Kompozyty przekładkowe z odpadowych poliolefin i włókien roślinnych

• Autorzy: Meissner W. , Steller R. , Kędziora G.

Warianty tytułu

EN

Sandwich composites from waste polyolefins and plant fibres

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono niektóre problemy związane z otrzymywaniem oraz oceną właściwości kompozytów przekładkowych opartych na odpadowym polietylenie małej gęstości i polipropylenie. W kompozytach tych rdzeń stanowi polimer spieniony, natomiast okładziny ten sam polimer napełniany włóknami lnu. W pracy omówiono wyniki badań właściwości fizykochemicznych (np. gęstość, chłonność wody), mechanicznych (np. próby rozciągania, zginania i pełzania), reologicznych (wskaźnik szybkości płynięcia) oraz termicznych (temperatura Vicata, indeks tlenowy) zarówno kompozytów "rdzeniowych" oraz "okładzinowych", jak i otrzymanych z nich kompozytów przekładkowych. Kompozyty rdzeniowe i okładzinowe otrzymywano metodą walcowania w temperaturze poniżej 175°C, stosując dodatek 8-10% bromowego antypirenu oraz 2-4% azodikarbonamidu jako poroforu (kompozyty rdzeniowe) lub 10-30% krótkich (4 mm) włókien lnu jako wzmocnienia (kompozyty okładzinowe). Próbki w formie płytek służące do badań oraz przygotowania kompozytów przekładkowych wykonywano metodą prasowania w temperaturach podobnych jak przy walcowaniu, natomiast spienianie prowadzono powyżej 200°C. Stwierdzono spadek płynności i wzrost gęstości kompozytów okładzinowych ze wzrostem zawartości włókien, czemu towarzyszy przejściowe pogorszenie właściwości mechanicznych przy mniejszym dodatku włókien lnu. Płynność kompozytów rdzeniowych maleje ze wzrostem udziału środka spieniającego. Właściwości kompozytów przekładkowych mają charakter anizotropowy i odzwierciedlają tylko częściowo właściwości warstw składowych. W szczególności różna podatność pełzania w kierunku równoległym i prostopadłym do warstw maleje ze wzrostem udziału włókien w okładzinach.

EN

Some problems connected with preparation and properties of sandwich composites based on waste low density polyethylene and polypropylene with addition of bromine flame retardants in amount od 8-10% are presented. The composites consist of internal layer (core) created from PE-LD or PP and foamed with 2-4% of azodikarbonamide and of two external layers (claddings) created from the same polymers but filled with 10-30% of short (4 mm) flax fibre. Layer compositions were prepared by means of two-roll-mill at temperatures below 175°C to prevent the flowing agent decomposition or fibre degradation. Compositions were pressure moulded at similar temperatures to obtain samples in form of plates of ca. 2 mm thickness, which were used for investigations and for preparation of sandwich composites. Core layer foaming (separately and in composites) was done by compression moulding at temperatures above 200°C. Physicochemical (density, water uptake), mechanical (tensile, flexural and creep tests), rheological (melt flow rate) and thermal (oxygen index, Vicat temperature) properties were measured. I was found that cladding density increases with increasing content of fibre in composition and the polypropylene core has a better foamability in comparison with polyethylene core. These factors affect in the similar way the densities of sandwich composites. Flowability (MFR) measurements performed only for the layer compositions have shown that MFR decreases if the fibre content in composition becomes higher. It was also found that foaming agent lowers MFR, which is probably due to polymer cross-linking caused by radicals from foaming agent decomposition (PE-LD) or very fine dispergation of gas phase (PP). Flexural tests for PE-LD show that at low fibre content in cladding the rigidity of composites decreases, and then it increases with higher fibre content. In tensile tests performed for PP composites surprisingly low tensile strengths for sandwich composites were measured. They are comparable with core strengths, which are ca. 10 times lower than the strengths of claddings. It can be a sign of very specific stress distribution in sandwich composites. Creep tests demonstrate that the composite compliance depends on loading direction with respect to layers that reflects the composite anisotropy. Composites with higher fibre content have a lower compliance for both loading directions.

Słowa kluczowe

PL

polietylen; polipropylen; spienianie; kompozyty przekładkowe; właściwości

EN

polyethylene; polypropylene; foaming; properties; sandwich composites

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 7, nr 3
• Strony: 135--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Meissner W.

autor

Steller R.

autor

Kędziora G.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, Zakład Inżynierii i Technologii Polimerów, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Recycling von Kunststoffen, G. Menges, W. Michaeli, Hanser, München 1992.
• [2] Wood and natural fibre composites, eds. A.K. Błędzki, V.E. Sperber, PPH Zapol, Szczecin-Kassel 2005.
• [3] Steller R., Rheological behavior of polymer melts with natural fibers, J. Appl. Polym. Sci. 2005, 97, 1401-1409.
• [4] Shenoy A.V., Rheology of filled polymer systems, Kluwer, Dordrecht 1999.
• [5] Steller R., Reologiczne właściwości stopionych polimerów podczas spieniania, Mat. Konf. Nowe kierunki zastosowań i modyfikacji tworzyw sztucznych, Rydzyna 1995, 179-184.
• [6] Han CD., Multiphase flow in polymer processing, Academic Press, New York 1981.
• [7] Rado R., Reakcje polimerów inicjowane przez nadtlenki, WNT, Warszawa 1974.
• [8] Carreau P.J, De Kee D.C.R., Chabra R.P., Rheology of polymeric systems, Hanser, Munich 1997.
• [9] Steller R., Meissner W., Mechaniczne i reologiczne właściwości kompozycji polietylenu z włóknami roślinnymi, Polimery 2002, 47, 332-338.