Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of montmorillonite content on change the physicochemical properties of lubricating greases produced from vegetable base oil

Kozdrach Rafał

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 4

270--278

EN

The publication presents the results of investigations into the influence of different amounts of a modifying additive on the physicochemical properties of selected lubricating compositions. Montmorillonite, as a representative of stratified silicates, was used to modify lubricating grease produced from a vegetable base oil, and lithium stearate was used to thicken it. Investigations of the physicochemical properties of the base lubricating grease were carried out and compared with the results obtained for lubricating greases containing the modifying additive. The selected parameters were penetration, penetration after prolonged kneading, dropping point, emission of oil from grease, anticorrosive properties by dynamic method, and mechanical stability – an attempt to roll out and oxidize the lubricant with a PetroOxy apparatus. Based on the results of physicochemical tests, it was determined that the applied modifying additive causes an increase in the dropping point, which limits the applicability of lubricating greases, as well as a decrease in oil emission, which was responsible for the lubricating effectiveness of the tested lubricants. It had a positive effect on mechanical stability and the tested lubricants were not disqualified from use in established applications, reducing the degree of corrosion on ball bearings working in the presence of the lubricating greases during testing. This had a positive effect on the condition of machines and devices where the lubricating greases are used and increased the oxidative stability when its content in the lubricating grease was at least 5%. This figure represents the upper limit of the modifying additive content in the lubricating greases.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań wpływu różnej ilości dodatku modyfikującego na właściwości fizykochemiczne wybranych kompozycji smarowych. Do modyfikacji smaru plastycznego wytworzonego na bazie roślinnej i zagęszczonego stearynianem litu zastosowano montmorylonit, przedstawiciela krzemianów warstwowych. Wykonano badania właściwości fizykochemicznych smaru plastycznego bazowego oraz smarów plastycznych zawierających dodatek modyfikujący, a otrzymane wyniki porównano. Wyznaczono penetrację, penetrację po przedłużonym ugniataniu, temperaturę kroplenia, wydzielanie oleju ze smaru, właściwości przeciwkorozyjne uzyskane metodą dynamiczną, stabilność mechaniczną – próba wałkowania oraz utlenialność na aparacie PetroOxy. Na podstawie analizy otrzymanych wyników badań fizykochemicznych stwierdzono, że zastosowany dodatek modyfikujący powoduje wzrost temperatury kroplenia, która decyduje o granicy stosowalności wytworzonych smarów plastycznych oraz wpływa na spadek wydzielania oleju ze smaru, który świadczy o skuteczności smarowania elementów trących badanymi kompozycjami smarowymi. Dodatek wpływa korzystnie na stabilność mechaniczną, zmniejsza stopień skorodowania łożysk kulkowych pracujących w obecności badanych smarów plastycznych, co z kolei korzystnie oddziałuje na stan maszyn i urządzeń, w których smary te są stosowane, oraz zwiększa stabilność oksydacyjną, gdy zawartość dodatku w smarze wynosi co najmniej 5%.

2

Opracowanie metodyki rentgenowskiej ilościowej analizy fazowej mieszanin krzemianów warstwowych o strukturze nieuporządkowanej

Konopka G., Perkowski K., Gizowska M., Osuchowski M., Witosławska I., Marciniak-Maliszewska B., Kobus I.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2015

|

R. 8, nr 22

34--43

PL

Do opracowania metodyki badawczej zastosowano wzorce materiałów, w tym wzorce krzemianów warstwowych, z których sporządzono mieszaniny o ustalonym składzie. Przygotowanie próbek obejmowało separację grawitacyjną w celu możliwie najwyższego stopnia oczyszczenia zakupionych wzorców z domieszek minerałów nieilastych. Wyseparowane próbki były analizowane metodą dyfrakcji rentgenowskiej, a ich obraz dyfrakcyjny został zapisany jako wzorzec i wykorzystany w późniejszych badaniach przygotowanych mieszanin wieloskładnikowych. Próbki wzorcowe i mieszaniny były analizowane z wykorzystaniem posiadanego oprogramowania TOPAS v4.2 i TOPAS v5.0 oraz DIFFRAC EVA, co pozwoliło na użycie metody Rietvelda oraz innych metod polegających na dopasowywaniu obliczonego obrazu dyfrakcyjnego względem zmierzonego, na podstawie udokładnianych parametrów strukturalnych. Wykazano, że metoda PONKCS w połączeniu z tradycyjnie stosowaną w rentgenowskiej ilościowej analizie fazowej metodą Rietvelda pozwala na efektywne i stosunkowo precyzyjne oznaczenie zawartości zdefektowanych minerałów ilastych w mieszaninach wieloskładnikowych.

