Effect of stress and temperature on the thermomechanical degradation of a PE-LD/OMMT nanocomposites

• Autorzy: Mantia F. P. La , Morreale M. , Ceraulo M. , Mistretta M. C.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.667

Warianty tytułu

PL

Wpływ naprężeń i temperatury na termomechaniczną degradację nanokompozytów PE-LD/OMMT

• Konferencja: MoDeSt Workshop (8-10.09.2013 ; Warsaw, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermomechanical degradation of nanocomposites is a topical issue that has not been fully investigated as demonstrated by the low number of papers available in the literature regarding this specific aspect. In particular, with regards to low density polyethylene/clay nanocomposites, the degradation behavior is very complex since it involves the degradation paths of both the polymer matrix and the organomodified nanoclay. In the present work, the effects of mechanical stress and temperature on the thermomechanical behavior of PE-LD/organomodified clay nanocomposites and the degradation paths were investigated by rheological, FT-IR and mechanical methods. The results have shown that the thermomechanical degradation mechanisms are very complex, involving several phenomena such as chain scission, branching, recrystallization and crosslinking, degradation of the organomodified clay and interaction between the degradation products of both system components. These interactions between the degradation products of the organomodifier and the polymer matrix can deeply influence the final behavior of the nanocomposite in a way which is similar to what usually happens in polymer blends.

PL

Zbadano wpływ naprężeń mechanicznych i temperatury na przebieg termomechanicznej degradacji nanokompozytów polietylenu małej gęstości (PE-LD) i organicznie modyfikowanej glinki montmorylonitowej (OMMT). Zdegradowane nanokompozyty oceniano na podstawie wartości wskaźnika szybkości płynięcia (MFR), widm FT-IR oraz właściwości mechanicznych. Wyniki badań wskazują, że mechanizm termomechanicznej degradacji kompozytów PE-LD/OMMT jest procesem złożonym, obejmującym: rozerwanie łańcucha polimeru, rekrystalizację i sieciowanie, degradację organicznie modyfikowanej glinki, a także interakcje między produktami degradacji, a składnikami kompozytu — glinką modyfikowaną organicznie i matrycą polietylenową. Interakcje mają duży wpływ na przebieg procesu i na właściwości końcowego produktu degradacji.

Słowa kluczowe

EN

nanocomposites; thermomechanical degradation; melt flow rate; rheology; mechanical properties

PL

nanokompozyty; degradacja termomechaniczna; wskaźnik szybkości płynięcia; reologia; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 9
• Strony: 667—672
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Mantia F. P. La

• University of Palermo, Department of Civil, Environmental, Aerospace, Materials Engineering, Viale delle Scienze, 90128 Palermo, Italy

autor

Morreale M.

• Kore University of Enna, Faculty of Engineering and Architecture, Cittadella Universitaria, 94100 Enna, Italy

autor

Ceraulo M.

• University of Palermo, Department of Civil, Environmental, Aerospace, Materials Engineering, Viale delle Scienze, 90128 Palermo, Italy

autor

Mistretta M. C.

• University of Palermo, Department of Civil, Environmental, Aerospace, Materials Engineering, Viale delle Scienze, 90128 Palermo, Italy

