Kompatybilizacja mieszanin poliamidu 6 z bimodalnym polietylenem

• Autorzy: Kania K. , Kelar K. , Jurkowski B.

Warianty tytułu

EN

Compatibilization of the blends of polyamide 6 with bimodal polyethylene

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące kompatybilizacji mieszanin poliamidu 6 (PA6) z bimodalnym polietylenem (b-PE). Kompatybilizowane trójskładnikowe mieszaniny PA6+ +b-PE+b-PE-gra/?-MAH otrzymano metodą reaktywnego wytłaczania; stosowano dwa zestawy uplastyczniające: wytłaczarkę Brabender (WB) oraz wytłaczarkę Brabender + mieszalnik dynamiczny (WB+MD). Ich strukturę i właściwości porównywano z właściwościami fizycznych mieszanin dwuskładnikowych PA6+b-PE wytłaczanych bez zastosowania mieszalnika. Kompatybilność składników oceniano na podstawie obserwacji struktury (mikroskopia optyczna z kontrastem fazowym i skaningowa mikroskopia elektronowa) oraz badań lepkości, chłonności wody i właściwości mechanicznych (udarność z karbem Charpy'ego, naprężenie zrywające, moduł sprężystości przy rozciąganiu, wydłużenie przy zerwaniu). Jednoczesna kompatybilizacja chemiczna i mechaniczna pozwoliła otrzymać kompatybilne mieszaniny o heterogenicznej strukturze fazowej i zwiększonych oddziaływaniach miedzyfazowych. W przeciwieństwie do fizycznych kompozycji mieszaniny te charakteryzują się korzystnymi właściwościami użytkowymi.

EN

The paper presents investigations on compatibilization of the blends of polyamide 6 (PA6) with bimodal polyethylene (b-PE). Compatibilized ternary blends PA6+b-PE+b-PE-gra/z-MAH were extruded by means of two plasticizing assemblies: 1 - the Brabender extruder (WB), 2 - the Brabender extruder + the dynamic mixer (WB+MD). The structure and the properties of the ternary blends were compared with the properties of the physical binary blends PA6+b-PE extruded without the mixer. Compatibility of the components was evaluated by blends' structure observations (optical microscopy with a contrast phase and scanning electron microscopy). The blends were characterized by viscosity, water absorption and mechanical properties (Charpy's notched impact strength, tensile strength, elastic modulus, elongation at break) as well. Compatible blends of PA6 with b-PE, with heterogeneous phase structure and increased interactions at the interface, were obtained by simultaneous chemical and mechanical compatibilization. These blends in contrast to physical binary blends are characterized by advantageous application properties.

Słowa kluczowe

PL

polietylen bimodalny; poliamid; mieszanina polimerowa; przetwórstwo reaktywne; kompatybilizacja

EN

bimodal polyethylene; polyamide; polymer blends; reactive processing; compatibilization

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 25, nr 1
• Strony: 189--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz.

Twórcy

autor

Kania K.

• Instytut Technologii Materiałów Politechniki Poznańskiej

autor

Kelar K.

• Instytut Technologii Materiałów Politechniki Poznańskiej

autor

Jurkowski B.