EN

In order to define the proper analytical methodology a set of standards including layer silicates was used, from which the mixtures of known composition were prepared. Sample preparation included gravity separation aimed to purify purchased standards from non-clay admixtures. Separated samples were analyzed by roentgen diffraction technique (XRD) and their diffraction signal was saved and used in the later analyses of prepared multicomponent mixtures. Standard samples and prepared mixtures were analyzed with TOPAS v4.2, TOPAS v5.0 and DIFFRAC EVA software which allowed for implementation of the Rietveld method as well as other techniques relying on fitting of the calculated to measured diffraction profile due to the adjustment of the refinable parameters. It was shown that the PONKCS method combined with the traditional Rietveld refinement allows for effective and relatively precise measurement of the quanitity of the highly defected clay minerals in the multicomponent mixtures.

3

Degradacja termiczna nanokompozytów poliamid/krzemian warstwowy

Majka T., Pielichowski K.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2011

|

R. 108, z. 2-Ch

133-142

PL

Artykuł zawiera przegląd literatury naukowej dotyczącej problemu degradacji termicznej nanokompozytów wytworzonych w oparciu o matrycę poliamidową (PA) i glinokrzemiany, głównie montmorylonit. Przedstawiono ogólny zarys mechanizmu rozkładu poliamidów poddanych działaniu wysokich temperatur oraz nanokompozytów poliamid/glinokrzemian. Omówiono mechanizm dekompozycji modyfikatorów stosowanych do kompatybilizacji układu PA/glinokrzemian warstwowy - ich rozkład może znacząco wpływać na stabilność termiczną matrycy poliamidowej.

EN

This paper includes an overview of the scientific literature on the thermal degradation of nanocomposites produced on the basis of polyamide (PA) and aluminosilicates, mainly montmorillonite. The general outline of the mechanism of degradation of polyamides exposed to high temperatures and polyamide/organoclay nanocomposites has been presented. The mechanism of decomposition of surface modifiers used to compatibilise PA/layered silicate systems were also discussed - their distribution can significantly affect the thermal stability of polyamide matrix.

4

Nanokompozyty z osnową poliolefinową. Część I. Polipropylen/krzemian warstwowy

Janik J., Krala G., Królikowski W.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 1

34-39

PL

Przedstawione badania dotyczą wytwarzania nanokompozytów polipropylenu z udziałem proszkowego nanonapełniacza w postaci różnych krzemianów warstwowych (krajowy Organobentonit, produkty firmy Süd-Chemie Nanofil 5, 9, SE 3000) i modyfikatora PP-g-MA (kompatybilizatora Polybond X5104). Badania prowadzone były w celu optymalizacji parametrów technologicznych wytwarzania nanokompozytów i oceny właściwości mechanicznych, cieplnych i reologicznych (MFR) oraz struktury morfologicznej (TEM). W pierwszym etapie wytworzono koncentraty nanonapełniaczy z kompatybilizatorem. W II etapie z użyciem koncentratu i polimeru bazowego wytworzono metodą wytłaczania nanokompozyty o składzie: PP/10% wag. kompatybilizatora/5% (2,5%) wag. nanonapełniacza przy dwu różnych obrotach ślimaków (100 i 300 obr/min). Spośród przebadanych nanonapełniaczy Nanofil 5 zapewniał najlepsze właściwości mechaniczne nanokompozytom polipropylenowym. Mimo że nie stwierdzono eksfoliacji Nanofilu 5 w matrycy PP, jego 5% dodatek do PP spowodował istotny wzrost właściwości mechanicznych nanokompozytu PP: Et o 35%, Ef o 42%, [delta]m o 14%, [delta]fm o 17% w porównaniu do czystego PP. Właściwości takiego optymalnego nanokompozytu (PP/10% Polybond X5104/5% Nanofil 5, wytłoczony przy 300 obr/min) były następujące: Et = 1679 MPa, Ef = 2050 MPa, δm = 37 MPa, δfm = 59 MPa, εB = 21%. Materiał ten cechują zatem dobre właściwości konstrukcyjne. Charakteryzuje się on przy tym istotnym obniżeniem palności w stosunku do PP jako polimeru bazowego. Szybkość palenia PP wynosi 25,5 mm/s, omawianego nanokompozytu 19,7 mm/s, a więc jest mniejsza o 30% w porównaniu do PP.

