Charakterystyka struktury materiałów przeznaczonych do wytwarzania piezoelektrycznych kompozytów na osnowie polipropylenu

• Autorzy: Kaczmarek H. , Królikowski B. , Klimiec E. , Bajer D.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2017.539

Warianty tytułu

EN

Characteristics of the structure of materials designed for the manufacture of piezoelectric composites based on polypropylene

• Konferencja: International Conference MoDeSt (9 ; 04–08.09. 2016 ; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Potencjalnie piezoelektryczne kompozyty izotaktycznego polipropylenu (i-PP) napełnionego organofilizowanym montmorylonitem (MMT) otrzymano metodą wytłaczania bez dodatku kompatybilizatora. Krystaliczność wytworzonych materiałów badano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), morfologię określano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), a właściwości mechaniczne oceniano na podstawie wytrzymałości na rozciąganie. Stwierdzono, że w kompozytach i-PP tworzy się struktura komórkowa i zwiększa się stopień krystaliczności osnowy polimerowej. Właściwości mechaniczne napełnionego montmorylonitem i-PP pogarszają się, ale zakres naprężeń, w którym jest spełnione prawo Hooke'a w wypadku kompozytów i-PP z dodatkiem 2,5 i 5 % mas. MMT jest podobny do zakresu odpowiadającego nienapełnionemu polipropylenowi.

EN

Composites based on isotactic polypropylene (i-PP) modified by organophilized montmorillonite (MMT) have been obtained, as potential piezoelectric materials, by extrusion without addition of compatibilizer. The crystallinity of these products has been studied using X-ray diffraction. The morphology and mechanical properties have been determined by SEM and tensile tests, respectively. The formation of cellular structure was observed in the i-PP composites. Also, they exhibit an increase in the degree of crystallinity of the PP matrix when compared to virgin polymer. The parameters characterizing the mechanical properties of montmorillonite-filled i-PP are decreased, but the range of stresses for which Hooke's law applies is similar for i-PP composites containing 2.5 and 5 wt % MMT as well as for neat PP.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty polimerowe; polipropylen izotaktyczny; modyfikowany montmorylonit; SEM; XRD; właściwości mechaniczne

EN

polymer composites; isotactic polypropylene; modified montmorillonite; SEM; XRD; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 62, nr 7-8
• Strony: 539--547
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Kaczmarek H.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Królikowski B.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Oddział w Toruniu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń

autor

Klimiec E.

• Instytut Technologii Elektronowej, Oddział w Krakowie, ul. Zabłocie 39, 30-701 Kraków