• Instytut Technologii Materiałów Politechniki Poznańskiej

Bibliografia

• [1] Afshari M., Kotek R., Kish M. H., Dast H. N., Gupta B. S., Effect of blend ratio on bulk properties and matrix-fibril morphology of polypropylene/nylon 6 polyblend fibers, Polymer, 2002, vol. 43, no. 4, s. 1331-1341.
• [2] Alt F. P., Bohm L. L., Enderle H. F., Berthold J., Bimodal polyethylene - Interplay of catalyst and process, Macromol. Symposia, 2001, vol. 163, no. 1, s. 135-144.
• [3] Bagley E.B ., End corrections in the capillary flow of polyethylene, J. Appl. Phys., 1957, vol. 28, no. 5, s. 624-627.
• [4] Bai S. L., Wang G. T., Hiver J. M., G'Sell Ch., Microstructures and mechanical properties of polypropylene/polyamide 6/polyethelene-octene elastomer blends. Polymer, 2004, vol. 45, no. 9, s. 3063-3071.
• [5] Baranov A. O., Kotova A. V., Zeleneckij A. N., Prut È. V., Vliânie haraktera himičeskoj reakcii na strukturu I svojstva smesej pri reakcionnom smešenii polimerov, Uspehi himii, 1997, vol. 66, no. 10, s. 972-984.
• [6] Berthold J., Bohm L. L., Enderle H. F., Gobel P., Luker H., Lecht R., Schulte U., Advanced polymerization process for tailor made pipe resins. Plastics, Rubber and Composites Processing and Applications, 1996, vol. 25, no. 8, s. 368-372.
• [7] Borggreve R. J. M., Gaymans R. J., Schuijer J., Impact behaviour of nylon-rubber blends: 5. Influence of the mechanical properties of the elastomer. Polymer, 1989, vol. 30, no. 1, s. 71-77.
• [8] Borggreve R. J. M., Gaymans R. J., Schuijer J., Housz J. F., Brittle-tough transition in nylon-rubber blends: effect of rubber concentration and particle size, Polymer, 1987, vol. 28, s. 1489-1496.
• [9] Bouilloux A., Ernst B., Lobbrecht A., Muller R., Rheological and morphological study of the phase inversion in reactive polymer blends. Polymer, 1997, vol. 38, no. 19, s. 4775-4783.
• [10] Heneczkowski M., Oleksy M., Wojturska J., Technologia przetwórstwa tworzyw sztucznych, Rzeszów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej 1999.
• [11] Jiang C., Filippi S., Magagnini P., Reactive compatibilizer precursors for LDPE/PA6 blends. II: maleic anhydride grafted polyethylenes. Polymer, 2003, vol. 44, no. 8, s. 2411-2422.
• [12] Jo W. H., Park Ch. D., Lee M. S., Preparation of functionalized polystyrene by reactive extrusion and its blend with polyamide 6, Polymer, 1996, vol. 37, no. 9, s. 1709-1714.
• [13] Josephine G., Ramamurthy K., Varughese K. T., Sabu Th., Melt rheology and morphology of thermoplastic elastomers from polyethylene/nitrile-rubber blends: The effect of blend ratio, reactive compatibilization, and dynamic vulcanization, J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 2000, vol. 38, no. 9, s. 1104-1122.
• [14] Jurkowski B., Jurkowska B., Sporządzanie kompozycji polimerowych. Elementy teorii i praktyki. Warszawa, WNT 1995.
• [15] Jurkowski B., Urbanowicz R., Szostak M., Patent polski 168 416 BI, 1992.
• [16] Kelar K., Badania spektrofotometryczne w podczerwieni procesu kompatybilizacji w mieszaninach polietylenu małej gęstości z poliamidem 6, Polimery, 1999, vol. 44, nr 2, 131-137.
• [17] Kelar K., Kania K., Jurkowski B., Mechanochemiczna modyfikacja polietylenu trzeciej generacji bezwodnikiem maleinowym. Polimery, 2000, vol. 45, nr 6, s. 393-398.
• [18] Kim B. K., Park S. Y., Park S. J., Morphological, thermal and rheological properties of blends polyethylene/nylon-6, polyethylene/nylon-6/(maleic anhydride-g-polyethylene) and (maleic anhydride-g-polyethylene)/nylon-6, Eur. Polym. J., 1991, vol. 27, no. 4/5, s. 349-354.
