Ocena degradacji elastomerów estrowych na podstawie wskaźnika szybkości płynięcia MFR

• Autorzy: Kwiatkowski K. , Kwiatkowska M.

Warianty tytułu

EN

The assessment of ester elastomers degradaion by melt flow rate (MFR) analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Estrowe elastomery termoplastyczne ze względu na obecność ugrupowań estrowych wykazują dużą wrażliwość na obecność wilgoci podczas przetwórstwa, która może prowadzić do hydrolitycznej degradacji tychże ugrupowań. W efekcie postępująca degradacja powoduje skracanie łańcuchów polimerowych i spadek masy cząsteczkowej, co skutkuje obniżeniem szeregu właściwości fizycznych materiału. Zmniejszenie masy cząsteczkowej może być monitorowane przez oznaczenie wartości lepkości istotnej roztworu polimeru, lecz jest to badanie wymagające odpowiedniej preparatyki i dość uciążliwe ze względu na konieczność użycia szkodliwych rozpuszczalników. Alternatywą może być analiza wskaźnika prędkości płynięcia polimeru (MFR), który wprawdzie nie pozwala na wyznaczenie liczbowej wartości masy cząsteczkowej, ale jest związany z lepkością stopionego polimeru w określonej temperaturze, zatem i z jego masą cząsteczkową, a wzrost wartości MFR świadczy o degradacji materiału polimerowego. Dla potwierdzenia tego założenia w odniesieniu do elastomerów estrowych w pracy zaprezentowano badania MFR dla materiałów o różnej zawartości segmentów estrowych PET, suszonych i niesuszonych, wykonane dla różnej temperatury. Badane materiały miały budowę estrowo-eterowych kopolimerów blokowych (PET-blok-PTMO) i zostały otrzymane metodą reaktywnego mieszania. Wyniki badań MFR jednoznacznie wykazały różnice w stabilności polimeru w podwyższonej temperaturze przez zwiększenie wskaźnika dla materiałów niesuszonych lub przetrzymywanych dłużej w plastomerze. Różnice te były tym większe im większy udział segmentów poliestrowych w kopolimerze. Tym samym uznano, że badanie MFR może być szybkim technologicznym sposobem oceny skuteczności suszenia estrowych elastomerów oraz ich podatności na degradację podczas przetwórstwa oraz efektywności zastosowanych stabilizatorów.

EN

Ester thermoplastic elastomers are characterized by high sensitivity to moisture present in a material during thermal processing. It is due to the presence of ester groups, which may be subjected to hydrolytic degradation. In consequence it leads to shortening of polymer chains and decrease of molecular mass, what causes degradation of material physical properties. Molecular mass decrease can be monitored by measurement of intrinsic viscosity of polymer solution, what is however inconvenient due to laborious preparation and harmful solvents to be used. An alternative for such viscometric techniques seems to be the analysis of melt flow rate index (MFR), that is not useful to determine the concrete value of molecular mass, however it is influenced by the viscosity of polymer melt in a defined temperature, so its molecular mass as well. Thus increase of MFR values could be indirect proof for polymer degradation. In order to confirm this assumption to ester elastomers, MFR studies for materials containing different concentration of ester blocks under different conditions (dried, undried, temperature) have been done and presented here. Studied materials belongs to ether – ester block copolymers (PET-block-PTMO) and were prepared by reactive mixing. Obtained results clearly showed the differences in polymer stability under higher temperature via increase of MFR indexes for undried or preheated for longer time samples. The differences were as larger as higher content of PET segments in copolymer. Based on the results it was confirmed that MFR analysis could be treated as fast technological way to assess an efficiency of ester – based copolymers drying and their susceptibility to degradation during processing as well as the effectiveness of thermal stabilizers used.

Słowa kluczowe

PL

elastomery termoplastyczne; poliestry; degradacja hydrolityczna; MFR

EN

thermoplastic elastomers; polyesters; hydrolytic degradation; MFR

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 5
• Strony: 497--500
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kwiatkowski K.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

autor

Kwiatkowska M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Bibliografia

• [1] Zimmerman H., Kim N. T.: Investigations on thermal and hydrolytic degradation of poly(ethylene terephthalate). Polymer Engineering and Science 20 (1980) 680÷683.
• [2] Hosseini S. S., Taheri S., Zadhoush A., Mehrabani-Zeinabad A.: Hydrolytic degradation of poly(ethylene terephthalate). Journal of Applied Polymer Science 103 (2007) 2304÷2309.
• [3] Sikora R.: Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych. ŻAK Wyd. Eduk. Z. Dobkowskiej, Warszawa (1993).
• [4] Van Krevelen D. W., Te Nijenhuis K.: Properties of polymers. Elsevier, Amsterdam (2009).
• [5] Kwiatkowski K., Rosłaniec Z.: Study of welding of poly(ether-ester) elastomers. Polimery 49 (2004) 268÷274.
• [6] Kwiatkowski K., Kwiatkowska M., Rosłaniec Z.: Nowe tworzywa z poli(tereftalanu etylenu) i jego odpadów. Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej: Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją 12 (2010) 189÷196.
• [7] Kijeński J., Błędzki A., Jeziórska R.: Odzysk i recykling materiałów polimerowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa (2011).
• [8] Sperling L. H.: Introduction to physical polymer science. Wiley, New Jersey (2006).
• [9] Busse W. F.: Mechanical structures in polymer melts. II. Roles of entanglements in viscosity and elastic turbulence. Journal of Polymer Science Part A-2: Polymer Physics 5 (1967) 1261.
• [10] Boenig H. V.: Polyolefins: Structure and properties. Elsevier, Amsterdam (1966).
• [11] Szymczyk A., Rosłaniec Z.: Degradation and stabilization of thermoplastic ether-ester elastomers (TPE-E). Polimery 9 (2006) 627.

Uwagi

PL

Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2009÷2012 jako projekt badawczy nr N N507 461337.