Kompozyty polipropylenowe o strukturze porowatej i litej wzmocnione włóknami ciętymi

• Autorzy: Janik Jolanta

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2020.3.5

Warianty tytułu

EN

Polypropylene composites with porous and solid structure reinforced with cut fibers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wytwarzano spienione kompozyty termoplastyczne wzmocnione włóknem pochodzenia naturalnego. Uzyskano lite i porowate układy na osnowie polipropylenowej (PP) wzmocnionej ciętym włóknem bazaltowym (WB). Jako środka spieniającego użyto mikrosfery (Expancel MB930). W celu polepszenia adhezji między włóknem a osnową PP do układu dodano polipropylen szczepiony bezwodnikiem maleinowym PP-g-MA (Polybond 3200). Wytwarzanie kompozytów obejmowało wymieszanie składników w procesie wytłaczania, a następnie uformowanie kształtek kompozytów PP/WB w procesie wtryskiwania. Dodatkowo, na etapie wtryskiwania, wybrane układy spieniano z zastosowaniem 1,5% mas. mikrosfer. Oceniono wpływ udziału włókna (5, 10, 15% mas.) i jego preparacji, a także wpływ kompatybilizatora na właściwości litych kompozytów PP; porównano ich właściwości z cechami analogicznych układów o strukturze porowatej. Scharakteryzowano właściwości fizyko-mechaniczne (gęstość, wytrzymałość na statyczne rozciąganie i zginanie) materiałów PP/WB, poddano je także analizie termicznej DSC i termograwimetrycznej TGA. Stwierdzono, że spienione układy PP z udziałem włókien wykazują lepsze właściwości mechaniczne niż czysty PP, a dodatek kompatybilizatora do mieszaniny poprawia charakterystykę wytrzymałościową otrzymanych kompozytów PP/WB.

EN

The presented research concerns the production of foamed thermoplastic composites reinforced with natural fiber in the direction of obtaining lightweight construction materials. The purpose of the work was to obtain solid and porous polypropylene (PP) systems reinforced with cut basalt fiber (WB). As a foaming agent, Expancel MB930 microspheres from AkzoNobel were used, while to improve the adhesion between the fiber and the PP matrix, an additive in the form of polypropylene grafted with maleic anhydride PP-g-MA (Polybond 3200) was used. The production of composites involved mixing the ingredients by extrusion and then molding PP/WB composite in the injection process. In addition, at the injection stage, selected systems were expanded with 1.5% by weight of microspheres. The work evaluated the impact of fiber content (5, 10, 15% by weight) and its preparation as well as the impact of a compatibilizer on the properties of solid PP composites and a comparison of these properties with analogous systems with a porous structure. PP/WB materials were characterized in terms of physical and mechanical properties (density determination, static tensile and bending test); DSC and TGA thermogravimetric analysis. Foamed PP systems with fibers have better mechanical properties compared to pure PP; the addition of a compatibilizer to PP/WB composites increases the strength parameters compared to systems without its participation.

Słowa kluczowe

PL

polipropylen; włókno bazaltowe; porofor; kompozyt; kompatybilizator

EN

polypropylene; basalt fiber; blowing agent; composite; compatibilizer

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 65, nr 3
• Strony: 208--215
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Janik Jolanta

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Instytut Polimerów, ul. Piastów 42, 70-065 Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Królikowski W.: „Polimerowe kompozyty konstrukcyjne”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012, str. 52.
• [2] Regar M.L, Amjad A.I.: Tekstilec 2016, 59, 321. http://dx.doi.org/10.14502/Tekstilec2016.59.321-334
• [3] Kunal S.: International Journal of Textile Science 2012, 1, 19. http://dx.doi.org/10.5923/j.textile.20120104.02
• [4] Pak S., Park S., Song Y.S. i.in.: Composite Structures 2018, 193, 73. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.03.020
• [5] Czigány T.: Composites Science and Technology 2006, 66, 3210. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.07.007
• [6] Sapor S.: InstalReporter 2013, 7, 35.
• [7] Ehrenstein G.W., Brocka-Krzemińska Ż.: „Materiały polimerowe. Struktura, właściwości, zastosowanie”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2016, str. 161.
• [8] Ajji A., Utracki L.A.: Polymer Engineering and Science 1996, 36, 1574. https://doi.org/10.1002/pen.10554
• [9] Ajji A., Utracki L.A.: Progress in Rubber and Plastics Technology 1997, 13, 153.
• [10] Janik J., Lenart S., Królikowski W., Penczek P.: Polimery 2004, 49, 432. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2004.432
• [11] Kuciel S., Liber-Kneć A., Zajchowski S.: Polimery 2010, 55, 718. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2010.718
• [12] Janik J.: Przemysł Chemiczny 2010, 12, 1489.
• [13] Kozłowski M., Kozłowska A., Frąckowiak S.: Polimery 2010, 55, 726. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2010.726
• [14] AkzoNobel: ”Blowing Agents – Microspheres Expancel” (online). https://expancel.akzonobel.com/blowing-agents (data dostępu: 11.12.2017)
• [15] Bouix R., Viot P., Lataillade J.L.: International Journal of Impact Engineering 2009, 36, 329. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2007.11.007
• [16] Maheo L., Viot P.: International Journal of Impact Engineering 2013, 53, 84. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2012.03.011
• [17] Wang L., Hikima Y., Ishihara S., Ohshima M.: Polymer 2017, 128, 119. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2017.09.025
• [18] Fan-Long J., Zhao M., Park S.: Polymers 2019, 11, 1354. http://dx.doi.org/10.3390/polym11060953
• [19] Matkó S., Anna P, Marosi G. i.in.: Macromolecular Symposia 2003, 202, 255. https://doi.org/10.1002/masy.200351222
• [20] Ignaczak W., Sui X., Kellersztein I. i.in.: Polymer International 2018, 67, 414. https://doi.org/10.1002/pi.5522
• [21] Dębicka I.: praca magisterska „Wytwarzanie kompozytów termoplastycznych wzmocnionych”, IP WTiICh ZUT w Szczecinie, 2017.
• [22] Rajewska M.: praca magisterska „Optymalizacja parametrów wytwarzania spienionego polipropylenu, wzmocnionego włóknem ciętym”, IP WTiICh ZUT w Szczecinie, 2018.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).