Kompozyty WPC : wytwarzanie, przetwórstwo i możliwości zastosowania

Chmielnicki, B.; Konieczny, J.; Flisiak, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Kompozyty WPC : wytwarzanie, przetwórstwo i możliwości zastosowania

Autorzy

Chmielnicki B. , Konieczny J. , Flisiak J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

WPC : composites production, processing and possibility of the application

Języki publikacji

Abstrakty

Kompozyty WPC są materiałami łączącymi zalety tworzyw polimerowych z estetycznym wyglądem naturalnego drewna. Dzięki wprowadzeniu znacznych ilości napełniacza organicznego produkty z nich wykonane mogą być obrabiane za pomocą typowych narzędzi stolarskich, co stanowi znaczne ułatwienie dla użytkowników. Jednocześnie dzięki osnowie polimerowej możliwe jest ich wytwarzanie typowymi metodami stosowanymi w przetwórstwie materiałów termoplastycznych, czyli wytłaczania i wtryskiwania, co wpływa na redukcję kosztu produkcji. W artykule przedstawiono charakterystykę tej grupy materiałów, sposoby ich wytwarzania oraz przetwarzania do postaci gotowego produktu. Zaprezentowano również przykłady wykorzystania kompozytów WPC w różnych gałęziach przemysłu, w szczególności motoryzacji. Ważną część publikacji stanowi analiza wpływu napełniacza organicznego, w szczególności jego postaci geometrycznej i ilości na właściwości fizykomechaniczne finalnego wyrobu.

WPC composites are materials that combine the advantages of plastic with the aesthetic appearance of natural wood. Thanks to the large amount of organic filler, WPC composite products can be machined using ordinary carpenter tools, which make them very easy to work with. At the same time, thanks to the polymer matrix, it is possible to manufacture them by normal methods used in the processing of thermoplastics, in example extrusion and injection molding, which results in lower production costs. The article presents characteristics of this group of materials, methods of their production and processing into finished product. There are also examples of the use of WPC composites in various fields of industry, especially automotive. An important part of the publication is an analysis of the effect of the organic filler, in particular its geometrical form and quantity, on the physicomechanical properties of the final product.

Słowa kluczowe

kompozyty WPC napełniacz organiczny przetwórstwo kompozytów WPC poliolefiny poli(chlorek winylu)

WPC composites organic filler processing of WPC composites polyolefins poly(vinyl chloride)

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników

Czasopismo

Przetwórstwo Tworzyw

Rocznik

2017

Tom

T. 23, Nr 3 (177)

Strony

172--184

Opis fizyczny

Bibliogr. 55 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chmielnicki B.

b.chmielnicki@impib.pl

Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń

autor

Konieczny J.

Katedra Transportu Kolejowego Wydział Transportu Politechniki Śląskiej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Flisiak J.

Wydział Transportu Politechniki Śląskiej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