EN

The significant amount of industrial and governmental research has been and today is being conducted on nanocomposites. The most popular polymers for research and development of nanocomposites are polyamides, polypropylene, polyethylene, styrenics, vinyls, polycarbonates, acrylics, polybutylene terephthalate, epoxies and polyurethanes as well as a variety of miscellaneous engineering resins. The most common filler is montmorillonite clay; these nanoclays are unique since they have a platy structure with a unit thickness of one nanometer or less and an aspect ratio in the 1000:1 range. Unusually low loading levels are required for property improvement. Expected benefits from nanocomposites include improvement in modulus, flexural strength, heat distortion temperature, barrier properties, and other benefits and, unlike typical mineral reinforced system, they are without the conventional trade-off in impact and clarity. Nanocomposites are a new class of composites with very low contents of nanoscale size fillers (around 5 wt. % - as a dispersion) and excellence properties. To improve dispersion, clay platelets are modified with an organic surfactant to give what is called "organo-modified" clay. Even with this chemical modification, it requires the assistance of optimized process conditions to achieve a complete dispersion of organo-clay plate-lets (exfoliation). In some cases, the polymer is only intercalated between clay platelets. Only well-exfoliated nanocomposites give the expected improvement in properties. This review article presents the process of preparation of nanocomposites based on polypropylene (PP) with different clays - montmorillonites (Organobentonit, Nanofil 5, 9, SE 3000) and with compatybilizer PP-g-MA (polypropylene grafted with maleic anhydride - Polybond X5104) - PP/compatybilizer/clay. The nanocomposites were compounded using a two-screw, corotating extruder, having a L/D = 32 by melt mixing PP with different concentrates - "master batch" (Polybond 60 wt. % /clay 40 wt. %) at different screw speed (100 and 300 rpm). The concentration of clays in the nanocomposites PP was kept in a range 2.5 and 5 wt. % and concentration of Polybond was kept in a range 10 wt. %. The effect of extrusion variant and the mass traction of composite components on the properties obtained (static mechanical properties, thermal and reological properties - MFR and microstructure TEM) was investigated. Experimental shows that, tensile strength [delta]m and flexural strength [delta]fm, modulus of elasticity at tensile Et and flexural Ef are the highest for nanocomposite PP/5 wt. % Nanofil 5/10 wt. % Polybond X5104 (by 300 rpm), where Et = 1679 MPa, Ef = 2050 MPa, δm = 37MPa, δfm = 59 MPa. In comparison with mechanical properties of PP it was increase by: Et by 35%, Ef by 42%, δm by 14% and δfm by 17%. TEM micrograph of ultra-thin section of nanocomposite PP/5% wt. Nanofil 5/10 wt. % Polybond X5104 shows semi-exfoliated clay platelets. Addition of compatibilizing agents and clay in a concentrate to polypropylene improve mechanical and thermal properties, reduce flammability and smoke emission in comparison with PP.

