The influence of materials dosing order and shear forces on the properties of high density polyethylene/ground tire rubber blends obtained in co-rotating twin screw extruder

• Autorzy: Formela K. , Cysewska M , Haponiuk J.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.324

Warianty tytułu

PL

Wpływ kolejności dozowania surowców oraz sił ścinających na właściwości mieszanin polietylen dużej gęstości/miał gumowy, wytwarzanych przy użyciu współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermoplastic compositions of high density polyethylene (PE-HD) containing 50 wt % ground tire rubber (GTR) were obtained using co-rotating twin screw extruder. The effects of dosing order of raw materials and shear forces generated during intense mixing on the extruder operating parameters, mass flow rate, static mechanical properties (tensile strength, elongation at break, hardness and abrasion resistance), dynamic mechanical properties, thermal properties and morphology of the obtained products were investigated. It was found that, under the studied conditions, the order of raw materials addition and the shear forces (estimated from the rotational speed) affected the changes in screw torque, melt temperature at the exit of the extrusion die and mass flow rate of the produced blend, whereas they had no significant effect on the static mechanical properties. Thermal analysis using DMA, DSC and TG methods showed similar thermal properties of the studied thermoplastic compositions. It was assessed that the surface morphology of the obtained blends also depends on the two factors mentioned above, which can result from the partial plasticization of the plastomer matrix by low-molecular products of ground tire rubber reclaiming.

PL

Kompozycje termoplastyczne polietylenu dużej gęstości (PE-HD) z udziałem 50 % mas. miału gumowego (GTR), wytwarzano przy użyciu współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej. Scharakteryzowano wpływ kolejności dozowania surowców oraz sił ścinających generowanych podczas intensywnego mieszania na parametry pracy wytłaczarki, wartość masowego wskaźnika szybkości płynięcia, statyczne właściwości mechaniczne (wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie przy zerwaniu, twardość, zużycie ścierne), dynamiczne właściwości mechaniczne, właściwości termiczne oraz morfologię uzyskanych produktów. Stwierdzono, że w zastosowanych warunkach kolejność dozowania surowców oraz siły ścinające (ocenione na podstawie szybkości obrotowej) miały wpływ na zmiany momentu obrotowego ślimaków, temperatury stopu na wyjściu z głowicy i masowego wskaźnika szybkości płynięcia wytworzonych kompozycji, natomiast na statyczne właściwości mechaniczne wpłynęły nieznacznie. Analiza termiczna (metodami DMA, DSC, TG) wykazała zbliżony charakter właściwości termicznych badanych kompozycji termoplastycznych. Oceniono, że morfologia powierzchni otrzymywanych kompozycji także zależy od wspomnianych dwóch czynników, co może wynikać z częściowej plastyfikacji plastomeru małocząsteczkowymi produktami regeneracji miału gumowego.

Słowa kluczowe

EN

material recycling; waste rubber; twin-screw extrusion

PL

recykling materiałowy; odpady gumowe; wytłaczanie dwuślimakowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 4
• Strony: 324--332
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Formela K.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Technologii Polimerów, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Cysewska M

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Technologii Polimerów, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Haponiuk J.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Technologii Polimerów, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] „Sprawozdanie z realizacji krajowego planu gospodarki odpadami 2010 za okres od dnia 1 stycznia 2009 r. do dnia 31 grudnia 2010 r.”, Ministerstwo Środowiska, Warszawa, grudzień 2011 r.
• [2] Karger-Kocsis J., Mészáros L., Bárány T.: J. Mater. Sci. 2013, 48, 1, http://dx.doi.org/10.1007/s10853-012-6564-2
• [3] Dubkov K.A., Semikolenov S.V., Ivanov D.P., Babushkin D.E., Panov G.I., Parmon V.N.: Polym. Degrad. Stab. 2012, 97, 1123, http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2012.04.006
• [4] Wang X., Shi C., Zhang L., Zhang Y.: J. Appl. Polym. Sci. 2013, 130, 1845, DOI: 10.1002/app.39253
• [5] Formela K., Cysewska M., Haponiuk J., Stasiek A.: Polimery 2013, 58, 906, http://dx.doi.org/10.14314/polimery. 2013.906
• [6] Karthikeyan S., Sathiskumar C., Moorthy R.S.: J. Sci. Ind. Res. 2012, 71, 309.
• [7] Januszewicz K., Klugmann-Radziemska E.: Przem. Chem. 2012, 91, 108.
• [8] Januszewicz K., Klein M., Klugmann-Radziemska E.: Ecol. Chem. Eng. S. 2012, 19, 451, http://dx.doi.org/10.2478/v10216-011-0035-6
• [9] Scaffaro R., Dintcheva N.T., Nocilla M.A., La Mantia F.P.: Polym. Degrad. Stab. 2005, 90, 281, http://dx.doi.org/ 10.1016/j.polymdegradstab.2005.03.022
• [10] Kowalska E.: Przem. Chem. 2003, 82, 911.
• [11] Formela K., Stankiewicz P., Kołacka K., Piszczyk Ł., Haponiuk J.: Przem. Chem. 2012, 91, 1762.
• [12] Formela K., Haponiuk J., Stankiewicz P., Ryl J., Końska K.: Przem. Chem. 2013, 92, 444.
• [13] Formela K., Haponiuk J., Piszczyk £., Ciecholewska P.: Elastomery 2012, 16, 15.
• [14] Formela K., Haponiuk J.: J. Vinyl Addit. Techn., w druku.
• [15] Korol J., Len¿a J., Burchart-Korol D., Bajer K.: Przem. Chem. 2012, 91, 2196.
• [16] Hacaloglu J., Ersen T., Ertugrul N., Fares M.M., Suzer S.: Eur. Polym. J. 1997, 2, 199, http://dx.doi.org/10.1016-S0014-3057(96)00068-7
• [17] Si H., Chen T., Zhang Y.: J. Appl. Polym. Sci. 2013, 128, 2307, http://dx.doi.org/10.1002/app.38170
• [18] Formela K., Kołacka K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Stasiek A.: Przem. Chem. 2012, 91, 1770.
• [19] Peacock A.J.: „Handbook of polyethylene: structure, properites and applications”, Mercel Dekker Inc., 2000.
• [20] Grigoryeva O., Fainleib A., Tolstov A., Starostenko O., Lievena E., Karger-Kocsis J.: J. Appl. Polymer Sci. 2005, 95, 659, http://dx.doi.org/10.1002/app.21177
• [21] Zhang X., Lu C., Liang M.: J. Polymer Res. 2009, 16, 411, http://dx.doi.org/10.1007/s10965-008-9243-x