1. Śleziona J. (red.), Podstawy technologii kompozytów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998
2. Postawa P., Stachowiak T., Szarek A. Badania właściwości kompozytów drewno-polimer metodą DMTA, Kompozyty, 3 (2010)
3. Zajchowski S., Tomaszewska J. Kompozyty polimerowo-drzewne, Teka Kom. Bud. Ekspl. Masz. Elektrotech. Bud. - OL PAN, 2008, 183-188
4. Zajchowski S., Ryszkowska J. Kompozyty polimerowo-drzewne - charakterystyka ogólna oraz ich otrzymywanie z materiałów odpadowych, Polimery 2009, nr 10
5. Łukasik Ł., Jankowski G., Kuciel S., Libner-Kneć A. Kompozytowe profile wielokomorowe na osnowie polichlorku winylu z dodatkiem drewnianych trocin na tarasy i pomosty, Polimery i Kompozyty Konstrukcyjne 2011
6. Sikora R. (red.), Przetwórstwo tworzyw polimerowych, podstawy logiczne, formalne i terminologiczne, Politechnika Lubelska, Lublin 2006
7. Vogt D. (red.), Wood-Plastic-Composites (WPC)-Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe - Märkte in Nordamerika, Japan und Europa mit Schwerpunkt auf Deutschland, nova-Institut GmbH, Hürth 2006
8. Niska K. O., Sain M. Wood-polymer composites, Woodhead publishing in materials, 2008
9. Oniśko W. Nowe generacje tworzyw drzewnych i nowoczesne technologie, Materiały konferencyjne Drewnowizja 2011 ITD SGGW Warszawa 2011 r.
10. Marcovich N. E., Villar M. A. Thermal and Mechanical Characterization of Linear Low-Density Polyethylene/Wood Flour Composites, Journal of Applied Polymer Science 09/2003; 90 (10):2775-2784
11. Królikowski W. Kompozyty konstrukcyjne, Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2012
12. Hachemi R., Belhaneche-Bensemra N., Massardier V. Elaboration and Characterization of Bioblends Based on PVC/PLA, Journal of Applied Polymer Science, 2014, Vol. 131(7)
13. Błędzki A. K., Gorący K., Stańkowska-Walczak D., Mamun A. A., Meljon A., Franciszczak P. Biokompozyty PLA wzmacniane naturalnymi włóknami krótkimi oraz mikrowłóknami z łusek zbożowych, Przetwórstwo Tworzyw 5(155)/19, 471-473
14. Getner E., Steller R., Kuśnierz E., Winciorek N. Właściwości mieszanin poli(kwasu mlekowego) ze skrobią, Przetwórstwo Tworzyw 5(155)/19, 494-498
15. Rogers J., Simonsen J. Interfacial shear strength of wood-plastic composites: a new pullout method using wooden dowels, Journal of Adhesion Science Technology 2005, 19, 975
16. Saputra H., Simonsen J., Li K. Effect of extractives on the flexural properties of wood/plastic composites, Composite Interfaces 2004, 11, 515
17. Wolcott M. P. Presented at the Non-Wood Substitute for Solid Wood Products Conference, Melbourne, Australia, 2003
18. Kim J., Harper D., Taylor A. Effect of Wood Species on the Mechanical and Thermal Properties of Wood-Plastic Composites, Journal of Applied Polymer Science, 2009, Vol. 112(3)
19. Sałasińska K., Ryszkowska J. Stabilność wymiarowa, właściwości fizyczne, mechaniczne i cieplne kompozytów polietylenu dużej gęstości z łupinami orzecha ziemnego, Polimery 2013, 58, nr 6
20. Chmielnicki B., Konieczny J. Właściwości kompozytów WPC o osnowie polietylenowej napełnionych mączką z łupin orzechów, Przetwórstwo Tworzyw, 1(157)/20 (2014) 12-20
21. Zehedi M., Pirayesh H., Khanjanzadeh H., Tabar M. M. Oregano-modified montmorillonite reinforced walnut shell/polypropylene composites, Materials and Design 51 (2013) 803-809
22. Ayrilmis N., Kaymakci A., Ozdemir F. Physical, mechanical, and thermal properties of polypropylene composites filled with walnut shell flour, Journal of Industrial and Engineering Chemistry 19 (2013) 908-914
23. Pirayesh H., Khazaeian A., Tabarsa T. The potential for using walnut (Juglans regia L.) shell as a raw material for wood-based particleboard manufacturing, Composites: Part B 43 (2012) 3276-3280
24. Kuciel S., Kuźniar P., Bogucki R. Kompozyty na osnowie biopoliamidu z mączką łupin orzecha modyfikowane powierzchniowo nanocząstkami srebra, Przetwórstwo Tworzyw 6(162)/20, 507-511
25. Majewska K., Kopytowska J., Łojko R.E., Zadernowski R. Wybrane cechy fizyczne dojrzałych owoców orzecha włoskiego, Acta Agrophysica, 2003, 2(3), 597-609
26. Chand N., Sharma J., Bapat M. N. A New Proposed Model for Dielectric Behavior of PVC/Rice Husk Composites, Journal of Applied Polymer Science, 2012, Vol. 126(3), pp. 1105-1111
27. Tatarkowska D., Tatarkowski Z. Właściwości przetwórcze kompozytów polipropylenowych z napełniaczem w postaci rozdrobnionej słomy ryżowej, Przetwórstwo Tworzyw 6(162)/20, 572-576
