Biokompozyty na podstawie polilaktydu wzmacniane włóknami pochodzenia naturalnego

• Autorzy: Błędzki A. K. , Jaszkiewicz A.

Warianty tytułu

EN

Biocomposites based on polylactide reinforced with the fibers of natural origin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ rodzaju wzmocnienia włóknistego - regenerowanej celulozy (wiskozy) i włókien bananowca (abaka) - na właściwości mechaniczne biokompozytów opartych na polilaktydzie (PLA) jako matrycy polimerowej. Biokompozyty z 15 % mas. bądź 30 % mas. udziałem włókien wytworzono metodą dwuetapowego wytłaczania, polegającą na powlekaniu włókna ciągłego warstwą PLA i następnej homogenizacji układu. Ocena właściwości mechanicznych obejmowała wyniki quasi-statycznej próby rozciągania i zginania oraz badania udarności z karbem biokompozytów. Jako układy porównawcze posłużyły kompozyty polipropylenu zawierające 30 % mas. wspomnianych dwóch rodzajów włókien. Mechanizm adhezji ma granicy włókno/PLA oraz orientację włókna wyodrębnionego z kompozytów zinterpretowano na podstawie obserwacji metodami skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz mikroskopii optycznej. Wyniki wskazują, że dodatek do PLA obydwu typów włóknistego wzmocnienia powoduje wzrost sztywności i wytrzymałości badanych próbek, przy czym zwłaszcza korzystny jest 30-proc. udział włókien. Na uwagę zasługuje w szczególności znaczna (3,6-krotna) poprawa udarności z karbem układu PLA/wiskoza (70:30). Uzyskane rezultaty wskazują na potencjalną możliwość wytwarzania przyjaznych dla środowiska tworzyw konstrukcyjnych na podstawie opartych na surowcach pochodzenia naturalnego zarówno matrycy polimerowej, jak i wzmocnienia włóknistego.

EN

The effect of the type of fiber reinforcement - regenerated cellulose (viscose) or banana reinforcing fibers (abaca, Fig. 2) - on mechanical properties of biocomposites, based on polylactide (PLA) as polymer matrix, has been studied. Biocomposites containing 15 or 30 wt. % of fibers were prepared by two-stage extrusion consisting in coating of continuous filament with PLA layer and further homogenization of the system (Fig. 1). Mechanical properties' evaluation encompassed the results of quasi-static tensile and bending tests as well as notched impact strength investigation (Table 2). Polypropylene composites containing 30 wt. % of the fibers mentioned were used as control systems. Adhesion mechanism at the border of fiber and PLA and the orientation of the fiber isolated from the composite were interpreted on the basis of scanning electron microscopy (SEM, Fig. 3 and 5) and optical microscopy (Fig. 6 and 7) results. The results show that the addition of any of both types of fiber reinforcements increase composite's stiffness and strength. 30 % part of fiber is especially advantageous. Significant improvement in notched impact strength (3.6-fold) of PLA/viscose (70:30) system is especially noteworthy. The results obtained show the possibility of preparation of environmentally friendly engineering plastics consisted of polymer matrix and fiber reinforcement, both based on natural resources.

Słowa kluczowe

PL

polilaktyd; włókna naturalne; biokompozyt; wiskoza; włókna bananowca; właściwości mechaniczne

EN

polylactide; natural fibers; biocomposites; regenerated cellulose; banana fibers; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 7-8
• Strony: 564--570
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Błędzki A. K.

autor

Jaszkiewicz A.

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

Bibliografia

• 1. Tudorachi N., Lipsa R.: Polimery 2006, 51, 425.
• 2. Bergmann A.: „Alterungsmechanismen des biosynthetischen Polymers Poly-(R)-3-Hydroxybutyrat (PHB)“, opublikowana praca doktorska, Universität Regenburg 2005.
• 3. Koch P.-A.: „Faserstoff-Tabellen“, Deutscher Fachverlag GmbH, Frankfurt/Main, Niemcy 2004.
• 4. Mohanty A. K., Misra M., Drzal L. T.: “Natural fibres, biopolymers and biocomposites”, Taylor&Francis Group, Boca Raton, USA, 2005.
• 5. Bastioli C.: “Handbook of Biodegradable Polymers”, Rapra Technology, Shawbury, Anglia, 2005.
• 6. Baillie C.: “Green composites”, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, Anglia 2004.
• 7. Doi Y.: “Microbial Polyesters”, Wiley-VCH, Nagatsuta, Japonia, 1990.
• 8. Informacja prasowa Plastics online: „Amerykański rynek tworzyw degradowalnych”, www.eplastics.pl, 20 września 2006.
• 9. Pluta M., Galeski A., Alexandre M., Paul M. A., Dubois P.: J Appl. Polym. Sci. 2002, 86, 1497.
• 10. Huda M. S., Drzal L. T., Mohanty A. K., Misra M.: Comp. Sci. Tech. 2006, 66, 1813.
• 11. Huda M. S., Drzal L. T., Misra M., Mohanty A. K.: J Appl. Polym. Sci. 2006, 102, 4856.
• 12. Mathew P., Oksman K., Sain M.: J Appl. Polym. Sci. 2005, 97, 2014.
• 13. Mathew P., Oksman K., Sain M.: J Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 300.
• 14. Shibata M., Ozawa K., Teramoto N., Yosomiya R., Takeishi H.: Macromol. Mater. Eng. 2003, 288, 35.
• 15. Bledzki A.K., Jaszkiewicz A.: Macromol. Mater. Eng., artykuł przyjęty do druku