DSC and Two-dimensional Correlation Infrared Spectroscopy Studies of PA6/Montmorillonite Composite Fibres

• Autorzy: Ślusarczyk C. , Biniaś W. , Fabia J. , Biniaś D.

Warianty tytułu

PL

Badania kompozytowych włókien PA6/montmorylonit metodami DSC i dwuwymiarowej spektroskopii korelacyjnej w podczerwieni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The majority of research on polymer/layered silicate nanocomposite (PLSN) has focused on molded bulk materials with very few recent studies reporting on the formation of PLSN fibres. Hence, more research needs to be conducted in this area in order to better understand the formation and properties of PLSN nanofibres. In this paper composite fibres of PA6, and organically modified montmorillonite (MMT) of the type Cloisite 15A , were formed from the melt by means of a laboratory spinning machine. Fibres were extruded from the melt at a temperature of 240 °C and spun at take up velocities of 1200, 860, 460 m/min and extrusion velocity of 26 m/min. For the investigations we selected four kinds of manufactured undrawn filaments with the following compositions (by weight): 100/0, 99/1, 98/2 and 95/5 PA6/MMT. The effect of the MMT filler on PA6 crystalline morphology was examined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), IR microspectrocopy and differential scanning calorimetry (DSC). Because all the types of the fibres studied displayed both α and γ crystals, FTIR spectra were performed in wavenumber regions consisting of characteristic bands of these two polymorphs as well as the Si-O stretching wavenumber region. Analysis of FTIR spectra was performed by means of two-dimensional (2D) correlation spectroscopy. This technique revealed the composition-induced structural changes in the PA6/MMT composite fibres in detail. It was found that the content of montmorillonite in the core is higher than in the skin of the fibre, suggesting that during the formation process of the PA6/MMT composite fibres, montmorillonite was pushed into the fibre core.

PL

Praca przedstawia wyniki badań termicznych i spektroskopowych kompozytowych włókien z mieszaniny poliamidu 6 (PA6) z nanonapełniaczem, którym był organicznie modyfikowanym montmorylonit (MMT) Cloisite 15A. Badano zarówno włókna z czystego PA6 jak również zawierające 1%, 2%, i 5% MMT. Włókna formowano z czterema różnymi prędkościami odbioru: 1200, 860, 460 i 26 m/min. Ponieważ stosowany nanonapełniacz silnie wpływa na tworzenie się różnych odmian polimorficznych struktury krystalicznej PA6, w badaniach spektroskopowych analizowano pasma absorbcyjne charakterystyczne dla odmian krystalicznych α i γ PA6. Obecność montmorylonitu monitorowano obecnością pasma drgań rozciągających Si-O. Do analizy zmian absorbancji pasm w funkcji zwartości MMT zastosowano metodę dwuwymiarowej spektroskopii korelacyjnej w podczerwieni (2D FTIR). Ponadto metodą mikroskopii w podczerwieni zbadano rozkład nanonapełniacza w poprzek osi włókna. Stwierdzono wyższą zawartość MMT w rdzeniu włókna w porównaniu z jego warstwą naskórkową.

Słowa kluczowe

EN

2D correlation IR; polyamide 6; montmorillonite; composite fibres; DSC

PL

korelacja 2D IR; poliamid 6; montmorillonit; włókna kompozytowe; DSC

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 15, no. 5-6 (64)
• Strony: 22--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Ślusarczyk C.

• Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, University of Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biala, Poland

autor

Biniaś W.

• Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, University of Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biala, Poland

autor

Fabia J.

• Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, University of Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biala, Poland

autor

Biniaś D.

• Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, University of Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biala, Poland

Bibliografia

• 1. Shonaike G. O., Advani S. G.; Advanced polymeric materials: structure property relationships, Boca Raton, FL, USA, CRC Press 2003.
• 2. Dębowska M., Rudzińska-Girulska J., Pigłowski J., Suzuki T., Ślusarczyk Cz.; Fibres and Textiles in Eastern Europe Vol. 11(2003) No. 5, p. 120.
• 3. Dębowska M., Pigłowski J., Ślusarczyk Cz., Schmidt P., Rudzińska-Girulska J., Suzuki T., Yu R., Biniaś W.; Fibres and Textiles in Eastern Europe Vol. 13(2005), No. 5 p. 64.
• 4. Giannelis E. P.; Adv. Mater. Vol. 8(1996) p. 29.
• 5. Ibanes C., de Boissieu M., David L., Seguela R.; Polymer Vol. 47(2006) p. 5071.
• 6. Li L., Bellan L. M., Craighead H. G., Frey M. W.; Polymer Vol. 47(2006) p. 6208.
• 7.Kim G-M., Michler G. H., Ania F., Balta Calleja F. J.; Polymer Vol. 48(2007) p. 4814.
• 8. Cho J., Paul D. R.; Polymer Vol. 42(2001) p. 1083.
• 9. Lincoln D. M., Vaia R. A., Wang Z. G., Hsiao B. S., Krishnamoorti R.; Polymer Vol. 42(2001) p. 9975.
• 10. Noda I.; Appl. Spectrosc. Vol. 47(1993) p. 1329.
• 11. Noda I.; Appl. Spectrosc. Vol. 54(2000) p. 994.