Konstrukcyjne kompozyty polimerowe z napełniaczami węglowymi

Polok-Rubiniec, M.; Włodarczyk-Fligier, A.; Chmielnicki, B.; Jurczyk, S.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Konstrukcyjne kompozyty polimerowe z napełniaczami węglowymi

Autorzy

Polok-Rubiniec M. , Włodarczyk-Fligier A. , Chmielnicki B. , Jurczyk S.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Constructional polymer composites with carbon fillers

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono charakterystykę kompozytów polimerowych z napełniaczami węglowymi. Materiały te są coraz częściej stosowane jako materiały konstrukcyjne, ze względu na swoje ciekawe właściwości, mogą stanowić konkurencję, w niektórych przypadkach nawet dla stali węglowych. W niniejszej pracy skupiono się na charakterystyce stosowanych napełniaczy węglowych: włókna węglowe i nanorurki węglowe, sadza, grafit, grafen, czysty węgiel kamienny i jego odmiany. Przedstawiono ich wpływ na właściwości różnych osnów polimerowych w zależności od zawartości napełniacza oraz możliwości aplikacyjne powstałych kompozytów.

The paper presents the polymer composites with carbon fillers characterization. These materials are more and more often used as construction materials, because of their interesting properties, they can competitive, in some cases even with carbon steels. This paper focuses on the characterization of: carbon fibers, carbon nanotubes, carbon black, graphite, graphene, fine coal and it's varieties as carbon fillers phase. Their influence on the properties of various polymer matrices, depends on the filler content and application possibilities of the obtained composites were presented.

Słowa kluczowe

węgiel kompozyty napełniacze sadza grafit nanorurki węglowe właściwości kompozytów polimerowych

coal polymer composites fillers carbon black graphite carbon nanotube properties of polymer composites

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników

Czasopismo

Przetwórstwo Tworzyw

Rocznik

2018

Tom

T. 24, Nr 5 (185)

Strony

5--14

Opis fizyczny

Bibliogr. 77 poz., rys.

Twórcy

autor

Polok-Rubiniec M.

magdalena.polok@polsl.pl

Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18A, 44-100, Gliwice

autor

Włodarczyk-Fligier A.

Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18A, 44-100, Gliwice

autor

Chmielnicki B.

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

autor

Jurczyk S.

