Materiały polimerowe o strukturze komórkowej

• Autorzy: Kozłowski M. , Kozłowska A. , Frąckowiak S.

Warianty tytułu

EN

Cell-structured polymeric materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W części wstępnej artykułu szczegółowo scharakteryzowano na podstawie literatury zależność przebiegu spieniania materiałów polimerowych od ich rodzaju, ze szczególnym uwzględnieniem poliolefin (PE i PP). W ramach prac własnych zbadano proces spieniania odpadów PE-LD oraz PP (liniowego i rozgałęzionego) za pomocą chemicznego poroforu, porównując go ze spienianiem odpowiednich polimerów pierwotnych. Otrzymano także komórkowe kompozyty PP, w których jako napełniacza użyto mączki drzewnej (stosunek masowy napełniacz:polimer = 30:70). Opisano zastosowany układ do wytłaczania spieniającego oraz przebieg termicznego rozkładu poroforu. Określono zależność charakteru powstającej spienionej struktury polimerów i kompozytów od rozmaitych warunków wytłaczania, np. obecności talku jako środka pomocniczego, ciśnienia, szybkości obrotów ślimaka, użycia kalibratora, miejsca pobrania próbki do badań (część zewnętrzna lub środek) bądź wprowadzenia sita spiętrzającego. Przedstawiono krzywe lepkości (zależności lepkości w temp. 190 °C od szybkości odkształcania) polimerów i kompozytów. Porównano wybrane właściwości użytkowe PP oraz jego kompozytów - litych i spienianych - takie jak gęstość, wytrzymałość na zginanie, HDT i przewodnictwo cieplne. W wyniku badań uzyskano materiały porowate o małej gęstości (0,5-0,6 g/cm³) i dobrych właściwościach termoizolacyjnych, nadające się do stosowania przede wszystkim w transporcie i budownictwie.

EN

A detailed description, based on the literature, of the dependence of the foaming process on the type of applied polymeric materials with special reference to polyolefins (PE and PP) was initially presented in the introductory section of this paper. The scope of the work involved comparative studies on the foaming process of waste PE-LD and PP (linear and branched) performed with the aid of chemical foaming medium, and that of particular virgin polymers. Cell composites comprising of PP filled with wood flour (filler-polymer weight ratio = 30:70) were also manufactured. A description of the applied foam extrusion system (Fig. 1) and an evaluation of the thermal decomposition of the blowing agents (Figs. 2 and 3) was made. The dependence of the structure of the polymer and composites obtained in the foaming process on the various reactive extrusion conditions such as the presence of talc as an auxiliary medium, pressure, screw rotational speed, the application of a calibrator, the position of sampling for studies (outer part or middle) or the introduction of foam screen was also determined (Figs. 4-10,13,18-22). The viscosity curves (dependence of viscosity at 190 °C on the strain rate), melt viscosity of the polymers and composites (Figs. 11,14,16) were discussed. Some applicability-related parameters of PP in its bulk and foamed composites such as density, stress, heat distortion temperature (HDT) and thermal conductivity (Figs. 23-25, Table 1) were compared. In the presented studies, porous low-density (0.5-0.6 g/cm³) materials with good heat insulation properties suitable for applications especially in transport and construction were obtained.

Słowa kluczowe

PL

spienianie; polietylen; polipropylen; kompozyty; właściwości użytkowe

EN

foaming; polyethylene; polypropylene; composites; cell structure; application properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 55, nr 10
• Strony: 726--739
• Opis fizyczny: Bibliogr. 52 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kozłowski M.

autor

Kozłowska A.

