Przygotowanie kompozytów epoksydowych modyfikowanych kopolimerem etylen-bezwodnik maleinowy i nanonapełniaczem oraz badanie ich właściwości mechanicznych

• Autorzy: Okulska-Bożek M. , Płachta B. , Szczerba J. , Piwowarczyk M.

Warianty tytułu

EN

Preparation of epoxy composites modified with poly(ethylene-alt-maleic anhydride) and nanofiller and evaluation of their mechanical properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono modyfikację małocząsteczkowej żywicy epoksydowej Epikote 828 za pomocą kopolimeru etylen-bezwodnik maleinowy Et-MA użytego w ilości 1 lub 2% wag w stosunku do masy żywicy oraz montmorylonitu Cloisite 30B dodanego w ilości 1, 2 lub 3% wag w przeliczeniu na masę czystej żywicy. Sporządzono szereg kompozycji o różnej zawartości modyfikatorów. Kompozycje epoksydowe sieciowano przy użyciu aminowego utwardzacza Z1 (trietyleno-tetraamina) w formach stalowych przez 24 godziny, w temperaturze pokojowej, a następnie w ciągu 3 godzin dosieciowywano je w suszarce, w temp. 80°C. Formy pozwalały na otrzymanie próbek o wymiarach wymaganych przy badaniach właściwości mechanicznych. Oceniono właściwości mechaniczne otrzymanych kompozytów: udarność metodą Charpy'ego, korzystając z aparatu Zwick 5012, odporność na trójpunktowe zginanie i krytyczny współczynnik intensywności naprężeń Kc przy użyciu aparatu Zwick Roell. Określono zależność między ocenianymi właściwościami a składem kompozycji. Zaobserwowano poprawę parametrów mechanicznych w przypadku kompozycji modyfikowanych w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla czystej, utwardzonej żywicy.

EN

The modification of low-molecular weight epoxy resin Epikote 828 was conducted by using 1 and 2% wt of poly(ethylene-alt-maleic anhydride) Et-MA and 1, 2, 3% wt of nanoclay Cloisite 30B. Series of the compositions with various content of these both modifiers were prepared. The epoxy compositions were cured with amine hardener Z1 (triethylenetetraamine) in steel molds during 24 hours at room temperature and then post cured during 3 hours at 80°C. The molds had the required geometries for the mechanical properties measurements. Selected mechanical properties of obtained compositions were evaluated: impact strength by the Charpy method using Zwick 5012 apparatus, bending resistance and resistance to crack propagation using Zwick Roell machine. The relationship between the tested properties and the content of the modifiers in the compositions was discussed. It was observed that the addition of the modifiers resulted in improvement of the mechanical properties of the epoxy resin.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt epoksydowy; kopolimer bezwodnika maleinowego; nanonapełniacz; właściwości mechaniczne

EN

epoxy composite; maleic anhydride copolymer; nanofiller; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 22, Nr 4 (172)
• Strony: 314--321
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Okulska-Bożek M.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Zakład Chemii i Technologii Polimerów, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 27

autor

Płachta B.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Zakład Chemii i Technologii Polimerów, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 27

autor

Szczerba J.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Zakład Chemii i Technologii Polimerów, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 27

autor

Piwowarczyk M.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Zakład Chemii i Technologii Polimerów, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 27

Bibliografia

• 1. Czub P., Bończa-Tomaszewski Z., Penczek P., Pielichowski J.: Chemia i technologia żywic epoksydowych, WNT, Warszawa 2002.
• 2. http://www.prnewswire.com/news-releases/market-research-and-development-forecast-of-chinas-epoxy-resin-industry-2013-2017-188810591.html [stan z dnia 20.05.2016].
• 3. Oleksy M., Oliwa R., Heneczkowski M.: Kompozyty żywicy epoksydowej z modyfikowanymi bentonitami dla potrzeb przemysłu lotniczego, Polimery, 2012, 3, 228.
• 4. Mossety-Leszczak B., Ostyńska P., Dutkiewicz M.: Sieciowanie żywicy epoksydowej Epidian®6 zawierającej reaktywny napełniacz krzemoorganiczny - analiza metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej, Polimery, 2013, 4, 212.
• 5. Bakar M., Okulska-Bożek M., Zygmunt M.: Effect of poly(amic acid) and polyimide on the adhesive strength and fracture toughness of epoxy resin, Materials Science, 2011, 47, 3, 355.
• 6. Wilczek M., Okulska-Bożek M., Cieślak G.: Wpływ dodatku dikwasu zawierającego ugrupowania imidowe na wybrane właściwości żywicy epoksydowej, Przemysł Chemiczny, 2012, 91/9, 1751.
• 7. Bakar M., Kostrzewa M., Okulska-Bożek M., Jacewicz E.: Mechanical and morphological properties of poly-carbonate and montmorillonite filled epoxy hybryd composites, J. Appl. Polym. Sci., 2011, 119, 2, 752.
• 8. Kostrzewa M., Bakar M., Białkowska A., Pawelec Z., Szymańska J.: Wpływ rodzaju poliuretanu na właściwości mechaniczne kompozytu o strukturze IPN na bazie żywicy epoksydowej, Przetwórstwo Tworzyw, 2015, 2, 164.
• 9. Vora R., Trivedi H., Patel C., Guthrie J., Kazlauciunas A., Trivedik M.: Curing of epoxide resin with styrene-maleic anhydride copolymer: a differential scanning calorimetric investigation, High Perform. Polym., 1996, 8, 281.
• 10. Cherdoud-Chihani A., Mouzali M., Abadie M.J.M.: Study of crosslinking AMS/DGEBA System by FTIR, J. Appl. Polym. Sci., 1998, 69, 1167.
• 11. Heba F., Mouzali M., Abadie M.J.M.: Effect of the crosslinking degree on curing kinetics of an epoxy-maleic anhydride styrene copolymer system, J. Appl. Polym. Sci., 1999, 733, 2089.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.