Thermal characterization of polymer composites with nanocrystalline maghemite

• Autorzy: Maryniak M. , Guskos N. , Typek J. , Petridis D. , Szymczyk A. , Guskos A. , Goracy K. , Rosłaniec Z. , Kwiatkowska M.

Warianty tytułu

PL

Termiczna charakterystyka kompozytów polimerowych zawierających nanokrystaliczny maghemit

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Samples of multiblock poly(ether-ester) copolymer doped with magnetic ?-Fe2O3 nanoparticles (at small concentrations of 0.1 wt. % and 0.3 wt. %) have been investigated by DSC method to study the melting and crystallization behavior. Two forms of magnetic ?-Fe2O3 nanoparticle filler were used: solid-state grains and a suspension of ?-Fe2O3 with palmitic acid in toluene. Application of the solid filler caused formation of agglomerates of size of about 20?m while in the suspension form separate nanoparticles were in the range 10-20nm. The thermal and thermo-oxidative stability of composites was analyzed by conventional TGA analysis. The DSC results showed that crystallization and, to a smaller extent, melting, were considerably affected by the introduction of magnetic nanoparticles. The main influence is a shift in the crystallisation temperature up to 20° and melting/glass transition shift up to 6°. Thermogravimetric analysis showed significant enhancement of thermal and thermo- oxidative stability of the composites with respect to pure PEE. The dependence of thermal parameters on the concentration of magnetic filler has shown that the largest agglomerates produced the biggest change in all thermal parameters.

PL

Próbki multiblokowego kopolimeru eterowo-estrowego (PEE) domieszkowano magnetycznymi nanocząstkami ?-Fe2O3 (w ilości 0,1 % mas. lub 0,3 % mas.). Zastosowano dwie postacie napełniacza, mianowicie ziarna polikrystaliczne (tworzące aglomeraty o wymiarze ok. 20?m) lub zawiesiny nanocząstek ?-Fe2O3 w otoczce kwasu palmitynowego w toluenie (wymiar ok. 20nm). Metodą DSC zbadano wpływ tego nanonapełniacza na zjawiska topnienia i krystalizacji uzyskanych kompozytów (tabela 1, rys. 1) a do oceny stabilności termicznej i termooksydacyjnej wykorzystano analizę termograwimetryczną TGA (tabela 2, rys. 2, 3). Stwierdzono, że proces krystalizacji i, w mniejszym stopniu, także topnienia zostały znacznie zmodyfikowane przez obecne w kompozycie nanocząstki magnetyczne. Głównym efektem domieszkowania było podwyższenie temperatury krystalizacji aż o 20° i przesunięcie temperatury przemiany topnienia/zeszklenia o 6°. Analiza TGA wykazała istotniejszy wzrost stabilności termicznej i termooksydacyjnej kompozytów niż niemodyfikowanego PEE, przy czym wzrost ten jest tym wyraźniejszy im większe są aglomeraty.

Słowa kluczowe

EN

magnetic nanoparticles; poly(ether-ester) multiblock copolymer; thermal transition; temperature; thermostability

PL

nanocząstki magnetyczne; kopolimer multiblokowy eterowo-estrowy; przemiany termiczne; temperatura; termostabilność

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 54, nr 7-8
• Strony: 546--551
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Maryniak M.

autor

Guskos N.

autor

Typek J.

autor

Petridis D.

autor

Szymczyk A.

autor

Guskos A.

autor

Goracy K.

autor

Rosłaniec Z.

autor

Kwiatkowska M.