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

Bibliografia

1. Klepka T, "Praca zbiorowa pod red. Klepki T", Nowoczesne materiały polimerowe i ich przetwórstwo, część 1, Politechnika Lubelska, Lublin, 2014, 26-28.
2. Olejnik M., Nankompozyty polimerowe z udziałem montmorylonitu-otrzymywanie, metody oceny, właściwości i zastosowanie, Techniczne Wyroby Włókiennicze, Łódź,2008,67-74.
3. Janik J., Właściwości i struktura kompozytów polipropylen/krzemian warstwowy, Kompozyty (Composite), 2004, 4/10, 2005-2011.
4. Sionkowski G., Kaczmarek H., Polimery z nono cząstkami srebra-wybrane układy-otrzymywanie, właściwości, zastosowanie, Polimery, 2010, 55, 7-8, 545-551.
5. Boczkowska A, Grzesiński G., Kompozyty i techniki ich wytwarzania, OWPW, Warszawa, 2016, 50-56.
6. Stabik J., Rojek M., Suchoń Ł., Chomiak M., Badania właściwości reologicznych poliamidu napełnionego węglem kamiennym, Przetwórstwo Tworzyw, 2011, 6, 521-524.
7. Żuchowska D., Polimery konstrukcyjne, WNT, Warszawa, 2000.
8. Szczepanik M., Stabik J., Przegląd polimerowych materiałów kompozytowych z napełniaczem węglowym, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2008.
9. Boczkowska A, Kapuściński J., Lindermann Z., Kompozyty, OWPW, Warszawa, 2003.
10. Stabik J., Chomiak M., Suchoń L, Dybowska A, Mrowiec K., Chosen manufactured methods of polymeric graded materials with electrical and magnetic properties gradation, Archives of Materials Science and Engineering, 2012, 54,2, 218-226.
11. Żenkiewicz M. i inni, Wybrane właściwości kompozytów polipropylenu z szungitem, Polimery, 2010, 55, 2, 119-126.
12. Chomiak M. Stabik J., Wpływ cząstek węgla kamiennego na twardość i ścieralność polimerowych materiałów gradientowych, Przetwórstwo Tworzyw, 2013, 6,582-591.
13. Majchrzak Z., Lipczyński J., Otrzymywanie i charakterystyka kompozytów polipropylenowych, Polimery, 2007,52,3,190-194.
14. Gnatowski A, Wpływ rodzaju napełniacza na właściwości wybranych mieszanin polimerowych, Kompozyty, 2005, 2, 63-67.
15. Stabik J., Wybrane zagadnienia z reologii uplastycznionych polimerów napełnionych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2004.
16. Kurzydłowski K. J., Boczkowska A, Schmidt J., i inni, Monitorowanie uszkodzeń w kompozytach metodami nieniszczącymi, Polimery, 2005, 50, 4, 255-261.
17. Yui H., Wu G., Sano H., i inni, Morphology and electrical conductivity of injceton-molded polypropylene/carbon black composites with addition of high-density polyethylene, Polymer, 47, 3599-3608.
18. Jurkowska B., Sporządzanie kompozycji polimerowych. Elementy teorii i praktyki, WNT, Warszawa, 1995.
19. Sterzyński T., Śledź I., Jednopolimerowe kompozyty polipropylenowe-wytwarzanie, struktura, właściwości, Polimery, 2007, 52, 6, 443-452.
20. Van Krevelen O. W., Coal-topology, physics, chemisitry constitution, 3rd ed., Elsevier, Amsterdam, London, NY, Tokyo, 1993.
21. Wasilewski P., Budowa i własności węgla kamiennego, Dział Wydawniczy Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1973.
22. Mayer P., Kaczmar J. W., Właściwości i zastosowania włókien węglowych i szklanych, Tworzywa sztuczne i Chemia, 2008, 6,52-56.
23. Fejdyś M., Łandwijt M., Włókna techniczne wzmacniające materiały kompozytowe, Techniczne Wyroby Włókiennicze, 2010, 12-22.
24. Barton J. i inni, Kompozyty, biokompozyty i nanokompozyty polimerowe. Otrzymywanie skład, właściwości i kierunek zastosowań, Chemik, 2014,68,4,280-287.
25. Olejnik M., Nanokompozyty polimerowe - rola nanonododatków, Techniczne Wyroby Włókiennicze, 2008, 25-31.
26. Chłopek J., Kompozyty w medycynie, Kompozyty (Composites), 2001, 1,1, 50-54.
27. Kwiatkowska M. i inni, Otrzymywanie i charakterystyka nanokompozytów polimerowych PBT/nanorurki węglowe,Kompozyty (Composite), 2005, 5, 2, 99-104.
28. Valentini L., Biagotti J., Kenny J.M., Santuci K., Morphological characterization of single-walled carbon nanotubes-PP composites, Composites Science and Technology, 2003, 63, 1149-1153.