5

Nanokompozyty z osnową poliolefiinową Część II. Mieszaniny LDPE/PP/krzemian warstwowy

Janik J., Krala G., Królikowski W.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 3

276-281

PL

Przedstawiona praca dotyczy badań nad nanokompozytami z osnową poliolefinową polietylen/polipropylen z dodatkiem proszkowego nanonapełniacza w postaci krzemianu warstwowego. Celem pracy było otrzymanie nowych materiałów polimerowych w postaci mieszanin LDPE/PP w aspekcie zagospodarowania odpadów z tych tworzyw metodą recyklingu materiałowego bez konieczności ich sortowania. Sporządzono mieszaniny LDPE/PP w trzech różnych stosunkach wagowych PE do PP: 85%PE/15%PP; 50%PE/50%PP; 15%PE/85%PP, z których następnie wytworzono nanokompozyty przez dodanie do nich koncentratu nanonapełniacz (Organobentonit, Nanofil 5)/ kompatybilizator (Polybond X5104 - PB) tak, aby uzyskać układy z 5% wag. nanonapełniacza i 10% wag. kompatybilizatora. Dla porównania sporządzono również mieszaniny PE/PP z udziałem samego kompatybilizatora (10% wag.) i mieszaniny PE/PP z udziałem samego nanonapełniacza (5% wag.). Otrzymane układy polimerowe badano pod kątem właściwości mechanicznych, termicznych (DSC, DMTA) oraz struktury morfologicznej mieszanin i nanokompozytów (TEM, SEM). Po przeanalizowaniu wyników stwierdzono, że nie można dopatrywać się kompatybilizującego działania wprowadzonych nanocząstek: zarówno Organobentonitu, jak i Nanofilu 5. Wprowadzenie do mieszanin 10% kompatybilizatora widocznie poprawia wszystkie mierzone parametry mechaniczne, niezależnie od udziału PP, nie wpływa natomiast na zmianę temperatur zeszklenia i topnienia bazowych polimerów w mieszaninie. Foto-grafie SEM układów LDPE/PP/PBX5104 i LDPE/PP/nanonapełniacz obrazują typowe struktury dwufazowe, co nie potwierdza kompatybilizującego działania tych dodatków na układy LDPE/PP. Wprowadzenie do mieszanin koncentratu nanonapełniacz/kompatybilizator wpływa znacząco (szczególnie w przypadku Nanofilu 5) na podwyższenie parametrów wytrzymałościowych (przewyższających parametry mieszanin z udziałem zarówno samego nanonapełniacza, jak i samego kompatybilizatora), mimo że wg mikrografii TEM nie stwierdzono pełnej eksfoliacji płytek nanokrzemianu w osnowie LDPE/PP.

EN

Introduced work refers research over nanocomposites with the polyolefine matrix polyethylene/polypropylene with of powder nanofiller, clays-montmorillonites. Poliolefine (the main of polyethylene LDPE, HDPE and polypropylene PP) are dominating in postconsumer wastes. The aspect of this research is recycling of PP and PE wastes without segregation necessity. Polymer blends produced from those unseparated polymer wastes seem to be one of the ways to receive utilisable products. Three different mixtures of LDPE/PP blends are prepared (% wt.): 85%LDPE/15%PP; 50%LDPE/50%PP and 15%LDPE/85%PP. Using this blends the nanocomposites by adding to them the concentrates - "master batch" was produced. To the blends the concentrates of nanofiller (Organobentonit, Nanofil 5)/compatybilizer (Polybond X5104 - PB) was added. The content of nanofiller and compatybilizer in nanocomposites was properly 5 and 10% weights. For the comparison one prepared also LDPE/PP blends with the participation alone of compatybilizer (10wt. %) and LDPE/PP blends with the participation alone nanofiller (5wt. %). Blends of LDPE/PP and nanocomposites were compounded by melt mixing using the corotating, twin-screw Mapre's extruder having an L = 32D, by screw speed 300 rpm. Normalized samples for evaluation of the mechanical properties by using BOY's type 15S screw injection moulding machine were moulded. Present paper shows results of mechanical properties - tensile strength [delta]fm) and flexural strength ([delta]fm), elasticity modulus (Et) and flexural modulus(Ef), elongation at break ([epsilon]B, thermal properties (DSC, DMTA) and morphological structure of blends and of nanocomposites (TEM, SEM). The SEM of rupture surfaces of the samples stretched at the liquid nitrogen (brittle fracture) were taken. Polyolefine blends (LDPE/PP) are thermodynamically immiscible, DSC and DMTA of them demonstrated measurement of two glass transition temperatures (Tg) respectively for: LDPE and PP independently of the composition. One ascertained that one could not discern compatybilizing of the activity-introduced nanofilers: Organobentonit as and Nanofil 5. The introduction to blend 10 wt. % compatybilizer apparently improves all measured mechanical parameters, aside from the participation PP, does not influence instead on the change of glass temperatures and melt of base polymers in the blend. The morphological analysis (SEM) showed that mixtures of LDPE/PP/PBX5104 and LDPE/PP/nanofiller are immiscible (obtained structures are heterogeneous). The addition to blends of the concentrate nanofiller/compatybilizer influences significantly the increasing of mechanical parameters. TEM image did not show full exfoliation of plate's clay in the matrix LDPE/PP.

