BazTech - Yadda

1

Wyznaczanie krzywych lepkości polimerowych kompozytów drzewnych na podstawie ograniczonej liczby pomiarów reometrycznych

Wilczyński K. J.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 3

213--218

PL

Wykonano badania reometryczne polimerowego kompozytu drzewnego (WPC) na osnowie polipropylenu (PP) z udziałem 50 % mas. mączki drzewnej. Przedstawiono procedury wyznaczania krzywych lepkości WPC na podstawie ograniczonej liczby pomiarów wskaźnika szybkości płynięcia (MFR), z zastosowaniem uniwersalnego równania Vinogradova-Malkina, dwuparametrowego równania potęgowego Ostwalda-de Waele oraz trójparametrowego równania logarytmicznego Kleina. Przeprowadzono badania plastometryczne WPC, na podstawie których wyznaczono krzywe lepkości. Stwierdzono, że proponowane rozwiązania mogą być przydatne w praktyce inżynierskiej do szybkiej oceny właściwości reologicznych polimerowych kompozytów drzewnych.

EN

Rheological studies of wood polymer composite (WPC) with polypropylene (PP) matrix containing 50 wt % wood flour have been performed. Several procedures for determination of WPC viscosity curves with a limited number of melt flow rate (MFR) measurements using universal Vinogradov-Malkin, two-parameter Ostwald-de Waele power-law and three-parameter logarithmic Klein equations were presented. The plastometric tests of WPC were carried out to determine the viscosity curves. It has been stated that the discussed procedures can be useful in engineering practice to rapidly assess the rheological properties of wood polymer composites.

2

Analysis of the Nucleation Activity of Wood Fillers for Green Polymer Composites

Odalanowska M., Borysiak S.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 2 (128)

66--72

EN

In this work, the surface of pine wood used as a filler in polypropylene/wood composites was successfully modified by the mercerization process. It is a very significant process because it removes low-molecular components, which improves interactions between the filler and matrix and leads to a better dispersion of the filler in the matrix. Unfortunately chemical treatment may affect nucleation of the lignocellulosic filler. On the basis of XRD results, the transformation of native cellulose I to cellulose II was observed. In the present study, the effect of the mercerisation of pine wood on the nucleation ability of polypropylene was investigated by means of polarising microscopy. The results showed that the chemical modification of pine wood had a significant effect on nucleation activity in polymer composites. This effect is explained by differences in the chemical compositions of wood fibres. The content of simple sugars obtained from the methanolysis and acidic hydrolysis of cellulose and hemicellulose was determined through gas chromatography investigations. It was found for the first time that the formation of transcrystalline structures is possible for composites with a high content of glucose derived from cellulose. It is also worth emphasising that the chemical modification process can lead tocellulose depolymerisation processes and the formation of degradation products with a lower molecular weight.Knowledge of the phenomena taking place in the interphase boundary polymer/ filler is very important because it permits optimisation of the processing, leading to products of target properties.

PL

W pracy przeanalizowano kompozyty polipropylenu z drewnem sosnowym, które poddano merceryzacji. Proces ten jest odpowiedzialny za usunięcie związków małocząsteczkowych z powierzchni napełniacza lignocelulozowego, co prowadzi do poprawy oddziaływań i lepszej dyspersji cząstek drewna w matrycy polimerowej. Jednakże, przeprowadzenie modyfikacji chemicznej drewna może wpływać na proces nukleacji i krystalizacji semikrystalicznej matrycy polipropylenowej. Na podstawie badań rentgenowskich stwierdzono transformację polimorficzną celulozy natywnej I do celulozy II. Przeprowadzone badania mikroskopowe w świetle spolaryzowanym wykazały, że transformacja fazowa ma duży wpływ na aktywność nukleacyjną stosowanych napełniaczy. Uzyskane wyniki interpretowano w oparciu o analizę składu chemicznego napełniaczy lignocelulozowych. W tym celu przeprowadzono procesy metanolizy oraz hydrolizy kwasowej, a na podstawie techniki chromatograficznej wyznaczano zawartość cukrów prostych pochodzących od celulozy i hemicelulozy zawartych w napełniaczach sosnowych. Na podstawie tych badań, po raz pierwszy odnotowano, że tworzenie struktur transkrystalicznych jest związane z zawartością glukozy pochodzącej od celulozy zawartej w napełniaczu lignocelulozowym. Ponadto, chemiczna modyfikacja może prowadzić do częściowej depolimeryzacji celulozy i tworzenia związków o mniejszej masie cząsteczkowej. Opisywane zjawiska międzyfazowe w układach kompozytowych są niezwykle istotne w kontekście optymalizacji parametrów technologicznych prowadzących do otrzymywania materiałów o założonych właściwościach.

