Research on impact of reducing energy consumption of processing on thermal and mechanical properties of polyacetal composites with glass fibers, by lowering process temperature

• Autorzy: Kwiatkowski Dariusz , Gnatowski Adam , Kijo-Kleczkowska Agnieszka , Otwinowski Henryk

Warianty tytułu

PL

Badania wpływu zmniejszenia energochłonności przetwórstwa na właściwości termiczne i mechaniczne kompozytów poliacetalu z włóknem szklanym poprzez obniżenie temperatury procesu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The production of polyacetal composites is justified by the numerous advantages of the methods of their production, the possibility of mixing during processing, extended possibilities of their use and operating conditions. Changing the temperature of the processing entails a change in the thermal and mechanical properties of these materials. Anticipation of changes in properties due to lower energy consumption of process by lowering the processing temperature plays a big role in the composition planning as well as in the preparation of polymer composites. The article discusses the results of investigations on the impact of filler in the form of glass fiber and processing temperature on selected properties of polyacetal composites with a content of 10 and 30% glass fiber. The tests included mechanical properties and thermal analysis. Mechanical properties such as tensile strength, hardness and impact resistance were determined. The degree of crystallinity was investigated by DSC and the melting range of the crystalline phase was determined. The tests were carried out for polyacetal named Tarnoform and two composites on its matrix, with 10 and 30% glass fiber content. The effect of lowering the mold temperature on the tested properties of both polyacetal and composites with the addition of glass fiber was determined. Changes in the tensile strength, hardness and impact strength values of the tested materials for the samples under varying temperature conditions of the process were observed. In the conducted tests, changes in mechanical properties were registered. for composites formed at a lower temperature of the mold for both polyacetals and composites with the addition of fiberglass. The character of the changes in the value of the tested properties is similar for the composites produced with the temperature of the mold. The influence of mold temperature decrease on the degree of crystallinity of polyacetal was observed, and to a lesser extent for composites. The effect of lowering the processing temperature on the melting range of the crystalline phase of the polymer was determined, the narrowing of the crystalline phase melting range in the case of polyacetal was observed, at reducing of the mold temperature, and small constriction for the composites.

PL

Wytwarzanie kompozytów poliacetalu jest uzasadnione licznymi zaletami metod ich wytwarzania, możliwości przeprowadzenia mieszania podczas przetwórstwa, rozszerzonymi możliwościami ich wykorzystania i warunkami eksploatacji. Zmiana parametrów temperaturowych procesu przetwórstwa pociąga za sobą zmianę właściwości termicznych i mechanicznych tych materiałów. Przewidywanie zmian właściwości na skutek obniżenia energochłonności procesu poprzez obniżenie temperatury przetwórstwa odgrywa dużą rolę w planowaniu składu jak również w sporządzaniu kompozytów polimerowych. W artykule omówiono wyniki badań wpływu napełniacza w postaci włókna szklanego oraz temperatury przetwórstwa na wybrane właściwości kompozytów poliacetalu o zawartości 10 i 30% włókna szklanego. Badania obejmowały właściwości mechaniczne oraz analizę termiczną. Wyznaczono takie właściwości mechaniczne jak: wytrzymałość na rozciąganie, twardość i udarność. Zbadano stopień krystaliczności metodą DSC oraz określono zakres temperatury topnienia fazy krystalicznej. Określono wpływ obniżenia temperatury formy na badane właściwości zarówno poliacetalu jak i kompozytów z dodatkiem włókna szklanego. Zaobserwowano zmiany wartości wytrzymałości na rozciąganie, twardości i udarności badanych materiałów dla próbek przy zmiennych warunkach temperaturowych procesu. W przeprowadzonych badaniach zarejestrowano zmiany właściwości mechanicznych. dla kompozytów wytworzonych przy niższej temperaturze formy zarówno dla poliacetalu jak i kompozytów z dodatkiem włókna szklanego. Charakter zmian wartości badanych właściwości jest podobny dla wytworzonych kompozytów przy zmiennej temperaturze formy. Zarejestrowano wpływ zmniejszenia temperatury formy na stopień krystaliczności poliacetalu, a w mniejszym stopniu dla kompozytów. Określono wpływ obniżenia temperatury przetwórstwa na zakres topnienia fazy krystalicznej polimeru, przy czym zarejestrowano zwężenie zakresu topnienia fazy krystalicznej w przypadku poliacetalu przy zmniejszeniu temperatury formy, a niewielkie zwężenie dla kompozytów.

Słowa kluczowe

EN

composites; mechanical properties; thermal properties; polyacetal; glass fiber; processing temperature

PL

kompozyty; właściwości mechaniczne; właściwości termiczne; poliacetal; włókno szklane; temperatura przetwórstwa

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 5
• Strony: 80--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kwiatkowski Dariusz

• Politechnika Częstochowska; Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Technologii Mechanicznych;

autor

Gnatowski Adam

• Politechnika Częstochowska; Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Technologii Mechanicznych;

autor

Kijo-Kleczkowska Agnieszka

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Maszyn Cieplnych

autor

Otwinowski Henryk

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Maszyn Cieplnych

Bibliografia

• [1] Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 1995, s. 209 – 211.
• [2] Sikora R.: Tworzywa wielkocząsteczkowe. Rodzaje, właściwości i struktura. Politechnika Lubelska, Lublin 1991, s. 392 – 393.
• [3] Gałgan R., Kuciel S., Liber A.: Ocena wpływu włókna szklanego na wybrane właściwości mechaniczne i dynamiczne poliacetali. Materiały Polimerowe Pomerania – Plast. Szczecin –Międzyzdroje 2004, s. 106 – 108.
• [4] Boczkowska A., Kapuściński J., Lindemann Z., Witemberg-Perzyk D., Wojciechowski S.: Kompozyty, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003.
• [5] German J.: Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2001.
• [6] Ochelski S.: Metody doświadczalne mechaniki kompozytów konstrukcyjnych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004.
• [7] Gnatowski A., Kwiatkowski D., Nabiałek J.: The influence of processing and soaking on dynamical properties of polyamide 6.6 with glass fibre composite, Composites 2009, 2, s. 128 – 132.
• [8] Gnatowski A., Koszkul J.: Investigation on PA/PP Mixture Properties by Means of DMTA Method. Journal Materials Processing Technology 2006, Vol. 175, s. 212 – 217.
• [9] Wetton, R.E., De Blok R., Corish P.J.: Badania mieszanin polimerów i oddziaływań między składnikami tych mieszanin metodą analizy termicznej dynamicznych właściwości mechanicznych (DMTA). Polimery 1990, s. 163 – 166.
• [10] Sobczak R., Nitkiewicz Z., Koszkul J., Badania dynamicznych właściwości mechanicznych kompozytów na osnowie polipropylenu wzmocnionych włóknem szklanym, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 3, s. 78.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).