6

PA 6/Copolyamide/Layered Silicate Fibres

Krištofič M., Dulíková M., Vassová I., Ryba J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 5-6 (64)

34--36

EN

The modification of PA 6 fibres with macromolecular modifiers in order to improve their sorptive and electric properties was studied. Modifiers consisting of binary, high molecular, semicrystalline copolyamides (from ε-caprolactam as a major component and 5, 17 and 30 wt.% of nylon salt from adipic acid + diethylenetriamine) and PA 6 homopolyamide were synthesised in the presence of nanoadditive montmorillonite, and the basic characteristics of the modifiers were evaluated. Synthesised modifiers of 10, 20, 30 and 50 wt.% were used for the preparation of blended M/F poly-ε-caprolactam/modifier fibres and the fibres´ properties were evaluated. The electric and sorptive properties of PA 6 fibres modified with modifiers containing montmorillonite were improved; their tensile strength (mainly with lower amount of modifiers) decreased only negligibly.

PL

Analizowano modyfikację włókien PA6 makromolekularnymi modyfikatorami w celu polepszenia właściwości sorpcyjnych i elektroprzewodzących włókien. Po określeniu podstawowej charakterystyki modyfikatorów, modyfikatory składające się z binarnych wysokomolekularnych półkrystalicznych kopoliamidów (z ε-kaprolaktamem jako głównym składnikiem oraz 5, 17 lub 30 %wt solą nylonową kwasu adypinowego dwu-etyleno triaminy) syntetyzowano wraz z homopoliamidem PA6 w obecności nanododatku w postaci montmorylonitu. Syntetyzowane modyfikatory w ilościach 10, 29, 30 i 59 %wt brano dla przygotowania mieszanek włókien poli-ε-kaprolaktam/modyfikator. Następnie określano właściwości sorpcyjne i elektroprzewodzące otrzymanych włókien PA6 modyfikowanych modyfikatorem zawierającym montmorylonit. Wyniki testów wskazują, że właściwości te zostały polepszone a wytrzymałość na zerwanie zmniejszyła się tylko nieznacznie. (zwłaszcza dla włókien z niższymi zawartościami modyfikatora).