3

Choosing a proper method for strengthening WPC beams with grooving method using SWARA-EDAS

Chini Mahdi, Arefi Lale Shahid, Zolfani Hashemkhani Sarfaraz, Ustinovicius Leonas

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 4/I

161--174

EN

Wood plastic composite (WPC) is a lightweight material, resistant against corrosion and damage, with recyclability of consuming materials. These materials usually used in marine structures frequently due to their unique features. In order to strengthen beams made by this material, usually Fibre-reinforced plastic (FRP) sheets are used, and one of the fracture modes in these beams is debonding of FRP sheet from the surface of the beams. To deal with this problem some grooves are used in the surface of the beam to improve the contact surface. The grooves include longitudinal, transverse and diagonal grooves. The main goal of this study is to assess different grooving methods in WPC-FRP beams. In this regard, primarily criteria (improving resistance, performance speed, performance complexity, performance costs, displacement and absorbing energy) were determined through interviews with experts in this field in order to assess the beams. Then, SWARA method employed to evaluate criteria with a policy based perspective and finally EDAS method applied for evaluating related alternatives. Based on obtained results, the longitudinal groove method is the best way of strengthening WPC beams to prevent debonding.

4

Wood chip plastic composite – a novel bio-based material with high mechanical properties

Hartmann R., Koch M.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 7-8

556--559

EN

Wood chip plastic composites (WCPC) with high mechanical properties were produced by combining long pine wood strands with formaldehyde-free binder systems. The obtained novel bio-based lightweight materials compensate major disadvantages of commonly used oriented strand board (OSB). WCPC are load- and application-optimized, non-toxic, with zero-waste and cost-efficient. Suitable binder systems and production process options for WCPC were selected. The behavior of strands when pressurized was investigated to specify the limit of the compression pressure, that did not cause damage of the wood cell walls. Specimens were produced with an experimental mold using thermoplastic as well as thermosetting binder systems and resin injection as well as hot compression molding techniques. Mechanical properties of WCPC were determined and compared with the properties of conventional wood-based materials.

PL

Otrzymano kompozyty polimerowe na bazie polipropylenu z udziałem długich zrębków drzewnych, spajanych octanem etylenowo-winylowym (WCPC). Materiały te kompensują wady tradycyjnych płyt OSB (orientowanych osiowo), są nietoksyczne, wytrzymałe na obciążenia, produkowane bezodpadowo i niewielkim kosztem. Dobrano odpowiedni system spajający oraz wariant procesu wytwarzania płyt WCPC. Określano wartość dopuszczalnego ciśnienia sprężania użytych zrębków drzewnych, nieuszkadzającego ich ścian komórkowych. Próbki wytwarzano w formie doświadczalnej z wykorzystaniem dwóch różnych układów spajających, metodą wtryskiwania żywicy oraz kompresyjnego formowania na gorąco. Oznaczano właściwości mechaniczne WCPC i porównano je z właściwościami konwencjonalnych materiałów drewnopochodnych.

5

Właściwości mechaniczne i termiczne mieszanin recyklatów Polieylenu i Poli(Chlorku Winylu) napełnionych mączką drzewną

Ziółkowska A., Kasner R.

Ekologia i Technika

|

2016

|

R. 24, nr 2

94--98

PL

Celem niniejszej pracy było określenie możliwości wykorzystania recyklatów PE-HD i PVC oraz ich mieszanin do produkcji kompozytów polimerowo-drzewnych oraz zbadanie właściwości mechanicznych i termicznych otrzymanych materiałów. Na spełnienie założeń pozwoliło przygotowanie w komorze plastografometru Brabendera mieszanin recyklatów PE-HD/PVC o różnym składzie oraz kompozyty na ich osnowie zawierające 50% mas. mączki drzewnej. Zbadano właściwości mechaniczne przy statycznym rozciąganiu, wartość udarności metodą Charpy'ego oraz oznaczono temperaturę mięknienia wg Vicata otrzymanych materiałów. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż możliwe jest wykorzystanie recyklatów PE-HD i PVC oraz ich mieszanin do wytwarzania kompozytów polimerowo-drzewnych, wówczas, gdy dodatek drugiego wprowadzanego polimeru wynosi 5 i 10%. Stwierdzono, że dodatek napełniacza drzewnego do osnowy, w skład której wchodzą trudno mieszalne tworzywa polimerowe, spowodował zmianę właściwości kompozytów w porównaniu do tworzyw nienapełnionych. Najmniej odpowiednią do celów produkcyjnych kompozytów okazała się być mieszanina 50%PE-HD/50%PVC (zarówno z napełniaczem, jak i bez), charakteryzująca się niedostatecznie niską udarnością i wytrzymałością na zerwanie, co świadczy o nie mieszalności recyklatów obu polimerów. Rezultaty badań wskazują, że dodatek mączki drzewnej prowadzi do obniżenia właściwości mechanicznych materiałów, ale polepsza termostabilność kompozycji.

