Analysis of PA 6 nanocomposites — indentation and creep behavior as a function of temperature and load level using different indentation techniques

• Autorzy: Schöne J. , Tondl D. , Lach R. , Rybnicek J. , Grellmann W.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.722

Warianty tytułu

PL

Analiza zależności twardości i pełzania pod obciążeniem nanokompozytów PA 6 od temperatury i siły obciążającej oraz od głębokości zagłębienia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The short-term performance (Martens hardness and indentation modulus) and the time-dependent creep behavior of polyamide 6 (PA 6) and two PA 6 nanocomposites containing 3.5 wt % montmorillonite (MMT) or 5 wt % halloysite nanotubes (HNT) were analyzed by different depth-sensing indentation techniques in the nano-, micro- and macro-range of loading as a function of applied load (0.08— 100 N) and temperature (-80—60 °C). Additionally, WAXD and DSC measurements were made to establish the morphology-property relationships of the investigated materials while taking into account the skin-core structure of the injection-moulded samples.

PL

Za pomocą techniki DSI (Depth Sensing Indentation), z zastosowaniem głębokości wciskania z zakresu nano, mikro oraz makro, analizowano zależność twardości indentacyjnej, twardości Martensa, modułu wciskania oraz pełzania pod obciążeniem nanokompozytów poliamidu 6 od temperatury (-80—60 °C) i przyłożonej siły (0,08—100 N). Badano nanokompozyty PA 6 napełnione montmorylonitem (3,5 % mas.) oraz nanorurkami haloizytu (5 % mas.). Dodatkowo przy użyciu technik WAXD oraz DSC oceniano wpływ morfologii badanych materiałów na ich właściwości, z uwzględnieniem efektu skin-core w próbkach otrzymanych metodą wtryskiwania.

Słowa kluczowe

EN

depth-sensing indentation techniques; Martens hardness; indentation modulus; creep behavior; skin-core effect; temperature; polyamide 6; nanocomposites

PL

metoda DSI pomiaru twardości; twardość Martensa; moduł wciskania; pełzanie pod obciążeniem; efekt skin-core; poliamid 6; nanokompozyty

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 10
• Strony: 722--728
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Schöne J.

• Polymer Service GmbH Merseburg, Geusaer Straße Geb. 131, 06217 Merseburg, Germany

autor

Tondl D.

• Czech Technical University in Prague, Faculty of Mechanical Engineering, Innovation Centre for Diagnostics and Application of Materials, Technicka 4, 166 07 Prague 6, Czech Republic

autor

Lach R.

• Martin-Luther University Halle-Wittenberg, Centre of Engineering, 06099 Halle/Saale, Germany
• Institute of Polymer Materials, Geusaer Straße Geb. 131, 06217 Merseburg, Germany

autor

Rybnicek J.

• Czech Technical University in Prague, Faculty of Mechanical Engineering, Innovation Centre for Diagnostics and Application of Materials, Technicka 4, 166 07 Prague 6, Czech Republic
• Centre of Excellence Prague s.r.o., Kocova 513/22, 181 00 Prague 8, Czech Republic

autor

Grellmann W.

• Polymer Service GmbH Merseburg, Geusaer Straße Geb. 131, 06217 Merseburg, Germany
• Martin-Luther University Halle-Wittenberg, Centre of Engineering, 06099 Halle/Saale, Germany
• Institute of Polymer Materials, Geusaer Straße Geb. 131, 06217 Merseburg, Germany

