Influence of compounding processes and fibre length on the mechanical properties of abaca fibre-polypropylene composites

• Autorzy: Bledzki A. K. , Faruk O. , Mamun A. A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ sposobu łączenia składników i długości włókien na właściwości mechaniczne kompozytów włókno manila/polipropylen

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Abaca fibre reinforced polypropylene composites containing 30 wt.% of fibre content have been prepared with different fibre lengths (5, 25 and 40mm), and the structure and mechanical properties have been evaluated. Influence of compounding processes (mixer-injection molding, mixer-compression molding and direct compression molding process) on the structure, tensile, flexural and Charpy impact properties were investigated. It is observed that, with the increasing fibre length (5mm to 40mm), the tensile and flexural properties are showing an increasing tendency but not significantly. Due to the addition of coupling agent, maleated polypropylene (MAH-PP), the tensile and flexural properties increased around 50% of maximum. Among three different processes compared, the mixer-injection molding process showed better mechanical performance (tensile strength is around 90% higher) than the other processes, except notched Charpy impact strength. Compression molding (direct) process showed higher (around 170%) notched Charpy impact strength, in comparison to other processes and with MAH-PP, it was increased 50% nearly. The mixer-injection molding process exhibited significantly higher odour concentration of the composites compared to the other processes.

PL

Przygotowano kompozyty polipropylenu (PP) wzmocnionego włóknami manila (30% mas.) o trzech różnych długościach (5, 25 lub 40mm) stosując trzy sposoby łączenia składników (mieszanie-wtryskiwanie, mieszanie-wytłaczanie, bezpośrednie wytłaczanie). Oceniano także wpływ na strukturę i właściwości kompozytów użycia jako kompatybilizatora kopolimeru bezwodnik maleinowy-polipropylen. Za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) badano morfologię otrzymanych kompozytów (rys. 1-3). Wyznaczono także ich właściwości mechaniczne (moduł sprężystości i wytrzymałość na rozciąganie, moduł sprężystości i wytrzymałość na zginanie, udarność Charpy'ego oraz współczynnik tłumienia) badając ich zależność od długości włókien (rys. 4 i 5), sposobu łączenia składników i dodatku kompatybilizatora (rys. 6-9). Stwierdzono, że właściwości mechaniczne przy rozciąganiu i przy zginaniu nieznacznie maleją ze wzrostem długości włókien, rosną natomiast istotnie na skutek zastosowania kompatybilizatora. Spośród trzech badanych metod łączenia składników najlepszą, zapewniającą znaczny wzrost właściwości mechanicznych (z wyjątkiem udarności Charpy'ego), jest mieszanie-wtryskiwanie. Oceniono również za pomocą olfaktometru, że odór zależy od sposobu łączenia składników i jest większy w przypadku próbek otrzymanych metodą mieszanie-wtryskiwanie.

Słowa kluczowe

EN

abaca fibre-PP composites; injection molding; compression molding; morphology; mechanical properties; odour

PL

kompozyty włókno manila-polipropylen; formowanie wtryskowe; formowanie tłoczne; morfologia; właściwości mechaniczne; odór

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 2
• Strony: 120--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Bledzki A. K.

autor

Faruk O.

autor

Mamun A. A.

• University of Kassel, Institut fur Werkstofftechnik, Kunststoff- und Recyclingtechnik, Monchebergstr. 3, D+34109 Kassel, Germany,

Bibliografia

• 1. Maguro A.: Angew. Makromol. Chem. 1999, 272, 99.
• 2. Suddel B. C., Evans W. J.: Materials of Seventh International Conference on Woodfiber-Plastic Composites, May 19--20 2003, Madison, Wisconsin USA pp. 7--14.
• 3. Suddel B. C., Evans W. J.: Chapter 7 in “Natural Fibers, biopolymers and biocomposites” (Eds. Mohanty A. K., Misra M., Drzal L. T.), Taylor & Francis, USA 2005, pp. 231--259.
• 4. Puglia D., Biagiotti J., Kenny L. M.: J. Nat. Fibers 2004, 1, No. 3, 23.
• 5. Liber-Kneć A., Kuciel S., Dziadur W.: Polimery 2006, 51, 571.
• 6. Kaczmar J.W., Pach J., Kozłowski R.: Polimery 2006, 51, 723.
• 7. Pothan L. A., Oommen Z., Thomas S., Sreekala M. S., Koshy P.: Compos. Sci. Technol. 2002, 62, 1857.
• 8. “DaimlerChrysler awarded for banana fibre use in Mercedes A class”, http://www.netcomposites.com/news.asp?2888
• 9. Hintermann M.: Materials of conference RIKO-2005, 10th November 2005, Hannover Germany.
• 10. Pothan L. A., Oommen Z., Thomas S.: Compos. Sci. Technol. 2003, 63, 283.
• 11. Pothan L. A., Thomas S.: Compos. Sci. Technol. 2003, 63, 1231.
• 12. Pothan L. A., Thomas S., Neelakantan N. R., Rao B.: J. Reinf. Plast. Compos. 2004, 23, 153.
• 13. Pothan L. A., Thomas S.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 91, 3856.
• 14. Shibata M., Takachiyo K., Ozawa K., Yosomiya R., Takeishi H.: J. Appl. Polym. Sci. 2002, 85, 129.
• 15. Shibata M., Teramoto N., Takachiyo K., Ozawa K., Yosomiya R.: Macromol. Mater. Eng. 2003, 288, 35.
• 16. Faria H., Cordeiro N., Belgacem M. N., Dufresne A.: Macromol. Mater. Eng. 2006, 291, 16.
• 17. Bledzki A. K., Faruk O., Specht K.: Materials of Annual Meeting of Polymer Processing Society, PPS 21, p. SL.10.11 (1--18), Leipzig 2005, Germany.
• 18. Bledzki A. K., Faruk O.: Polym.-Plast. Technol. Eng. 2004, 43, 871.