28. Franciszczak P., Szmergalska A., Błędzki A. Biochemicznie modyfikowane mikrowłókna z łusek zbożowych do zastosowania w biokompozytach PP, Przetwórstwo Tworzyw 5(155)/19, 490-493
29. Tatarkowski Z., Lewandowska-Kosyl J., Kosyl M. Modyfikacja recyklatu z folii poliamidowo-polietylenowej trawą morską, Przetwórstwo Tworzyw 5(155)/19, 549-553
30. Urbaniak M., Błędzki A. Biokompozyty epoksydowe wzmacniane mikrowłóknami z odpadów zbożowych, Przetwórstwo Tworzyw 5(155)/19, 554-557
31. Zajchowski S., Gozdecki C., Kociszewski M. Badania właściwości fizycznych i mechanicznych kompozytów polimerowo-drzewnych (WPC), Kompozyty (Composites) 5(2005)3
32. Gozdecki C., Kociszewski M., Wilczyński A. Wood-polyethylene composite with industrial wood particles, Forestry and Wood Technology No 71, 2010: 199-202
33. Gozdecki C., Kociszewski M., Wilczyński A., Zajchowski S. Mechanical properties of wood-polymer composites with different polymers, Forestry and Wood Technology No 74, 2011: 82-85
34. Lewandowski K., Zajchowski S., Tomaszewska J. Wpływ temperatury wytłaczania na właściwości kompozytów PVC/drewno, Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2010, 49, 5, 71-72
35. Li D., Li L., Li J. Preliminary study of the effects of EVA coupling agents on properties of wood-plastic composites, Forestry Studies in China, 2010, Vol. 12(2), pp. 90-94
36. Li D., Li J., Hu X., Li L. Effects of ethylene vinyl acetate content on physical and mechanical properties of wood-plastic composites, BioResources, 2012, Vol. 7(3), p. 2916
37. Yin Y. G., Zhong S. Z., Xia C. L. Preparation and properties of plastic-wood composites, Chinese Plastic Industry 2002, 30(6): 20-21,50
38. Woodhams R. T., Law S., Balatinecz J. J. Intensive mixing of wood fibers with thermoplastics for injection-molded composites. In: Wolcott M. P. (ed.) Wood Fiber Polymer Composites: Fundamental Concepts, Processes and Material Options. Forest Products Society, Madison, WI 1993
39. Oksman K., Clemons C. Mechanical properties and morphology of impact modified polypropylene-wood flour composites, Journal of Applied Polymers Science, 67, 1503-1513
40. Wolcott M. P., Englund K. A technology review for woodplastic composites. In: Wolcott M. P., Tichy R. J., Bender D. (eds.) 33rd Int. Particleboard/Composite Mater. Symp. Proc. Washington State University, Pullman, WA 1999
41. Ashori A. Wood-plastic composites as promising green-composites for automotive industries!, Bioresource Technology 99 (2008) 4661-4667
42. Bengtsson M., Gatenholm P., Oksman K. The effect of crosslinking on the properties of polyethylene/wood flour composites, Composites Science and Technology, 2005, Vol. 65(10), pp. 1468-1479
43. Huang S. H., Cortes P., Cantwell W. J. The influence of moisture on the mechanical properties of wood polymer composites, J Mater Sci (2006) 41: 5386-5390
44. Materiały firmy Einwood® http://www.greentins.com/doc/EINWOOD%20Catalog.pdf
45. Bledzki A., Faruk O., Jaszkiewicz A. Cars from renewable materials, Kompozyty 10: 3 (2010) 282-288
46. Chen Y., Sun L., Chiparus O., Negulescu I., Yachmenev V., Warnock M., 2005. Kenaf/ramie composite for automotive headliner. Journal of Polymers and the Environment 13 (2), 107-114
47. Eder A., Carus M. Global trends in wood-plastic composites (WPC), bioplastic MAGAZINE [04/13] vol. 8
48. Materiały firmy POLdeck - www.wpckompozyt.pl
49. Pritchard G. and Hackwell B. (2006) Wood plastics composites in Europe - poised to take off. In Fourth N-Fibre-Base Congress, 27-28 June 2006, Hikth Germany
50. PN-EN ISO 527-1:1998 Tworzywa sztuczne - Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu - Zasady ogólne
51. PN-EN ISO 179-1:2010 Tworzywa sztuczne - Oznaczanie udarności metodą Charpy’ego - Część 1: Nieinstrumentalne badanie udarności
52. Materiały firmy Einwood® http://www.greentins.com/doc/EINWOOD%20Catalog.pdf
53. Materiały portalu Plastech https://www.plastech.pl/wiadomosci/Kompozyty-WPC-i-ich-zastosowanie-w-przemysle-2065
54. Materiały portalu Moulding Blog http://www.themoldingblog.com/2015/11/16/ikea-makes-major-commitment-to-bioplastics/
55. Materiały portalu Bio-Based News http://news.bio-based.eu/fasal-wood-wpc-flexibel-schlagzaeh-bioabbaubar

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-85be6f34-cef1-4932-9c75-6f99a8b2153c