29. Sandler J. K.W. i inni, A comparative study of melt spun polyamide-12 fibres reinforced with carbon nanotubes and nanofibers, Polymer, 2004, 45,2001-2004.
30. Lozano K., Barrera E. V, Nanofiber-reinforced thermoplastic composites I. Thermoanalytical and mechanical analyses, Journal of Applied Polymer Science, 2000, 79, l, 125-130.
31. Spitalsky Z., Tasis D., Papagelis K., Galiotis C, Carbon nanotube-polymer composites: Chemistry, processing, mechanical and electrical properties, Progress in Polymer Science, 2010, 35, 357-401.
32. Królikowski W., Rosłaniec Z., Nanokompozyty polimeroue, Kompozyty (Composites), 2004, 4, 9, 3-16.
33. Kacperski M., Nanokompozyty polimerowe, Kompozyty (Composites), 2003,3,7,225-232.
34. Ochelski S., Gotowicki P., Porównanie zdolności pochłaniania energii kompozytów winyloestrowych z epoksydowymi,Biuletyn WAT, LVII, 2, 2008, 7-14.
35. Nazarpour-Farrad H., i inni, Reinforcement of epoxy resin/carbon fiber composites by carboxylated carbon nanotubes: a dynamic mechanical study, Polimery, 2018, 63, 4, 253-263.
36. Shashok Z. S., i inni, Properties of elastomeric compositions with sonicated superfine carbon additives, Polimery, 2017, 62, 10, 728-733.
37. Oliwa R., i inni, Mechanical strength of epoxy/organoclay/carbon fiber hybrid composites, Polimery, 2017, 62, 9,658-665.
38. Soliman E., Kandil U., Taha M. R., Improved strength and toughness of carbon woven fabric composites with functionalized MWCNTs, Materials, 2014, 7, 4640-4657.
39. Abast F. O.., Aabass R. U., Thermo-mechanical behawior of epoxy composite reinforced by carbon and Kevlar fiber, MATEC web of Conferences, 2018, 225, 1-8.
40. Lopez-Barroso J., i inni, Multidimensional nanocomposites of epoxy reinforced with 1D and 2D carbon nanostructures for improve rfacture resistance, Polymers, 2018, 10, 1-19.
41. Manek E., i inni, Thermal sensitivity of carbon nanotube and graphene oxide containing responsive hydrogels, eXPRESS Polymer Letters, 2016, 10, 8, 710-720.
42. Kuciel S., Kufel A, Novel hybrid compositesbased on polypropylene with basalt/carbon fiber, Polimery, 2018, 63, 5, 387-390.
43. Paszkiewicz S., i inni, Improvement of barrierproperties of glycol modified poly(ethylene terephtalate) based nanocomposites containing grapheme derivatives forms, Polimery, 2017, 62, 11-12, 868-874.
44. Ma P-Ch., i inni, Enhanced electrical conductivity of nanocomposites containing hybrid fillers of carbon nanotubes and carbon black, Applied Materials and Interfaces, 2009, 1,5,1090-1096.
45. Valentino O., i inni, Influence of the polymer structure and nanotube concentration on the conductivity and rheological properties of polyethylene/CNT composites, Physica E, 2008, 40, 2440-2445.
46. Zhang W., Dehghani-Sanij A.A., Blackburn R.S., Carbon based conductive polymer composites, Journal of Materials Science, 2007, 42, 3408-3418.
47. Goulis P., i inni, Effect of lignin and CNTs on the properties of melt-spun polymeric fibres, MATEC Web of Conference, 2018, 188, 1-8.
48. Kuciel S., Kuźnia P., Jakubowska P., Properties of composites based on polyamide 10.10 reinforced with carbon fibres, Polimery, 2016, 61, 2, 106-112.
49. Pełech I., i inni, Thermal and mechanical properties of polyamide 12/modifed carbon nanotubes composites prepared via the in situ ring-opening polymerization, Polimery, 2017, 62,2, 101-108.
50. Zapór L., Zagrożenia nanomateriałami w przemyśle tworzyw sztucznych. Zalecenia do oceny i ograniczania ryzyka zawodowego, CIOPPIB, Warszawa, 2013.
51. Frąckowiak S., Kozłowski M., Polimerowe kompozyty elektroprzewodzące jako materiał o potencjale sensorycznym, Polimery, 2010, 55, S, 390-398.
52. Sichel E. K., Carbon black-polymer composites, M. Dekker, New York, 1989.
53. Koszkul J., Wybrane właściwości fizyczne i struktura kompozytów polipropylenu z sadzą, II Konferencja NT, Polimery i kompozyty konstrukcyjne, Ustroń, 1996, 27-32.
54. Beaucage G., i inni, Morphology of polyethylene – carbon black composites, Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physic, 1999, 37,1105-119.