7

Właściwości i struktura kompozytów polipropylen/krzemian warstwowy

Janik J.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

205-211

PL

Artykuł ten dotyczy badań nad możliwością wytwarzania nanokompozytów termoplastycznych z udziałem proszkowego napełniacza nieorganicznego. Badania nad kompozytami polipropylenu (PP) - jako osnowy z krzemianem warstwowym, w postaci organicznie modyfikowanego bentonitu (OB) - jako napełniacza, prowadzone były w kierunku optymalizacji parametrów technologicznych ich wytwarzania, jak i badania właściwości mechanicznych, termicznych oraz struktury morfologicznej. Omawiane kompozyty wytwarzano z wykorzystaniem wytłaczarki dwuślimakowej, współbieżnej. Zbadano zmianę właściwości kompozytów PP/bentonit, przy różnym udziale wagowym napcłniacza w zakresie: 10, 15 i 20% wag., jak i wpływu dodatku kompatybilizującego, w postaci polipropylenu naszczepionego bezwodnikiem maleinowym - PP-g-MA (PB 3002 i Exxelor), na ich właściwości. Dodatek bentonitu (10, 15 i 20% wag.) do polipropylenu obniża [sigma]M i [sigma]fM (rys. rys. 1 i 3), natomiast podwyższa Et i Ef (rys. rys. 2 i 4) w porównaniu do samego PP. Kompozyty PP/bentonit są kruche, o czym świadczy spadek udarności i wydłużenia przy zerwaniu (rys. rys. 5 i 6). Otrzymane kompatybilizowane kompozycje polipropylenu z bentonitem wykazywały znacznie wyższe właściwości mechaniczne i termiczne niż czysty PP. Dodatek kompatybilizatora do kompozycji PP/bentonit podwyższa właściwości mechaniczne, takie jak: Et, Ef, [sigma]fM (rys. rys. 2-4). Polybond 3002 w większym stopniu poprawia te właściwości niż Exxelor. Najlepsze właściwości wykazuje kompozyt PP/20%OB/PB3002. Szczególnie znaczna jest poprawa właściwości przy zginaniu (o 87% Ef i o 60% [sigma]fm dla PP/20%OB/PB3002 w porównaniu do samego PP), co świadczy o anizotropii struktury. Badania DMTA wykazały, że kompozycje PP/20%OB, PP/20%OB/PB3002 i PP/20%OB/Exxelor charakteryzują się znacznie wyższymi wartościami modułów zachowawczych E' w porównaniu do czystego PP (rys. 7), przy czym kompozyt z udziałem PB 3002 posiada wartości najwyższe w całym temperaturowym zakresie pomiaru: dodatek napełniacza do PP znacznie obniżył temperaturę zeszklenia polipropylenu (rys. 8, tab. 1). Kompozyty kompatybilizowane są również odporniejsze termicznie niż sam PP, co wykazały badania TG i DTG (rys. 9, tab. 2). Na podstawie obserwacji mikrostruktury (SEM) (rys. rys. 10 i 11) można stwierdzić, że Polybond 3002 spełnił rolę kompatybilizatora, ujednorodnił dyspersję bentonitu, zmniejszając jednocześnie wielkość jego cząstek w matrycy polipropylenowej.

EN

This paper presents of research on possibility producing of thermoplastics nanocomposites with inorganic filler. Composites of polypropylene (PP-matrix) with clay-organic modified bentonite (filler) under the direction of optimisation technological parameters their produce and their properties was studied. The effect of commercial compatibilizers like graft polypropylene of maleic anhydrite (PP-g-MA) on composites PP/clay properties (static mechanical properttes, thermal properties and structure) was investigated. The concentration of bentonite (OB) in the composites in a range 10, 15 and 20 wt.% was kept. The composites using a two-screw, corotating extruder were compounded. The research show that tensile strength [sigma]M and flexural strength [sigma]fM of composites PP/clay (10,15, 20 wt.%) clay are lower than for PP (Figs. 1, 3) and modulus of elasticity at tensile Et, and modulus of elasticity at bending Ef are higher than PP (Figs. 2, 4). Composite PP/clay are brittle, what was related with decreasing of elongation at break [epsilon]B and Charpy notched a(n) in comparison with PP (Figs. 5 i 6). Addition of compatibilizing agents (PP-g-MA: PB 3002 and Exxelor) to PP/clay improves considerably mechanical properties in comparison with PP, but with PB 3002 increase is higher than with Exxelor. For example composite PP/20%OB/PB3002 demonstrate higher Ef(about 87%) and [sigma]fM (about 60%) than PP. Composites PP/20%OB and with compatibilizing agents characteristics higher bending modulus E' (DMTA) than PP (Fig. 7), and composites with PB 3002 demonstrate the highest values E'. Composite PP/clay characteristics lower glass temperature then PP (Fig. 8, Tab. 1). TG and DTG research (Fig. 9, Tab. 2) demonstrate improve thermal resistance of PP after addition of compatibilizers. Compatybilizing composites demonstrate higher thermal resistance than PP (Fig. 9). SEM pictures show (Figs. 10 and 11), that PB 3002 is a good compatibilizer, in composites PP/clay improve dispersion and reduce the size particle of filler (bentonite) in PP matrix.