Bibliografia

• [1] Paul D.R., Robeson L.M.: Polymer 2008, 49, 3187. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2008.04.017
• [2] Azeez A.A., Rhee K.Y., Park S.J., Hui D.: Composites Part B 2013, 45, 308. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.08.064
• [3] Chen L., Rende D., Schadler L.S., Ozisik R.: J. Mater. Chem., A 2013, 1, 3837. http://dx.doi.org/10.1039/C2TA00086E
• [4] Majeed K., Jawaid M., Hassan A., Abu Bakar A., Abdul Khalil H.P.S., Salema A.A., Inuwa I.: Mater. Des. 2013, 46, 391. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2012.10.044
• [5] Sahoo N.G., Pan Y.Z., Li L., He C.B.: Nanomedicine 2013, 8, 639. http://dx.doi.org/10.2217/nnm.13.44
• [6] Youssef A.M.: Polym. Plast. Technol. Eng. 2013, 52, 635. http://dx.doi.org/10.4155/ebo.13.657
• [7] Kumar S.K., Jouault N., Benicewicz B., Neely T.: Macromolecules 2013, 46, 3199. http://dx.doi.org/10.1021/ma4001385
• [8] Li C., Thostenson E.T., Chou T.-W.: Compos. Sci. Technol. 2008, 68, 1227. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.01.006
• [9] Pavlidou S., Papaspyrides C.D.: Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 1119. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.07.008
• [10] Choudalakis G., Gotsis A.D.: Eur. Polym. J. 2009, 45, 967. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2009.01.027
• [11] Camargo P.H.C., Satyanarayana K.G., Wypych F.: Nanocomposites: Mater. Res. 2009, 12, 1. http://dx.doi.org/10.1590/S1516-14392009000100002
• [12] Ciardelli F., Coiai S., Passaglia E., Pucci A., Ruggeri G.: Polym. Int. 2008, 57, 805. http://dx.doi.org/10.1002/pi.2415
• [13] Cassagnau P.: Polymer 2008, 49, 2183.http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2007.12.035
• [14] Russo G.M., Nicolais V., Di Maio L., Montesano S., Incarnato L.: Polym. Degrad. Stab. 2007, 92, 1925. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.06.010
• [15] Karahaliou E.K., Tarantili P.A.: J. Appl. Polym. Sci. 2009, 113, 2271. http://dx.doi.org/10.1002/app.30158
• [16] Gawad A.A., Esawi A.M.K., Ramadan A.R.: J. Mater. Sci. 2010, 45, 6677. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-010-4760-5
• [17] Touati N., Kaci M., Bruzaud S., Grohens Y.: Polym. Degrad. Stab. 2011, 96, 1064. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2011.03.015
• [18] Remili C., Kaci M., Benhamida A., Bruzaud S., Grohens Y.: Polym. Degrad. Stab. 2011, 96, 1489. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2011.05.005
• [19] La Mantia F.P., Mistretta M.C., Morreale M.: Macromol. Mater. Eng. 2014, 299, 96. http://dx.doi.org/10.1002/mame.201200449
• [20] Scaffaro R., Mistretta M.C., La Mantia F.P., Frache A.: Appl. Clay Sci. 2009, 45, 185. http://dx.doi.org/10.1016/j.clay.2009.06.002
• [21] Scaffaro R., Botta L., Frache A., Bellucci F.: Thermochim. Acta 2013, 552, 37. http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2012.11.007
• [22] Mistretta M.C., Morreale M., La Mantia F.P.: Polym. Degrad. Stab. 2014, 99, 61. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2013.12.009
• [23] La Mantia F.P.: “Degradation of polymer blends” in “Handbook of Polymer Degradation“ (Ed. S.H. Hamid, M.B. Amin, A.G. Maadhah), Marcel Dekker, NY, 1992.
• [24] Rideal G.R., Padget J.C.: J. Polym. Sci. 1976, 57, 1.
• [25] Seyidoglu T., Yilmazer U.: J. Appl. Polym. Sci. 2013, 127, 1257. http://dx.doi.org/10.1002/app.37757
• [26] Cervantes-Uc J.M., Cauich-Rodriguez J.V., Vàzquez-Torres H., Garfias-Mesìas L.F., Paul D.R.: Therm. Acta 2007, 457, 92. http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2007.03.008
• [27] Dintcheva N.Tz., Arrigo R., Morreale M., La Mantia F.P., Matassa R., Caponetti E.: Polym. Adv. Tech. 2011, 22, 1612. http://dx.doi.org/10.1002/pat.1648
• [28] La Mantia F.P., Dintcheva N.Tz., Scaffaro R., Marino R.: Macromol. Mater. Eng. 2008, 293, 83. http://dx.doi.org/10.1002/mame.200700204
• [29] Dintcheva N.Tz., Marino R., La Mantia F.P.: J. Appl. Polym. Sci. 2011, 120, 2772. http://dx.doi.org/10.1002/app.33354