Kompozyty polimerowo-drzewne polietylenu dużej gęstości z nanokrzemionką zawierającą immobilizowane nanocząstki srebra

• Autorzy: Jeziórska R. , Zielecka M. , Szadkowska A. , Wenda M. , Tokarz L.

Warianty tytułu

EN

Wood filled high density polyethylene composites with nanosilica containing immobilized nanosilver

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Otrzymano kompozyty polimerowo-drzewne polietylenu dużej gęstoości (PE-HD/W) z nanokrzemionką o budowie sferycznej, zawierającą immobilizowane nanocząstki srebra (SGS-Ag). Określono wpływ zawartości nanonapełniacza (10 lub 15 % mas.) oraz wymiarów jego cząstek (30 lub 70 nm) a także dodatku modyfikatora (maleinowanego polietylenu dużej gęstości—MPE-HD) na właściwości użytkowe wytworzonych kompozytów. Oceniano strukturę, statyczne i dynamiczne właściwości mechaniczne oraz odporność cieplną. Stwierdzono, że kompozyty z udziałem nanokrzemionki o wymiarach 70 nm charakteryzują się większą wytrzymałością, modułem sprężystości i udarnością, a te z udziałem cząstek o wymiarach 30 nm wykazują większą sztywność i lepsze właściwości cieplne.

EN

The influence of silica containing immobilized nanosilver (SGS-Ag) (Fig. 1, Table 1) on the structure, thermal (Table 2) and mechanical (Tables 3, 4) properties ofwood-filled high density polyethylene composites (WPC) was investigated. All materials were compounded in a co-rotating twin-screw extruder and then injection molded. The composites were characterized with SEM (Figs. 2, 4, 5) and DSC (Figs. 6, 7) methods. The thermal decomposition was studied by TGA (Figs. 12—14, Table 5). The mechanical properties and heat distortion temperaturewere also determined. The addition of silica in the presence of maleated high density polyethylene (MPE-HD) improves adhesion between the PE-HD andwood fiber. Storage modulus values of prepared composites containing nanosilica measured byDMTAwere sensitive to the microstructure of the nanocomposites (Fig. 8). It was found out, that contents and size of nanosilica particles have great impact on nanocomposites properties. Higher silica contents resulted in higher storage modulus, proving that the material became stiffer. Crystallization rates and crystallinity were found to increase by adding MPE-HD as well as nanosilica. The thermal stability of WPC containing SGS-Ag was better compared to either WPC or neat PE-HD. The gradual enhancement in tensile and flexural strengths of the wood-filled PE-HD composites containing MPE-HD was observed. The addition of silica nanoparticles to the wood-filled PE-HD composites increased tensile and flexural modulus, and impact strength pointing to a synergistic effect arising from the presence of the reinforced PE-HD phase, containing high amounts of the finely dispersed wood fiber.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty polimerowo-drzewne; polietylen dużej gęstości; nanokrzemionka z immobilizowanymi nanocząstkami srebra; nanokompozyty; dyspersja; właściwości mechaniczne; właściwości użytkowe

EN

wood polymer composites; high density polyethylene; nanosilica containing immobilized nanosilver; nanocomposites; dispersion; mechanical properties; functional properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 57, nr 3
• Strony: 192--203
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz.

Twórcy

autor

Jeziórska R.

autor

Zielecka M.

autor

Szadkowska A.

autor

Wenda M.

autor

Tokarz L.