autor

Bajer D.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

Bibliografia

• [1] Hilczer H., Małecki J.: „Elektrety i piezopolimery”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1992.
• [2] Baur C., Apo D.J., Maurya D. i in.: Polymer Composites for Energy Harvesting, Conversion and Storage, ACS Symposium Series 2014, 1161, 1. http://dx.doi.org/10.1021/bk-2014-1161.ch001
• [3] Mellinger A., Gonzalez F.C., Gerhard-Multhaupt R.: Applied Physics Letters 2003, 82, 254. http://dx.doi.org/10.1063/1.1537051
• [4] Niemczyk A., Dziubek K., Czaja K.: Polimery 2016, 61, 610. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.610
• [5] Salasinska K., Polka M., Gloc M., Ryszkowska J.: Polimery 2016, 61, 255. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.255
• [6] Zubrowska A., Masirek R., Piorkowska E., Pietrzak L.: Polimery 2015, 60, 331. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.331
• [7] Krajenta J., Pawlak A., Gałęski A.: Polimery 2015, 60, 664. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.664
• [8] Szpilska K., Czaja K., Kudła S.: Polimery 2015, 60, 359. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.359
• [9] Paukszta D., Szostak M., Rogacz M.: Polimery 2014, 59, 165. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.165
• [10] Maddah H.A.: American Journal of Polymer Science 2016, 6 (1), 1. http://dx.doi.org/10.5923/j.ajps.20160601.01
• [11] Zhang X., Sessler G.M., Hillenbrand J.: Journal of Electrostatics 2007, 65, 94. http://dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2006.07.006
• [12] Tang M., An Z., Xia Z., Zhang X.: Journal of Electrostatics 2007, 5, 203. http://dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2006.08.001
• [13] Zhang X., Hillenbrand J., Sessler G.M.: Applied Physics Letters 2004, 85, 1226. http://dx.doi.org/10.1063/1.1781388
• [14] Qaiss A., Saidi H., Fassi-Fehri O., Bousmina M.: Polymer Engineering & Science 2012, 52, 2637. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23219
• [15] An Z., Mao M., Cang J. i in.: Journal of Applied Physics 2012, 111, 024111. http://dx.doi.org/10.1063/1.3679576
• [16] Mohebbi A., Mighri F., Ajji A., Rodrigue D.: Advances in Polymer Technology 2016, 21 686. http://dx.doi.org/10.1002/adv.21686
• [17] Czaja K.: „Poliolefiny”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005, str. 171.
• [18] Gahleitner M., Paulik C.: “Polypropylene and Other Polyolefins”, Chapter 11 w: “Brydson’s Plastics Materials” Eighth Edition (Ed. Gilbert M.), Elsevier, 2017, str. 279–309. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-323-35824-8.00011-6
• [19] Gahleitner M., Mileva D., Androsch R. i in.: International Polymer Processing 2016, 31, 618. http://dx.doi.org/10.3139/217.3242
• [20] Addink E.J., Beintema J.: Polymer 1961, 2, 185. http://dx.doi.org/10.1016/0032-3861(61)90021-0
• [21] Brückner S., Meille S.V., Petraccone V., Pirozzi B.: Progress in Polymer Science 1991, 16, 361. http://dx.doi.org/10.1016/0079-6700(91)90023-E
• [22] Lotz B.: Macromolecules 2014, 47 (21), 7612. http://dx.doi.org/10.1021/ma5009868
• [23] Klimiec E., Królikowski B., Machnik M. i in.: Journal of Electronic Materials 2015, 44, 2283. http://dx.doi.org/10.1007/s11664-015-3719-3
• [24] Kaczmarek H., Królikowski B., Klimiec E., Kowalonek J.: Journal of Materials Science – Materials in Electronics 2017, 28, 6435. http://dx.doi.org/10.1007/s10854-016-6329-9
• [25] Kaczmarek H., Kowalonek J., Królikowski B., Klimiec E.: “X-Ray Diffraction Studies of Fillers Designed to Piezoelectric Polyolefine Composites”, Materiały “The 9th International Conference on Modification, Degradation and Stabilization of Polymers, MoDeSt 2016”, Kraków 4–8 września 2016, str. 169.
• [26] Sánchez-Bajo F., Cumbrera F.L.: Journal of Applied Crystallography 1997, 30 (4), 427. http://dx.doi.org/10.1107/S002188989601546
• [27] Xu X., Liang G., Zhai H. i in.: European Polymer Journal 2003, 39, 1467. http://dx.doi.org/10.1016/S0014-3057(03)00015-6
• [28] Xu W., Liang G., Wang W. i in.: Journal of Applied Polymer Science 2003, 88, 3225. http://dx.doi.org/10.1002/app.11973
• [29] Xu W., Liang G., Wang W., Pan W.-P.: Journal of Applied Polymer Science 2003, 88, 3093. http://dx.doi.org/10.1002/app.11974
• [30] Studziński M., Jeziórska R., Szadkowska A., Zielecka M.: Polimery 2014, 58, 625. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.625
• [31] Segad M., Jönsson B., Cabane B.: The Journal of Physical Chemistry C 2012, 116, 25 425. http://dx.doi.org/10.1021/jp3094929
• [32] Ray S.S., Okamoto M.: Progress in Polymer Science 2003, 28, 1539. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2003.08.002
• [33] Nishino T., Matsumoto T., Nakame K.: Polymer Engineering & Science 2000, 40, 336. http://dx.doi.org/10.1002/pen.11167
• [34] Favaro M., Branciforti M.C., Bretas R.E.S.: Materials Research 2009, 12, 454. http://dx.doi.org/10.1590/S1516-14392009000400014
• [35] Sun Z., Park Y., Zheng S. i in.: Journal of Colloid and Interface Science 2013, 408, 75. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcis.2013.07.007
• [36] Manias E., Touny A., Wu L. i in.: Chemistry of Materials 2001, 13, 3516. http://dx.doi.org/10.1021/cm0110627
• [37] Gahleitner M., Wolfschwenger J., Mileva D.: Reference Module in Materials Science and Materials Engineering 2016. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.03773-5
• [38] Liu M., Guo B., Du M. i in.: Polymer 2009, 50, 3022. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2009.04.052
• [39] Mingxian L., Zhixin J., Demin J., Changren Z.: Progress in Polymer Science 2014, 39, 1498. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2014.04.004
• [40] Mani R.M., Chellaswamy R., Marathe Y.N., Pillai V.K.: Macromolecules 2016, 49, 2197. http://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.5b02466

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).