 35, 3. http://dx.doi.org/10.1177/0731684415611974
• [3] Kaymakci A., Ayrilmis N., Ozdemir F., Gulec T.: Journal of Polymers and the Environment 2013, 21, 1135. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-012-0564-9
• [4] Sałasińska K., Ryszkowska J.: Przemysł Chemiczny 2013, 92, 2027.
• [5] Sałasińska K., Ryszkowska J.: Composite Interfaces 2012, 19, 321. http://dx.doi.org/10.1080/15685543.2012.726156
• [6] Zaaba N.F., Ismail H.: Polymer-Plastics Technology and Engineering 2018. http://dx.doi.org/10.1080/03602559.2018.1471720
• [7] Mittal V., Chaudhry A.U., Matsko N.B.: Journal of Applied Polymer Science 2014, 131, 19. http://dx.doi.org/10.1002/app.40816
• [8] Shih Y.-F., Chou M.-Y., Chang W.-C. et al.: Journal of Polymer Research 2017, 24, 209. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-017-1367-4
• [9] Sałasińska K., Osica A., Ryszkowska J.: Polimery 2012, 57, 646. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2012.646
• [10] Hejna A., Formela K., Saeb M.R.: Industrial Crops and Products 2015, 76, 725. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.07.049
• [11] Williams C.K., Hillmyer M.A.: Polymer Reviews 2008, 48, 1. http://dx.doi.org/10.1080/15583720701834133
• [12] Popa M., Pernevan S., Sirghie C. et al.: Journal of Chemistry 2013, 343 068. http://dx.doi.org/10.1155/2013/343068
• [13] Spiridon I., Leluk K., Resmerita A.M., Darie R.N.: Composites: Part B 2015, 69, 342. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.10.006
• [14] Islam M.S., Pickering K.L., Foreman N.J.: Polymer Degradation and Stability 2010, 95, 59. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2009.10.010
• [15] Porfyris A., Vasilakos S., Zotiadis Chr. et al.: Polymer Testing 2018, 68, 315. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2018.04.018
• [16] Azwa Z.N., Yousif B.F., Manalo A.C., Karunasena W.: Materials and Design 2013, 47, 424. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2012.11.025
• [17] Gil-Castell O., Badia J.D., Kittikorn T. et al.: Polymer Degradation and Stability 2016, 132, 87. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d - stab.2016.03.038
• [18] Spiridon I., Darie-Nita R.N., Bele A.: Journal of Cleaner Production 2018, 172, 2567. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.11.154
• [19] Mitchell M.K., Hirt D.E.: Polymer Engineering and Science 2015, 55, 1652. http://dx.doi.org/10.1002/pen.24003
• [20] Fortini A., Mazzanti V.: Journal of Applied Polymer Science 2018, 135, 46 674. http://dx.doi.org/10.1002/app.46674
• [21] Barczewski M., Matykiewicz D., Krygier A. et al.: Journal of Material Cycles and Waste Management 2018, 20, 914. http://dx.doi.org/10.1007/s10163-017-0658-5
• [22] Barczewski M., Mysiukiewicz O.: Polymer-Korea 2018, 42, 267. http://dx.doi.org/10.7317/pk.2018.42.2.267
• [23] Sarasua J.-R., Prud’homme R.E., Wisniewski M. et al.: Macromolecules 1998, 31, 3895. http://dx.doi.org/10.1021/ma971545p
• [24] Zhou Q., Xanthos M.: Polymer Degradation and Stability 2008, 93, 1450. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y md e g r a d -stab.2008.05.014
• [25] Cai H., Dave V., Gross R.A., McCarthy S.P.: Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 1996, 34, 2701. h t t p : / / d x . d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / ( S I C I ) 1 0 9 9 -0488(19961130)34:16<2701::AID-POLB2>3.0.CO;2-S
• [26] Ying Z., Wu D., Zhang M., Qiu Y.: Composite Structures 2017, 176, 1020. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.06.042
• [27] Elsawy M.A., Kim K.-H., Park J.-W., Deep A.: Renewable and Sustainable Energy Reviews 2017, 79, 1346. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.143
• [28] Wei Z., Song P., Zhou C. et al.: Polymer 2013, 54, 3377. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2013.04.027
• [29] Benwood C., Anstey A., Andrzejewski J. et al.: ACS Omega 2018, 3, 4400. http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.8b00129
• [30] Perego G., Cella G.D., Bastioli C.: Journal of Applied Polymer Science 1996, 59, 37. h t t p : / / d x . d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / ( S I C I ) 1 0 9 7 -4628(19960103)59:1<37::AID-APP6>3.0.CO;2-N

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)