Badania struktury i właściwości fizycznych kompozytu poliacetal-piasek kwarcowy

• Autorzy: Gnatowski A. , Grzesiczak D.

Warianty tytułu

EN

Analysis of structure and physical properties of composite polyacetale-quartz sand

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań poliacetalu i kompozytu poliacetal- piasek kwarcowy. Dokonano analizy wpływu zawartości i rodzaju frakcji napełniacza w kompozytach na właściwości otrzymanego materiału polimerowego. Przeprowadzono badania DMTA, różnicowej kalorymetrii skaningowej DSC z uwzględnieniem zakresu entalpii topnienia, struktury, barwy i połysku, wytrzymałości na rozciąganie oraz twardości oznaczonej metodą wciskania kulki i metodą Shore’a. Strukturę obserwowano za ponmocą mikroskopu świetlnego Nicon Eclipse 2000 przy powiększeniu 400×. Zmiany barwy określono z zastosowaniem spektrofotometru SP60 firmy X-Rite, a połysk za pomocą urządzenia Elcometer 406 w zakresie kąta odbicia 20°. Próbę jednoosiowego rozciągania przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej Hegewald & Peschke Inspekt 20 z prędkością rozciągania 5 mm/min. Badania przeprowadzono na próbkach wytworzonych metodą wtryskiwania przy najkorzystnieszych parametrach przetwórstwa. Próbki do badań wytworzono na wtryskarce Krauss-Maffei (KM65-160C1). W badaniach metodą DMTA odnotowano istotne zmiany modułu zachowawczego i współczynnika stratności mechanicznej. Zarejestrowano wzrost wartości modułu zachowawczego kompozytów w zależności od zawartości i rodzaju frakcji napełniacza. Metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej zarejestrowano wpływ zawartości napełniacza na wartość stopnia krystaliczności, którego wartość rośnie po dodaniu napełniacza oraz zmiany zakresu temperatury topnienia fazy krystalicznej. Określono również zmiany wartości entalpii topnienia badanego kompozytu w odniesieniu do poliacetalu. Badania struktury wykazały rozdrobnienie mikrostruktury w wyniku dodania napełniacza. W pomiarach barwy uzyskano mniejsze wartości jasności. Odnotowano zmianę barwy białej na szarą. Wyniki porównano z paletą barw. W przeprowadzonych badaniach połysku stwierdzono zmniejszenie wartości dla kompozytów z większą zawartością napełniacza. Stwierdzono zwiększenie twardości dla kompozytów o największej zawartości napełniacza, a w badaniu wytrzymałości na rozciąganie zmniejszenie wartości dla kompozytów.

EN

This paper presents the results of research on polyacetal and composite polyacetal- quartz sand. In addition, the authors presented the influence of filler content in the composites on their physical properties. The article provides the results of the study findings that were concluded: DMTA, analysis, differential scanning calorimetry DSC taking account of the melting enthalpy, structure, colour and gloss, tensile and hardness as determined by ball steel pressing and the Shore method. The structure was observed using a light microscope Nikon Eclipse 2000 with a magnification of 400×. The colour change measured by an SP60 spectrophotometer from X-Rite, and gloss reflection angle of 20° with an Elcometer 406 device. The tensile test was carried out using a testing machine Hegewald & Peschke inspekt 20. Tests were carried out on samples prepared by injection molding at the best processing parameters. The test specimens were obtained by means of injection molding machines Krauss-Maffei (KM65-160C1). The thermomechanical properties were recorded using the DMTA method. In the test using DMTA, changes of the storage modulus and mechanical loss factor were reported. In the DSC investigation, the influence of filler content on the value of the degree of crystallinity, the value of which increased after the addition of the filler and of change in the melting point range of the crystalline phase were found. Changes in the crystallization range of the composite as well as of the polyacetal were also shown. The microstructure examination showed fragmentation of the crystal structure due to the addition of filler. The colour measurements that were obtained decrease in brightness as there was a colour change from white to gray. The results were compared with the palette colour. The hardness measurements showed an increase in the hardness values for the composites with the highest filler content. In the study, a reduction in the tensile strength values for the composites was found.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; właściwości mechaniczne; właściwości termiczne; mikrostruktura; poliacetal; piasek kwarcowy

EN

composites; mechanical properties; thermal properties; microstructure; polyacetal; quartz sand

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 3
• Strony: 277--282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gnatowski A.

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

autor

Grzesiczak D.

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

Bibliografia

• [1] Jurkowska B., Jurkowski B.: Sporządzanie kompozycji polimerowych. Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa (1995).
• [2] Alonso M., Velasco J. I., de Saja J.S.: Constrained crystallization and activity of filler in surface modified talc polypropylene composites. Eur. Polym. J. 33 (3) (1997) 255÷262.
• [3] Sterzyński T.: Processing and property improvement in isotactic polypropylene by heterogeneous nucleation. Polimery 45 (11-12) (2000) 786÷791.
• [4] Sterzyński T., Calo P., Lambla M., Thomas M.: Trans- and dimethyl-quinacridone nucleation of the isotactic polypropylene. Polymer Engineering and Science 37 (12) (1997) 1917÷1927.
• [5] Gnatowski A.: Wpływ przetwórstwa na właściwości mechaniczne poliamidu modyfikowanego poliwinylopirolidonem. Composites 3 (2007) 155÷159.
• [6] Hyla I.: Tworzywa sztuczne. Właściwości – przetwórstwo – zastosowanie. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2000).
• [7] Sterzyński T., Śledź I.: Jednopolimerowe kompozyty polipropylenowe – wytwarzanie, struktura, właściwości. Polimery 6 (2007) 443÷452.
• [8] Jakubowska P., Sterzyński T., Samujło B.: Badania reologiczne kompozytów poliolefionowych o wysokim stopniu napełnienia z uwzględnieniem charakterystyk p-v-T. Polimery 5 (2010) 379÷389.
• [9] http://www.grudzenlas.pl.
• [10] Jeziórska R., Zielecka M., Szadkowska A., Wenda M., Tokarz L.: Kompozyty polimerowo-drzewne polietylenu dużej gęstości z nanokrzemionki zawierającej immobilizowane nanocząstki srebra. Polimery 3 (2012) 192÷203.
• [11] Galina H.: Fizykochemia polimerów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów (1998).