EN

The aim of this study was to determine the possibility of using recycled PE, PVC and their mixtures for wood-polymer composites (WPC) production and to investigate the mechanical and thermal properties of this materials. The compounds of PVC/PE recyclates of various compositions and composites with the matrix of these blends, containing 50 wt. % wood flour were processed in the Brabender measuring mixer, The mechanical properties of the gelated compounds and composites as well as Vicat softening temperature and impact strength were determined. The research showed that it is possible to use recycled PE, PVC and their mixtures for the wood-polymer composites production, when the addition of a second polymer containing 5 and 10 wt. %. It has been found, that the addition of an immiscible polymer decreases the mechanical properties of the blend, and that the least advantageous properties were displayed by the compound with a PVC:PE ratio of l to 1. The results of the study indicate that the addition of wood flour reduces the mechanical properties of materials, but it improves the thermal stability of the composition.

6

Właściwości mechaniczne i struktura mieszanin recyklatów polietylenu i poli(chlorku winylu) napełnionych mączką drzewną

Tomaszewska J., Zajchowski S.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 2

106-113

PL

Mieszaniny recyklatów PVC/PE o różnym składzie i kompozyty na ich osnowie, zawierające 15 %, 30 % lub 50 % mas. mączki drzewnej przetwarzano w komorze plastografometru Brabendera. Zbadano właściwości mechaniczne zżelowanych mieszanin i kompozytów oraz oznaczono temperaturę mięknienia wg Vicata. Przeprowadzono obserwacje metodą mikroskopii optycznej i elektronowej. Stwierdzono, że dodatek niemieszalnego polimeru w mieszaninie pogarsza jej właściwości mechaniczne, a najmniej korzystne cechy wykazują mieszaniny, w których stosunek zawartości obu składników wynosi 1:1. Dodatek napełniacza drzewnego do osnowy, w skład której wchodzą dwa trudnomieszalne polimery powoduje ujednorodnienie struktury osnowy a w konsekwencji poprawę właściwości kompozytów.

EN

The compounds of PVC/PE recyclates of various compositions and composites with the matrix of these blends, containing 15, 30 and 50 wt. % wood flour were processed in the Brabender measuring mixer. The mechanical properties of the gelated compounds and composites as well as Vicat softening temperature were determined. SEM and optical microscopy examination was also performed. It has been found, that the addition of an immiscible polymer decreases the mechanical properties of the blend, and that the least advantageous properties were displayed by the compound with a PVC:PE ratio of 1 to 1. The research showed that an addition of wood filler to the matrix containing two immiscible polymers results in a more homogeneous matrix structure and consequently an improvement in the properties of composites.

7

Kompozyty polimerowo-drzewne polietylenu dużej gęstości z nanokrzemionką zawierającą immobilizowane nanocząstki srebra

Jeziórska R., Zielecka M., Szadkowska A., Wenda M., Tokarz L.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 3

192-203

PL

Otrzymano kompozyty polimerowo-drzewne polietylenu dużej gęstoości (PE-HD/W) z nanokrzemionką o budowie sferycznej, zawierającą immobilizowane nanocząstki srebra (SGS-Ag). Określono wpływ zawartości nanonapełniacza (10 lub 15 % mas.) oraz wymiarów jego cząstek (30 lub 70 nm) a także dodatku modyfikatora (maleinowanego polietylenu dużej gęstości—MPE-HD) na właściwości użytkowe wytworzonych kompozytów. Oceniano strukturę, statyczne i dynamiczne właściwości mechaniczne oraz odporność cieplną. Stwierdzono, że kompozyty z udziałem nanokrzemionki o wymiarach 70 nm charakteryzują się większą wytrzymałością, modułem sprężystości i udarnością, a te z udziałem cząstek o wymiarach 30 nm wykazują większą sztywność i lepsze właściwości cieplne.

EN

The influence of silica containing immobilized nanosilver (SGS-Ag) (Fig. 1, Table 1) on the structure, thermal (Table 2) and mechanical (Tables 3, 4) properties ofwood-filled high density polyethylene composites (WPC) was investigated. All materials were compounded in a co-rotating twin-screw extruder and then injection molded. The composites were characterized with SEM (Figs. 2, 4, 5) and DSC (Figs. 6, 7) methods. The thermal decomposition was studied by TGA (Figs. 12—14, Table 5). The mechanical properties and heat distortion temperaturewere also determined. The addition of silica in the presence of maleated high density polyethylene (MPE-HD) improves adhesion between the PE-HD andwood fiber. Storage modulus values of prepared composites containing nanosilica measured byDMTAwere sensitive to the microstructure of the nanocomposites (Fig. 8). It was found out, that contents and size of nanosilica particles have great impact on nanocomposites properties. Higher silica contents resulted in higher storage modulus, proving that the material became stiffer. Crystallization rates and crystallinity were found to increase by adding MPE-HD as well as nanosilica. The thermal stability of WPC containing SGS-Ag was better compared to either WPC or neat PE-HD. The gradual enhancement in tensile and flexural strengths of the wood-filled PE-HD composites containing MPE-HD was observed. The addition of silica nanoparticles to the wood-filled PE-HD composites increased tensile and flexural modulus, and impact strength pointing to a synergistic effect arising from the presence of the reinforced PE-HD phase, containing high amounts of the finely dispersed wood fiber.