autor

Frąckowiak S.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• [1] ”How to increase the mechanical recycling of post-consumer plastics", Strategy paper of EUPR, February 2010.
• [2] Kozłowski M.: „Recykling tworzyw sztucznych w Europie”, Oficyna Wyd. Pol. Wrocł., Wrocław 2006.
• [3] Błędzki A. K.: „Recykling materiałów polimerowych”, WNT, Warszawa 1997.
• [4] Kozłowski M.: „Podstawy recyklingu tworzyw sztucznych”, Oficyna Wyd. Poi. Wrocł., Wrocław 1998.
• [5] La Mantia R: „Handbook of plastics recycling”, Rapra, Shrewsbury 2002.
• [6] Balta Calleja F. J., Rosłaniec Z.: „Błock Copolymers”, Marcel Dekker, New York 2000.
• [7] Darie R., Yasile C., Kozlowski M.: Polimery 2006, 51, 656.
• [8] Boczkowska A., Kapuściński J., Puciłowski K., Wojciechowski S.: „Kompozyty”, Oficyna Wyd. Pol. Warsz., Warszawa 2000.
• [9] Friedrich K., Fakirov S., Zhang Z.: „Polymer Composites. From Nano- to Macro-scale”, Springer, New York 2005.
• [10] Shonaike G. O., Advani S. G.: „Advanced Polymeric Materials”, CRC Press, Boca Raton 2003.
• [11] Xanthos M.: „Functional Fillers for Plastics”, 2nd ed., Willey, Weinheim 2010.
• [12] Utracki L. A.: „Clay-Containing Polymer Nanocomposites”, Rapra, Shrewsbury 2004.
• [13] Lee S.-T: „Foam extrusion. Principles and Practice”, CRC Press, Boca Raton 2000.
• [14] Simha R., Xie H.: Polymer Buli. 1998, 40, 329.
• [15] Park C. B., Suh N. P.: Polym. Eng. Sci. 1996, 36, 34.
• [16] Park C. B., Baldwin D. F., Suh N. R: Polym. Eng. Sci. 1995, 35, 432.
• [17] Park C. B., Behravesh A. H., Yenter R. D.: Cellular Polym. 1998, 17, 309.
• [18] Bieliński M.: „Techniki porowania tworzyw termoplastycznych”, Wyd. Uczeln. ATR, Bydgoszcz 2004.
• [19] Błędzki A. K., Faruk O., Kirschling H., Kiihn J., Jaszkiewicz A.: Polimery 2006, 51, 697; 2007, 52, 3.
• [20] Pop-Iliev R.: „Processing integral-skin polyolefin foams in single-charge rotational foam olding”, PhD Dissert., University of Toronto, 2003.
• [21] Collias D. L, Baird D. G., Borggreve R. J. M.: Polymer 1994, 35, 3978.
• [22] Seeler K. A., Kumar V.: J. Reinf. Plast. Comp. 1993, 12, 359.
• [23] Leung S. N., Wong A., Guo Q., Park C. B., Zong J. H.: Chem. Eng. Sci. 2009, 64, 4899.
• [24] Li Y. G., Park C. B., Li H. B., Wang J.: Fluid Phase Equil. 2008, 270, 15.
• [25] Li G., Wang J., Park C. B., Simha R.: J. Polym. Sci., B. Polym. Phys. 2007, 45, 2497.
• [26] Leung S. N., Park C. B., Xu D., Li H., Fenton R. G.: Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 7823.
• [27] Matuana L. M., Park C. B., Balatinecz J. J.: Mym. Eng. Sci. 1998, 38, 1862.
• [28] Ito H., Kumari R., Takatani M., Okamoto T., Hattori H., Fujiyoshi L: Polym. Eng. Sci. 2008, 48, 168.
• [29] Liber-Kneć A., Kuciel S., Dziadur W.: Polimery 2006, 51, 571.
• [30] Migneault S., Koubaa A., Erchiqui F., Chaala A., Englund K., Krause C., Wolcott U.:J. Appl. Polym. Sci. 2008, 110, 1085.
• [31] Basiji F., Safdari V., Nourbakhsh A., Pilla S.: Turk. J. Agric. For. 2010, 34, 1.
• [32] Caraschi J. C., Leao A. L.: J. Mater. Res. 2002, 5, 405.
• [33] Mohanty A. K., Misra M.,Drzal L.T.:J. Polym. Environ. 2002, 10, 19.
• [34] Schirp A., Stender J.: Eur. J. Wood Prod. 2009, DOI 10.1007/ s00107-009-0372-7.
• [35] Bledzki A. K., Faruk 0., Mamun A. A.: Polimery 2008, 53, 120.
• [36] Kozlowski M., Szczurek T., Szczuka J., Gluszko M.: „Tworzywa sztuczne w budowie maszyn. XI Seminarium”, Kraków, 25-28 września 2006, Wyd. P. Krak., 2006, 287.
• [37] Matuana L. M., Li Q.: Cell. Polym. 2001, 20, 115.
• [38] Li Q., Matuana L. M.: J. Appl. Polym. Sci. 2003, 88, 3139.
• [39] Spitael P, Macosco C. W.: Polym. Eng. Sci. 2004, 44, 2090.
• [40] Doroudiani S., Park C. B., Kortschot M. T.: Polym. Eng. Sci. 1998, 38, 1205.
• [41] Rachtanpun P, Selke S. E. M., Matuana L. M.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 93, 364.
• [42] Rachtanpun P, Selke S. E. M., Matuana L. M.: J. Appl. Polym. Sci. 2003, 88, 2842.
• [43] Lee S.-T.: Polym. Eng. Sci. 1993, 33, 418.
• [44] Khorasani M. M., Ghaffarian S. R., Babaie A., Mohammadi N.: J. Cell. Piast. 2010, 46, 173.
• [45] Nam P. H., Maiti P, Okamoto M., Kotaka T., Nakayama T., Takada M., Ohshima M., Usuki A., Hasegawa N., Okamoto H.: Polym. Eng. Sci. 2002, 42, 1907.
• [46] Taki K., Yanagimoto T, Funami E., Okamoto M., Ohshima M.: Polym. Eng. Sci. 2004, 44, 6.
• [47] Antunes M., Velasco J. L, Realinho V., Solorzano E.: Polym. Eng. Sci. 2009, 49, 2400.
• [48] Sikora R.: Polimery 1996, 41, 277, 580, 694.
• [49] Guo G., Rizvi G. M., Park C. B., Lee Y. H.: PPS 21, Leipzig 2005, Recycling Symp., paper nr 3761.
• [50] Michaeli W., Pfannschmidt O., Hbibi-Naini S.: Kunststoffe 2002, 92, 48.
• [51] Colton J. S., Suh N. P.: Polym. Eng. Sci. 1987, 27, 485.
• [52] Kabamba E. T., Rodrigue D.: Polym. Eng. Sci. 2008, 48, 11.