Wpływ wypełniacza z recyklatu poliestrowo-szklanego na właściwości mechaniczne laminatów

• Autorzy: Rutecka M. , Kozioł M. , Myalski J.

Warianty tytułu

EN

Influence of polyester-glass fiber recyclate filler on mechanical properties of laminates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań była ocena możliwości wykorzystania recyklatu poliestrowo-szklanego jako wypełniacza osnowy polimerowej materiałów kompozytowych, będąca jednocześnie metodą utylizacji tych odpadów. Praca ta jest kontynuacją badań dotyczących wpływu wypełniacza z recyklatu na właściwości wytrzymałościowe materiałów kompozytowych z osnową epoksydową. Odpady kompozytów poliestrowo-szklanych rozdrobniono do wielkości cząstek poniżej 0,3 mm. Recyklat stanowił frakcję proszkową i był mieszaniną cząstek żywicy poliestrowej, drobnych włókien szklanych oraz aglomeratów cząstek kompozytu. Rozdrobnione odpady dodano do żywicy stanowiącej osnowę laminatów. Wykonano laminaty składające się z 10 warstw tkaniny szklanej, o gramaturze 380 g/m2 i żywicy poliestrowej Estromal 14.LM-01, do których dodano 4, 10 lub 20% wag. rozdrobnionych odpadów (rys. rys. 1, 2). Dla porównania wykonano 10-warstwowy laminat bez dodatku recyklatu. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych wykonanych laminatów. Wyznaczono wartości wytrzymałości na zginanie, modułu zginania, udarności, wytrzymałości na ścinanie oraz wytrzymałości na rozciąganie (rys. rys. 3-6, 8). Przeprowadzone badania wykazały, że wykorzystanie recyklatu jako wypełniacza nie powoduje znacznych zmian badanych właściwości. Wykazano, że na wartości tych właściwości praktycznie nie ma wpływu zawartość recyklatu. Niekorzystny wpływ większej ilości recyklatu można stwierdzić jedynie w przypadku wytrzymałości na rozciąganie. Optymalne wyniki zarówno pod względem właściwości wytrzymałościowych, jak i ilości użytej żywicy osiągnął laminat z dodatkiem 4% recyklatu. Dodanie rozdrobnionych odpadów powyżej 4% wag. powoduje konieczność stosowania większej ilości mieszaniny żywicy poliestrowej i recyklatu do przesycenia kompozytu, co zwiększa koszt wyrobu. Praca ta, będąca kontynuacją prac związanych z recyklingiem laminatów poliestrowo-szklanych, pozwoliła na porównanie wyników badań dla dwóch typów zastosowanych osnów (tab. 1). Na podstawie badań można stwierdzić, iż korzystniejsze jest wykorzystywanie jako osnowy żywicy, która jest również jednym ze składników recyklatu, gdyż w tym przypadku wypełniacz praktycznie nie ma wpływu na zmianę właściwości mechanicznych. Wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że recyklat poliestrowo-szklany o małej granulacji można wykorzystać jako wypełniacz osnowy polimerowej do produkcji mniej odpowiedzialnych elementów kompozytowych.

EN

The purpose of this project was to estimate the possibility of using polyester-glass fiber recyclate as a filler of polymer matrix in composites. This work is a continuation of researches concerning influence of recyclate on mechanical properties on composites with epoxy as a matrix. Using the recyclate as a filler would be also one of the way of polymer composites utilization. The composites wastes were grinded to size below 0.3 mm. Recyclate obtained after grinding was a powder fraction and was a mixture of cured polyester resin particles, glass fibers and agglomerates of composites particles. The polyester--glass fiber recyclate was added to the resin, which was used as a matrix in laminates. Ten layers laminates consisted of polyester resin Estromal 14.LM-01 and glass fabric, with addition of 4,10 and 20%wt. of recyclate were made (Figs. 1, 2). A ten layers laminate with no addition of recyclate was made as a comparable material (standard sample). The results of the mechanical properties of the laminates with the recyclate have been presented (Figs. 3-6, 8). The values of bending strength, flexural modulus, impact strength, shear strength and tensile strength for the laminates were evaluated and compared with analogical properties appointed for standard sample. The results of investigation have shown that using of polymer composites wastes as a filler, do not lead to serious loss of the measured properties. It has been shown that content of the recyclate practically do not have influence on studied mechanical properties. Disadvantageous influence of greater volume of recyclate has been found only for tensile strength. The optimal properties were achieved for the laminate with addition of 4% wt. of recyclate. Addition of recyclate over 4%wt. require using more mixture of recylate and resin to impregnate the laminates, what significantly rise product's cost. This paper is a continuation of previous work concerning polyester-glass fiber laminates utilization, therefore it allows to compare mechanical properties of laminates with two different types of matrix (Table 1). It has been proved that it is much favourable using resin which is one of recyclate components, since in this case the filler do not practically have influence studied properties. In conclusion, the results of the investigations allow to affirm, that the polymer composites waste of small granulation can be used as a filler in production of new composites, being also one of the way of duroplasts utilization.

Słowa kluczowe

PL

recykling materiałowy; kompozyt z osnową polimerową; recyklat poliestrowo-szklany

EN

material recycling; polymer composite; polyester-glass fiber recyclate

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 4
• Strony: 41--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rutecka M.

autor

Kozioł M.

autor

Myalski J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Wladarz M., Gospodarka odpadami, Warszawa 2003.
• [2] Bellman K., Khare A., Technovation 1999, 19, 721-734.
• [3] Błędzki A.K., Orth P., Tappe P., Rink M., Pawlaczyk K., Polimery 1999, 44, 4, 275-281.
• [4] Kowalska E., Wielgosz Z., Bartczak T., Polimery 2002, 2, 110-116.
• [5] Błędzki A.K., Recykling materiałów polimerowych, WNT, Warszawa 1997.
• [6] Myalski J., Śleziona J., VII Seminarium Naukowe, Katowice 1999, 377-382.
• [7] Hyla L, Myalski J., Polimery 1998,10, 630-636.
• [8] Nowaczek W., Polimery 1999, 11-12, 758-764.
• [9] Pełka J., Kowalska E., Polimery 2001, 3, 201.
• [10] Pickering S.J., Kelly R.M., Kennerley J.R., Rudd C.D. Fenwick, N.J., Composites Science and Technology 2000, 60, 509-523.
• [11] Buggy M., Farragher L., Madden W., Journal of Materials Processing Technology 1995, 55, 448-456.
• [12] Rutecka M., Kozioł M., Myalski J., Kompozyty (Composites) 2005, 5, 2, 68-73.
• [13] Kennerley J.R., Pickering S.J., Kelly R.M., Rudd C.D., Fenwick N.J., Composites Part A 1998, 29A, 829-845.