Effect of POSS on morphology, thermal and mechanical properties of polyamide 6

• Autorzy: Jeziórska R. , Świerz-Motysia B. , Szadkowska A. , Marciniec B. , Maciejewski H. , Dutkiewicz M. , Leszczyńska I.

Warianty tytułu

PL

Wpływ POSS na strukturę, właściwości cieplne i mechaniczne poliamidu 6

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Polyamide nanocomposites with different octakis(dimethylsiloxy, 3-glycidoxypropyl)octasilsesquioxanes (POSS) contents (0.5, 2, 4 wt. %) were obtained during melt blending. SEM results showed that POSS are uniformly dispersed in polyamide 6 matrix (Fig. 1). FT-IR and DSC analysis indicated that the addition of POSS promotes modifications of the polyamide crystal structure, which consist of the progressive development of a crystals and significant increase in the glass transition temperature, crystallization temperature and the crystallization rate of the polyamide 6 (Figs. 2 and 3, Tab. 1). Tensile tests, performed on dried samples, revealed that strength and elongation at break were appreciably modified by the presence of POSS (Fig. 4, Tab. 2). Compared with the neat polyamide 6, the impact strength of PA 6/POSS composites is enhanced (Tab. 2). Dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) demonstrated that both the storage modulus (G') and relaxation temperatures (Ta, Tb and Tg), especially glass transition temperature (Ta) of the PA6/POSS composites significantly increased (Fig. 5, Tab. 3).

PL

Nanokompozyty poliamidu 6 z różną zawartością oktakis(dimetylosiloksy, 3-glicydoksypropylo)oktasilseskwioksanu (0,5; 2; 4 % mas.) otrzymano w procesie przetwórstwa. Mikrofotografie SEM wykazały równomierny stopień zdyspergowania POSS w osnowie poliamidu 6 (rys. 1). Za pomocą metod FT-IR i DSC stwierdzono, że dodatek POSS modyfikuje strukturę krystaliczną poliamidu, w wyniku utworzenia fazy krystalicznej a następuje istotny wzrost temperatury zeszklenia i krystalizacji oraz szybkości krystalizacji poliamidu 6 (rys. 2 i 3, tab. 1). Ocena właściwości mechanicznych nanokompozytu (wysuszonych próbek) wykazała istotny wpływ POSS na naprężenie i wydłużenie względne przy zerwaniu PA 6/POSS oraz wyraźny wzrost udarności w porównaniu z właściwościami czystego poliamidu (rys. 4, tab. 2). Za pomocą dynamicznej analizy termomechanicznej (DMTA) kompozytów PA 6/POSS stwierdzono znaczący wzrost modułu zachowawczego (G‘) i temperatury przejść relaksacyjnych (Ta, Tb and Tg), a w szczególności temperatury zeszklenia (Ta) (rys. 5, tab. 3).

Słowa kluczowe

EN

polyamide 6; POSS; nanocomposites; dispersion; mechanical properties; thermomechanical properties

PL

poliamid 6; POSS; nanokompozyty; dyspersja; właściwości mechaniczne; właściwości termomechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 56, nr 11-12
• Strony: 809--816
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz.

Twórcy

autor

Jeziórska R.

autor

Świerz-Motysia B.

autor

Szadkowska A.

autor

Marciniec B.

autor

Maciejewski H.

autor

Dutkiewicz M.

autor

Leszczyńska I.

• Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warszawa, Poland,

Bibliografia

• 1. Liu L., Tian M., Zhang W., Zhang L., Mark J.E.: Polymer 2007, 48, 3201.
• 2. Marciniec B.: Przem. Chem. 2010, 89, 1184.
• 3. Joshi M., Butola B.S.: Polymer 2004, 45, 4953.
• 4. Li B., Zhang Y., Wang S., Ji J.: Eur. Polym. J. 2009, 45, 2202.
• 5. Dasari A., Yu Z.Z., Mai Y.W., Cai G., Song H.: Polymer 2009, 50, 1577.
• 6. Zhao F., Bao X., McLauchlin A.R., Gu J., Wan C., Kandasubramanian B.: Appl. Clay Sci. 2010, 47, 249.
• 7. Kim H., Bang Y.H., Choi S.M., Yoon K.H.: Compos. Sci.Technol. 2008, 68, 2739.
• 8. Li G.Z., Wang L., Toghiani H., Daulton T.L., Koyama K., Pittman C.U.: Macromolecules 2001, 34, 8686.
• 9. Dias M.L., Fernades M.J.A.: Polym. Eng. Sci. 2000, 40, 2482.
• 10. Ma J., Qi Z., Hu Y.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 82, 3611.
• 11. Fornes T.D., Yoon P.J., Keskkula H., Paul D.R.: Polymer 2001, 42, 9929.
• 12. Fornes T.D., Paul D.R.: Polymer 2003, 44, 3945.
• 13. Gołębiewski J., Różański A., Gałęski A.: Polimery 2006, 51, 374.
• 14. Pigłowski J., Kiersznowski A., Dołęga J.: Polimery 2006, 51, 704.
• 15. Kelar K., Jurkowski B., Mencel A.: Polimery 2005, 50, 449.
• 16. Cho J.W., Paul D.R.: Polymer 2001, 42, 1083.
• 17. Rong M.Z., Zhang M.Q., Ruan W.H.: Mater. Sci.Technol. 2006, 22, 787.
• 18. Jeziórska R., Klepka T., Paukszta D.: Polimery 2007, 52, 294.
• 19. Fina A., Tabuani D., Fracht A., Camino G.: Polymer 2005, 46, 7855.
• 20. Filho N.L.D., de Aquino H.A., Pires G., Caetano L. : J. Braz. Chem. Soc. 2006, 17, 533.
• 21. Polish Patent Application P-393093 (2010).
• 22. Bureau M.N., Denault J., Cole K.C., Enright G.D.: Polym. Eng. Sci. 2002, 42, 1897.
• 23. Liu L.M., Qi Z.N., Zhu X.G.: J. Appl. Polym. Sci. 1999, 71, 1133.
• 24. Jeziórska R., Zielecka M., Świerz-Motysia B., Studziński M.: Polimery 2009, 54, 727.
• 25. Yuen S.M., Ma C.-C.M., Lin Y.-Y., Kuan H.-C.: Compos. Sci. Technol. 2007, 67, 2564.
• 26. Menard K.P.: “Dynamic mechanical analysis”, CRC Press, Florida, 1999.
• 27. Ray S.S., Okamoto M.: Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1539.