Bibliografia

• [1] Wang S., Hu Y., Li Z.,Wang Z., Zhuang Y., Chen Z., FanW.: Colloid Polym. Sci. 2003, 281, 951. http://dx.doi.org/10.1007/s00396-002-0858-x
• [2] Marney D.C.O., Russell L.J., Wu D.Y., Nguyen T., Cramm D., Rigopoulos N., Wright N., Greaves M.: Polym. Degrad. Stab. 2008, 93, 1971. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2008.06.018
• [3] Sikdar D., Katti D., Katti K., Mohanty B.: J. Appl. Polym. Sci. 2007, 105, 790. http://dx.doi.org/10.1002/app.26284
• [4] Prashantha K., Schmitt H., Lacrampe M.F., Krawczak P.: Compos. Sci. Technol. 2011, 71, 1859. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2011.08.019
• [5] Guo B., Zou Q., Lei Y., Du M., Liu M., Jia D.: Thermochim. Acta 2009, 484, 48.http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2008.12.003
• [6] Ishisue T., Okamoto M., Tashiro K.: Polymer 2010, 51, 5585. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2010.09.033
• [7] Katoh Y. , Okamoto M.: Polymer 2009, 50, 4718. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2009.07.019
• [8] Maiti P., Okamoto M.: Macromol. Mater. Eng. 2003, 288, 440.http://dx.doi.org/10.1002/mame.200390040
• [9] Dencheva N., Denchev Z., Oliveira M.J., Funari S.: J. Appl. Polym. Sci. 2007, 103, 2242. http://dx.doi.org/10.1002/app.25250
• [10] Feng M., Gong F.L., Zhao C., Chen G., Zhang S., Yang M.: Polym. Int. 2004, 53, 1529. http://dx.doi.org/10.1002/pi.1593
• [11] Goitisolo I., Eguiazabal J.I., Nazabal J.: Polym. Degrad. Stab. 2008, 93, 1747. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2008.07.030
• [12] Karaman V.M., Privalko V.P., Privalko E.G., Lehmann B., Friedrich K.: Macromol. Symp. 2005, 221, 85. http://dx.doi.org/10.1002/masy.200550309
• [13] Gallego R., García-Lopez D., Merino J.C., Pastor J.M.: Polym. Int. 2010, 59, 472. http://dx.doi.org/10.1002/pi.2724
• [14] Androsch R., Stolp M., Radusch H.J.: Acta Polymerica 1996, 47, 99. http://dx.doi.org/10.1002/actp.1996.010470206
• [15] Shen L., Phang I.Y., Liu T.: Polym. Test. 2006, 25, 249. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2005.09.019
• [16] Aldousiri B., Dhakal H.N., Onuh S., Zhang Z., Bennett N.: Polym. Test. 2011, 30, 688. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2011.05.008
• [17] Liu S.-P., Hwang S.-S., Yeh J.-M., Hung C.-C.: Int. Commun. Heat Mass Transfer 2011, 38, 37. http://dx.doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2010.10.003
• [18] Shen L., Phang I.Y., Liu T., Zeng K.: Polymer 2004, 45, 8221.http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2004.09.062
• [19] Shen L., Tjiu W.C., Liu T.: Polymer 2005, 46, 11 969.http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.10.006
• [20] Seltzer R., Mai Y.-W., Frontini P.M.: Compos., Part B: Eng. 2012, 43, 83. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2011.04.035
• [21] Fornes T.D., Paul D.R.: Polymer 2003, 44, 3945. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00344-6
• [22] Yu Z.-Z., Yang M., Zhang Q., Zhao C., Mai Y.-W.: J. Polym. Sci., Part B 2003, 41, 1234. http://dx.doi.org/10.1002/polb.10480
• [23] Seltzer R., Frontini P.M., Mai Y.-W.: Compos. Sci. Technol. 2009, 69, 1093. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2009.01.029
• [24] Shen L., Phang I.Y., Chen L., Liu T., Zeng K.: Polymer 2004, 45, 3341. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2004.03.036
• [25] Shen L.,Wang L., Liu T., He C.: Macromol. Mater. Eng. 2006, 291, 1358. http://dx.doi.org/10.1002/mame.200600184
• [26] Mishra S., Sonawane S.S., Shimpi N.G.: Appl. Clay Sci. 2009, 46, 222. http://dx.doi.org/10.1016/j.clay.2009.07.024
• [27] Rajeesh K.R., Gnanamoorthy R., Velmurugan R.: Mater. Sci. Eng. A 2010, 527, 2826. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2010.01.070
• [28] Regrain C., Laiarinandrasana L., Toillon S.: Eng. Fract. Mech. 2009, 76, 2656. http://dx.doi.org/10.1016/j.engfracmech.2009.04.016
• [29] Sinha S.K., Song T., Wan X., Tong Y.: Wear 2009, 266, 814. http://dx.doi.org/10.1016/j.wear.2008.12.010
• [30] Lach R., Schöne J., Bierögel C., Grellmann W.: Macromol. Symp. 2012, 315, 125. http://dx.doi.org/10.1002/masy.201250516
• [31] Illers K.-H.: Makromol. Chem. 1978, 179, 497.http://dx.doi.org/10.1002/macp.1978.021790224
• [32] Fröhlich F., Grau P., Grellmann W.: Physica status solidi (a)1977, 42, 79. http://dx.doi.org/10.1002/pssa.2210420106
• [33] May M., Fröhlich F., Grau P., Grellmann W.: Plaste Kautschuk 1983, 30, 149.
• [34] Fornes T.D., Paul D.R.: Macromolecules 2004, 37, 7698. http://dx.doi.org/10.1021/ma048757o
• [35] Miyasaka K., Isomoto T., Koganeya H., Uehara K., Ishikawa K.: J. Polym. Sci., Part A-2 1980, 18, 1047. http://dx.doi.org/10.1002/pol.1980.180180511
• [36] Tashiro K., Tadokoro H.: Macromolecules 1981, 14, 781. http://dx.doi.org/10.1021/ma50004a060
• [37] Rybnicek J., Lach R., Dominguez S.R., Tondl D., Valek R., Grellmann W.: RFP — Rubber Fibres Plastics International 2013, 8, 40.