• Instytut Chemii Przemysłowej ul. Rydygiera 8, 01-793Warszawa,

Bibliografia

• 1. Praca zbiorowa: „Kompozyty polimerowe na osnowie recyklatów z włóknami naturalnymi” (red. Kuciel S.), Politechnika Krakowska, Kraków 2010.
• 2. Kuciel S., Liber-Kneæ A., Zajchowski S.: „Kompozyty na osnowie poliolefin”w„Odzysk i recykling materiałów polimerowych” (red. Kijeński J., Błêdzki A. K., Jeziórska R.), Wydawnictwo Naukowe PWN,Warszawa 2011, str. 267—277.
• 3. Clemons C. M., Sabo R. C., Kaland M. L., Hirth K. C.: J. Appl. Sci. 2011, 119, 1398.
• 4. Jeziórska R.: Compos. Interfaces 2009, 16, 49.
• 5. Danyadi L., Móczó J., Pukanszky B.: Composites PartA2010, 41, 199.
• 6. Zajchowski S., Ryszkowska J.: Polimery 2009, 54, 674.
• 7. Ryszkowska J., Sałasińska K.: Polimery 2010, 55, 740.
• 8. Kuciel S., Liber-Kneć A., Zajchowski S.: Polimery 2010, 55, 718.
• 9. Faruk O., Matuana L. M.: Compos. Sci. Technol. 2008, 66, 2073.
• 10. Deka B. K., Maji T. K.: Composites Part A 2011, 42, 686.
• 11. Kord B., Hemmasi A. H., Ghasemi I.:Wood Sci. Technol. 2011, 45, 111.
• 12. Roco M. C.,Wiliams R. S., Alivisatos P.: „Nanotechnology Research Direction”, IWGN Workshop Report, Lyola College in Maryland 1999, www.nano.gov.
• 13. Gołębiewski J., Różański A., Gałęski A.: Polimery 2006, 51, 374.
• 14. Piecyk J.: Tworzywa sztuczne i chemia 2006, 2, 20.
• 15. Praca zbiorowa: „Nanocomposites” (red. Mai Y.W., Yu Z. Z.),Wood Head Publishing, Cambridge 2006.
• 16. Radheshkumar C., Munstedt H.: React. Funct. Polym. 2006, 66, 780.
• 17. Davenas J., Thevenard P., Philippe F., Arnaud M. N.: Biomol. Eng. 2002, 19, 263.
• 18. Damm C., Munstedt H., Rosch A.: J. Mater. Sci. 2007, 42, 6067.
• 19. Damm C., Munstedt H., Rosch A.: Mater. Chem. Phys. 2008, 108, 61.
• 20. Popa M., Pradell T., Crespo D., Calderon-Moreno J. M.: Colloids Surf. A 2007, 303, 184.
• 21. Zielecka M., Bujnowska E., Kêpska B., Wenda M., Piotrowska M.: Prog. Org. Coat. 2011, 72, 193.
• 22. Żakowska Z., Gutarowska B., Piotrowska M.: Polimery 2012, 57, w druku.
• 23. Jeziórska R., Zielecka M., Szadkowska A., ¯akowska Z., Gutarowska B.: J. Biobased. Mater. Bioenerg. 2012, w druku.
• 24. Jeziórska R., Szadkowska A.: „Modyfikatory do recyklingu tworzyw polimerowych” w „Odzysk i recykling materiałów polimerowych” (red. Kijeñski J., Błędzki A. K., Jeziórska R.), Wydawnictwo Naukowe PWN,Warszawa 2011, str. 168—180.
• 25. Zgłosz. pat. P-390 296 (2010).
• 26. Jeziórska R.: Int. Polym. Proc. 2007, 22, 122.
• 27. Saechtling H.: „Tworzywa sztuczne—Poradnik”, WNT,Warszawa 2000.
• 28. Zgłosz. pat. P-395 938 (2011).
• 29. Wunderlich B.: „Macromolecular Physics”, tom I, Academic Press INC, Nowy Jork—Londyn 1973, str. 401—404.
• 30. Galina H.: „Fizykochemia polimerów”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1998, str. 180.
• 31. Jeziórska R., OEwierz-Motysia B., Zielecka M., Studziński M.: Polimery 2009, 54, 727.
• 32. PrzygockiW., Włochowicz A.: „Uporządkowanie makrocząsteczek w polimerach i włóknach”, WNT,Warszawa 2006.
• 33. Benavente R., Perez E., Yazdani-Pedram M., Quijada R.: Polymer 2002, 43, 6821.
• 34. Nitta K. H., Tanaka A.: Polymer 2001, 42, 1219.
• 35. Wunderlich B.: Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 383.
• 36. Ray S. S., Okamoto M.: Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1539.
• 37. Jordens K.,Wilkes G. L., Janzen J., Rohlfing D. C.,Welch M. B.: Polymer 2000, 41, 7175.
• 38. Popli R., Glotin M., Mandelkern L.: J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 1984, 22, 407.
• 39. Cerrada M. L., Benavente R., Perez E.: Macromol. Chem. Phys. 2001, 202, 2686.
• 40. Sinnott K. M.: J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 1965, 3, 945.
• 41. Clas S. D., McFaddin D. F., Russell K. E.: J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 1987, 25, 1057.
• 42. Chow W. S., Mohd Ishak Z. A., Ishiaku U. S., Karger-Kocsis J.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 91, 175.
• 43. He Ch., Liu T., TjiuW. Ch., Sue H. J., Yee A. F.: Macromolecules 2008, 41, 193.