• [19] Koning C., van Duin M., Pagnulle Ch., Jerome R., Strategies for compatibilization of polymer blends. Prog. Polym. Sci., 1998, vol. 23, no. 4, s. 707-757.
• [20] Kudva R. A., Keskkula H., Paul D. R., Morphology and mechanical properties of compatibilized nylon 6/polyethylene blends, Polymer, 1999, vol. 40, no. 22, s. 6003-6021.
• [21] Meng Y. Z., Tjong S. C., Rheology and morphology of compatibilized polyamide 6 blends containing liquid crystalline copolyesters. Polymer, 1998, vol. 39, no. 1, s. 99-107.
• [22] Miscevic M., Marincic A., Miscibility of polyamide 6 - polyethylene blends, Plast. Rubber Process. Appl., 1986, vol. 6, no. 3, s. 281-284.
• [23] Moan M., Huitric J., Mederic P., Jarrin J., Rheological properties and reactive compatibilization of immiscible polymer blends, J. Rheol., 2000, vol. 44, no. 6, s. 1227-1244.
• [24] Ohlsson B., Hassander H., Tornell B., Improved compatibility between polyamide and polypropylene by the use of maleic anhydride grafted SEBS, Polymer, 1998, vol. 39, no. 26, s. 6705-6714.
• [25] Pan L., Chiba T., Inoue T., Reactive blending of polyamide with polyethylene: pull-out of in situ-formed graft copolymer, Polymer, 2001, vol. 42, no. 21, s. 8825-8831.
• [26] Pan L., Inoue T., Hayami H., Nishikawa S., Reactive blending of polyamide with polyethylene: pull-out of in situ-formed graft copolymers and its application for high-temperature materials. Polymer, 2002, vol. 43, no. 2, s. 337-343.
• [27] Park S. J., Kim B. K., Jeong H. H., Morphological, thermal and rheological properties of the blends polypropylene/nylon-6, polypropylene/nylon-6/(maleic anhydride-g-polypropylene) and (maleic anhydride-g-polypropylene)/nylon-6, Eur. Polym. J., 1990, vol. 26, no. 2, s. 131-136.
• [28] Paul D. R., Newman S., Polymer blends. New York, San Francisco, London, Academic Press 1978.
• [29] Pesetski S. S., Jurkowski B., Krivoguz Y. M., Urbanowicz R., Itaconic acid grafting on LDPE blended in molten state, J. Appl. Polym. Sci., 1997, vol. 65, no. 8, s. 1493-1502.
• [30] Progelhof R. C., Throne J. L., Polymer engineering principles. Properties, processes and tests for desing, Cincinnati, Hanser Publishers 1993.
• [31] Raval H., Devi S., Singh Y. P., Mehta M. H., Relationship between morphology and properties of polyamide-6 low density polyethylene blends: effect of the addition of functionalized low-density polyethylene. Polymer, 1991, vol. 32, no. 3, s. 493-500.
• [32] Rosłaniec Z., Układy polimerowe o właściwościach elastotermoplastycznych. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej, 1993.
• [33] Rymarz G., Bortel K., Polietyleny o bimodalnym rozkładzie ciężarów cząsteczkowych. Rynek Chemiczny, 2003, no. 7-8, s. 18-20.
• [34] Scheirs J., Ludwig L., Bohm L. L., Boot J. C., Leevers P. S., PE 100 resins for pipe. Trends Polym. Sci., 1996, vol. 4, no. 12, s. 408-415.
• [35] Utracki L. A., Two-phase polymer systems. New York, Oxford University Press 1991.
• [36] Valenza A., Spadaro G., Geuskens G., Blends of polyamide 6 and linear low density polyethylene functionalized with methacrylic acid derivatives, Eur. Polym. J., 1997, vol. 33, no. 6, s. 957-962.
• [37] Wilczyński K., Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Warszawa, WNT 2001.
• [38] Xiaomin Z., Gang L., Dongmei W., Zhihui Y., Jinghua Y., Jingshu L., Morphological studies of polyamide 1010/polypropylene blends. Polymer, 1998, vol. 39, no. 1, s. 15-21.
• [39] Yordanov H. R., Minkova L., Microhardness and thermal stability of compatibilized LD-PE/PA6 blends, Eur. Polym. J., 2003, vol. 39, no. 5, s. 951-958.