• West Pomeranian University of Technology, Institute of Physics, Al. Piastów 48, 70-311 Szczecin, Poland,

Bibliografia

• 1. Speliotis D. E.: J. Magn. Magn. Mater, 1999,193,2
• 2. Troc E., Ezzir A., Cherkaoui R., Chaneac C., NOJ M., Kachkachi H., Fiorani D., Testa A. M., Grem J. M., Jolivet J. R: J. Magn. Magn Mater. 2000,221,
• 3. Chen X., Kleemann W., Petracic O., Sichelschmid Cardoso S., Freitas R R: Phys. Rev. B 2003,68,054
• 4. Xiaotun Y., Lingge X., Choon N. S., Hardy C. S Nanotechnology 2003,14, 624.
• 5. Wilson J. Lv Poddar R, Frey N. A., Mohomec Harmon J. R, Kotha S., Wachsmuth J.: J. Appl. l 2003, 95,1439.
• 6. Dutta R, Manivannan A., Sechra M. S., Shah N., Huffman G. R: Phys. Rev. B 2004, 70,174428.
• 7. Koksharov Yu. A., Gubin S. R, Kosobudsky I. D., Yurkov G. Yu., Pankratov D. A., Ponomarenko L. A., Mikheev M. G., Beltran M., Khodorkovsky Y, Tishin A. M.: Phys. Rev. B 2001, 63, 012407.
• 8. Koksharov Yu. A., Pankratov D. A., Gubin S. R, Kosobudsky L D., Beltran M., Khodorkovsky Y, Tishin A. M.: J. Appl Phys. 2001, 89,2293.
• 9. Hsieh C. T., Lue J. T.: Eur. Phys. J. B 2003, 35, 337.
• 10. Guskos N., Anagnostakis E. A., Likodimos V., Typek J., Narkiewicz U.: J. Appl. Phys. 2005, 97, 0204304.
• 11. Guskos N., Typek J., Maryniak M., Roslaniec Z., Petridis D., Kwiatkowska M.: Mater. Sci. 2005, 23, 971.
• 12. Guskos N., Likodimos V., Glenis S., Typek J., Maryniak M., Roslaniec Z., Baran M., Szymczak R., Petridis D., Kwiatkowska M.: J. Appl Phys. 2006, 99, 084307.
• 13. Majszczyk J., Guskos N., Typek J., Likodimos V., Maryniak M., Rosłaniec Z., Kwiatkowska M., Petridis D.: J. Non-Cryst. Solids 2006, 352,4279.
• 14. Jose S., Thomas P. S., Thomas S., Karger-Kocsis J.: Polymer 2006,47, 6328.
• 15. Hsiao K. J., Lee S. R, Kong D. C., Chen R L.: J. Appl Poi. Sci. 2006,102,1008.
• 16. Clayton L. M., Gerasimov T. G., Cinke M., Meyyap-pan M., Harmon J. R: Nanosci J. Nanotech. 2006, 6, 2520.
• 17. Barcikowski S., Hustedt M., Chichkov B.: Polimery 2008, 53, 657.
• 18. Dimitry O. I. H., Sayed W. M., Mazroua A. M., Saad A. L. G.: Polimery 2009, 54, 8.
• 19. Rosłaniec Z., Broza G., Schulze K.: Compos. Interface 2003,10, 95.
• 20. Szymczyk A., Ezaurra T. A., Rosłaniec Z.: J. Macromol Sci. Phys. B 2001, 40, 667.
• 21. Bourlinos A. B., Simopoulos A., Petridis D.: Chem. Mater. 2002,14, 3226.
• 22. Mehta A., Gaur U., Wunderlich B.: J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 1978,16,289.
• 23. Rosłaniec Z.: "Handbook of Condensation Elastomers", Wiley-VCH Weinheim 2005, Chapter 3, pp. 77—116.
• 24. Adams R. K., Hoeschele G. K., Witsiepe W. K.: in "Thermoplastic Elastomers" (Ed. Holden G., Kricheldorf H. R., Quirk R. R), 3rd Edition, Hanser, Munich 2004, Chapter 8, pp. 183—216.
• 25. Kim J. Y, Park H. S., Kim S. H.: Polymer 2006, 47, 1379.
• 26. Szymczyk A., Rosłaniec Z.: Polimery 2006, 51, 627.