Effect of wood particle size on mechanical properties of industrial wood particle-polyethylene composites

• Autorzy: Gozdecki C. , Zajchowski S. , Kociszewski M. , Wilczyński A. D. , Mirowski J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wymiarów cząstek drzewnych na właściwości mechaniczne kompozytów polietylen/przemysłowe wióry drzewne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Industrial wood particles used for manufacturing three-layers particleboards were employed to prepare wood/PE-LD composites by an injection molding process. The effect of particle size (sieve analysis 0.25-0.5, 0.5-1, 1-2, and 2-4 mm) and of specimen cross-section size (40, 90 and 160 mm²) on the mechanical properties was studied. Both these factors significantly influenced studied properties. The tensile, flexural and impact strengths properties in general increased with increasing particle size while with increasing of specimen cross-section the tensile and flexural moduli increased, and the tensile, flexural and impact strengths decreased.

PL

Przemysłowe wióry drzewne stosowane do produkcji trójwarstwowych płyt wiórowych zostały wykorzystane do wytworzenia metodą wtryskiwania kompozytu PE-LD/drewno (rys. 1, tabela 1). Wióry te charakteryzowały się dużą "smukłością". Mianowicie, stosunek ich długości do grubości (ang. aspect ratio) wynosił ok. 15 w przypadku drobnych wiórów używanych na warstwy zewnętrzne płyt wiórowych i ok. 20 dla dużych wiórów stosowanych na warstwę wewnętrzną takich płyt (tabela 2). Udział masowy składnika drzewnego wynosił 40 %. Zbadano wpływ wielkości wiórów (0,25-0,5, 0,5-1, 1-2 i 2-4 mm wg analizy sitowej), a także wpływ wielkości przekroju poprzecznego (40, 90 i 160 mm²) wtryskiwanych elementów (próbek wiosełkowych) na właściwości mechaniczne kompozytu. Stwierdzono, że obydwa te czynniki wywierają istotny wpływ na wytrzymałości i moduły kompozytu przy rozciąganiu i zginaniu statycznym oraz na jego udarność (tabela 3, rys. 2 i 3). Kompozyt z dużymi wiórami charakteryzuje się mianowicie lepszymi właściwościami niż kompozyt z drobnymi wiórami. Jest to spowodowane faktem, iż duże, bardziej smukłe wióry lepiej orientują się w kierunku osi próbki i efektywniej przejmują siły wewnętrzne z matrycy polimerowej. Moduły sprężystości przy rozciąganiu i zginaniu wyznaczone z zastosowaniem próbek o większych przekrojach są większe, natomiast wytrzymałości na rozciąganie i zginanie oraz udarność są tym mniejsze, im większy jest przekrój próbki. Rozrzuty wyników zawężają się wraz ze zmniejszaniem wymiarów wiórów i zwiększaniem przekroju próbki. Do wyznaczania właściwości mechanicznych kompozytów z dużymi cząstkami drzewnymi wskazane byłoby więc stosowanie próbek o przekroju większym, niż zalecany przez normy przekrój 40 mm².

Słowa kluczowe

EN

industrial wood particle; low-density polyethylene; composites; injection; mechanical properties; molding; wood particle size

PL

przemysłowe wióry drzewne; polietylen małej gęstości; wtryskiwanie; kompozyty; wymiary cząstek drzewnych; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 56, nr 5
• Strony: 375--380
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gozdecki C.

autor

Zajchowski S.

autor

Kociszewski M.

autor

Wilczyński A. D.

autor

Mirowski J.

• Kazimierz Wielki University, Institute of Technology, Chodkiewicza 30, 85-064, Bydgoszcz, Poland.,

Bibliografia

• 1. Zaini M. J., Fuad M. Y. A., Ismail Z., Mansor Z., Mustafah J.: Polym. Int. 1996, 49, 51.
• 2. Lee B. J., McDonald A. G., James B.: Mater. Res. Innovat. 2001, 4, 97.
• 3. Stark N. M., Rowlands R. E.: Wood fiber Sci. 2003, 35, 167.
• 4. Khalil H. P. S. A., Shahnaz S. B. S., Ratnam M. M., Ahmad R, Fuaad N. A. N.: J. Reinforced Plast. Compos. 2006, 25, 1291.
• 5. Salemane M. G., Luyt A. S.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 4173.
• 6. Liber-Knee A., Kuciel S., Dziadur W.: Polimery 2006, 51, 571.
• 7. Migneault S., Koubaa A., Erchiqui R, Chaala A., Englund K., Krause C., Wolcott M.:J. Appl. Polym. Sci. 2008, 110, 1085.
• 8. Cui Y., Lee S., Noruziaan B., Cheung M., Tao J.: Compos. Part A 2008, 39, 655.
• 9. Bouafif H., Koubaa A., Perre P., Clouyier A.: Compos. Part A 2009, 40, 975.
• 10. Steller R., Meissner W.: Polimery 2002, 47, 332.
• 11. Yang H. S., Kim H. J., Park H. J., Lee B. J., Hwang T. S.: Compos. Struct. 2006, 72, 429.
• 12. Kuan C. R, Kuan H. C., Ma C. C. M., Huang C. M.: Compos. Part A 2006, 37, 1696.
• 13. Tasdemir M., Biltekin H., Caneba G. T.: J. Appl. Polym. Sci. 2009, 112, 3095.
• 14. Bledzki A. K., Faruk O.: Appl. Compos. Mater. 2003, 10, 365.
• 15. Kociszewski M., Gozdecki C., Zajchowski S., Patuszyński K.: Inż. Apar. Chem. 2006, 45, 39.
• 16. Wilczyński A., Kociszewski M., Gozdecki C., Zajchowski S.: „7th Global WPC and Natural Fibre Composites Congress and Exhibition”, Kassel, 18-19.06.2008, P16-1-P16-5.