55. Mather P. J., Thomas K.M., Carbon black/high density polyethylene conducting composite materials, Part I, Journal of Materials Science, 1997, 32, 401-407.
56. Brostow W., i inni, Effects of carbon black on tribology of blends of poly(vinylidene fluoride) with irradiated and non-irradiated ultrahigh molecular weight polyethylene, Polymer, 2005, 46, 5058-5064.
57. Flandin L., Hiltner A., Baer E., Interrelationships between electrical and mechanical properties of a carbon black-filled ethylene-octene elastomer, Polymer, 2001, 42, 827-838.
58. Stoyanov H., i inni, Dielectric properties and electric breakdown strength of a subpercolative composite of carbon black in thermoplastic copolymer, Applied Physic Letters, 2009, 94, 232905-1-232905-3.
59. Mather P. J., Thomas K.M., Carbon black/high density polyethylene conducting composite materials, Part II, Journal of Materials Science, 1997, 32, 1711-1715.
60. Ajayan P. M., Schradler L. S., Braun P. V, Nanocomposites science and technology, Wiley-VCH, Verlag, Weinheim, 2003.
61. Królikowski w., Polimerowe materiały specjalne, Wyd. Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1998.
62. Dobrzański L.A., Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. Materiały inżynierskie z podstawami projektowania materiałowego. WNT, Gliwice-Warszawa, 2002.
63. Kalatizidou K, Fukushima H., Drzal L. T., Multifunctional polypropylene composites produced by incorporation of exfoliated graphite nanoplatelets, Carbon, 2007, 45,1446-1452.
64. Żenkiewicz M., i inni, Selected electrical and thermal properties of polylactide/graphite composites, Polimery, 2011, 56, 6, 489-493.
65.Jeziórska R., Klepka T., Paukszta D., Polycarbonate/maleic anhydride grafted polyethylene/graphite composites,Polimery, 2007, 52, 4, 294-298.
66. Żenkiewicz M., Richert J., Processing and mechanical properties of poly(-caprolactone)/graphite composites, Polimery, 2013, 58, 3, 224-227.
67. Siepracka B., Szumniak J., Stawarz S., Modyfikacje dyspersja teflonową kompozytów z różną osonową, Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konfrencje, Wrocław, 2003, 25, 689-693.
68. Kędzierski M., i inni, Craphite oxide as an intumescent flame retardant for polystyrene, Polimery, 2012, 57, 5, 347-353.
69. Sałacińska A., Analiza wpływu grafenu na właściwości kompozytów węglowo-epoksydowych, Prace Instytutu Lotnictwa, Warszawa, 2016, 3, 244, 135-144.
70. Gao Y., Craphene and polymer composites for supercapacitor applications: a review, Geo Nannoscale Research Letters, 2017, 12:387, 1-17.
71. Cai D., Song M., Recet advance in functionalized graphene/polimer nanocomposites, Journal of Materials Chemistry, 2010, 20, 7906-7915.
72. Bieliński D. M., Dobrowolski O. Ślusarski L., Dyspersja napełniacza matrycy w kauczuku. Cz. II. Metody ocena stopnia dyspersji, Polimery, 2007, 52,9, 640-647.
73. Steller R., Iwko J., Modelowanie procesu uplastyczniania tworzyw polimerowych podczas wtryskiwania. Cz. I. Założenie modelu i transport paliwa stałego, Polimery, 2008, 53, 11-12, 834-840.
74. Kurzeja L., Hennek K., Rojek M., Stabik J., Badanie ciepłoodporności kompozycji epoksydowo-węglowych, Materiały konferencyjne NT, Polimery i kompozyty konstrukcyjne, Kozubnik, 1995, 213-217.
75. Kumanek B., Kompozyty polimerowe z napełniaczami antracytowymi o różnym stopniu uporządkowania struktury, Streszczenie rozprawy doktorskiej, Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN.
76. Wei Z., i inni, Comprehensive technical support for highquality anthracite production: A case study in the XinqiaoCoal Mine, Yongxia Mining Area, China, Minerals, 2015, 5,4, 919-935.
77. Pusz S. i inni, The influence of structural order of anthracite fillers on the curing behavior, morphology, and dynamic mechanical thermal properties of epoxy composites,Polymer Composites, 2015, 336-347.

Uwagi

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

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-93d19fa0-335c-42e0-bc71-8d045cc74b72