Wpływ obróbki cieplnej na strukturę i właściwości nanokompozytów poliamid 6/nanorurki haloizytowe

• Autorzy: Kelar K. , Mencel K.

Warianty tytułu

EN

Influence of heat treatment on the structure and properties of polyamide 6/halloysite nanotubes nanocomposites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokompozyty poliamidu 6 (PA6) z haloizytowymi nanorurkami (HNT) wytwarzano z użyciem wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej i następnie wtryskiwano próbki do badań, stosując wtryskarkę tłokową. Zawartość HNT w osnowie poliamidowej wynosiła 5% mas. i 10% mas. Obróbkę cieplną niemodyfikowanego PA6 oraz nanokompozytów prowadzono w oleju silikonowym w temp. 150 ± 2°C, wygrzewając próbki przez 3 godziny i następnie chłodzono w ośrodku wygrzewającym z szybkością 0,4 K/min. Na podstawie badań metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) stwierdzono, że w wyniku zastosowanej obróbki cieplnej zwiększyło się uporządkowanie segmentów makrocząsteczek osnowy poliamidowej, co znalazło odzwierciedlenie we właściwościach mechanicznych niemodyfikowanego PA6 oraz badanych nanokompozytów. Wyższa wartość temperatury, w której krystalizacja zachodzi z maksymalną szybkością (T_kr) oraz większa zawartość fazy krystalicznej w kompozytach świadczą o tym, że haloizytowe nanorurki są nukleantami dla osnowy poliamidowej.

EN

The nanocomposites of polyamide 6 (PA6) with halloysite nanotubes (HNT) were prepared by extrusion using co-rotating twin-screw extruder and then the standard test specimens were injection moulded. The content of HNT in the nanocomposites was 5 or 10 weight percent. The heat treatment of unmodified PA6 and nanocomposites was carried out in silicone oil in temp. 150 ± 2°C. The samples were annealed for 3 hours and then cooled at a rate of 4 K/min. Differential scanning calorimetry (DSC) results that annealing caused an increase of crystallinity of polyamide matrix. After an annealing treatment nanocomposite with better mechanical properties was obtained. Halloysite nanotubes in polyamide matrix plays a role as nucleating agent.

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyt; napełniacz; poliamid; nanorurki haloizytowe; obróbka cieplna

EN

nanocomposite; filler; polyamide; halloysite nanotubes; heat treatment

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2014
• Tom: [R.] 20, nr 5 (161)
• Strony: 405--409
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kelar K.

• Politechnika Poznańska, Instytut Technologii Materiałów, Zakład Tworzyw Sztucznych

autor

Mencel K.

• Politechnika Poznańska, Instytut Technologii Materiałów, Zakład Tworzyw Sztucznych

Bibliografia

• [1] Xie S., Zhang S., Wang F., Liu H., Yang M., Influence of annealing treatment on the heat distortion temperature of nylon-6/montmorillonite nanocomposites, Polym. Eng. Sci., 2005, vol. 45, nr 9, s. 1248-1253.
• [2] Kelar K., Modyfikacja polimerów, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 1992.
• [3] Krause B., Schneider C., Boldt R., Weber M., Localization of carbon nanotubes in polyamide 6 blends with non-reactive and reactive rubber, Polymer, 2014, vol. 55, nr 13, s. 3062-3067.
• [4] Li C., Liu J., Qu X., Yang Z., A general approach toward halloysite-based composite nanotubes, J. Appl. Polym. Sci., 2009, vol. 112, nr 3, s. 2647-2655.
• [5] Lecouvet B., Sclavons M., Bourbigot S., Bailly C., Towards scalable production of polyamide 12/halloysite nanocomposites via water-assisted extrusion: mechanical modeling, thermal and fire properties, Polymers for Advanced Technologies, 2014, vol. 25, nr 2, s. 137-151.
• [6] Ning N., Yin Q., Luo F., Zhang Q., Du R., Fu Q., Crystallization behavior and mechanical properties of polypropylene/halloysite composites, Polymer, 2007, vol. 48, nr 25, s. 7374-7384.
• [7] Fouda I. M., Oraby A. H., Opto-thermal properties of fibers: 6. Evaluation of some optical structural parameters obtained due to annealing nylon 6 fiber, Polymer Testing, 1999, vol. 18, nr 4, s. 235-247.
• [8] Hu X., Zhao X., Effects of annealing (solid and melt) on the time evolution of polymorphic structure of PA6/silicate nanocomposites, Polymer, 2004, vol. 45, nr 11, s. 3819-3825.
• [9] Liu X., Wu Q., Phase transition in nylon 6/clay nanocomposites on annealing, Polymer, 2002, vol. 43, no. 6, s.1933-1936.
• [10] Fornes T. D., Paul D. R., Crystallization behavior of nylon 6 nanocomposites, Polymer, 2003, vol. 44, nr 14, s. 3945-3961.
• [11] Żuchowska D., Polimery konstrukcyjne, Warszawa WNT, 2000.
• [12] Kelar K., Technologia wytwarzania części maszyn z poliamidu 6 modyfikowanego nanocząstkami, monografia, N 83-7143-239-9, Poznań 2006.
• [13] Guo B., Zou Q., Lei Y, Du M., Liu M., Jia D., Crystallization behavior of polyamide 6/halloysite nanotubes nanocomposites, Thermochimica Acta, 2009, vol. 484, nr 1-2. s. 48-56.