Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modification of substandard EPDM with amorphous thermoplastic polyesters (PETG and PEF): microstructure and physical properties

Paszkiewicz S., Irska I., Piesowicz E.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2018

|

Vol. 20, nr 2

8--14

EN

The phase morphology, thermal behavior and mechanical properties of two series of polymer blends based on ethylene/propylene/diene rubber (EPDM) and amorphous homologues of poly(ethylene terephthalate), i.e. glycol modifi ed poly(ethylene terephthalate) (PETG) and poly(ethylene furanoate) (PEF), were investigated. The morphology of the blends shows a two phase structure in which the minor phase (amorphous polyester) is dispersed as domains in the major (EPDM) continuous matrix phase. Differential calorimetry studies confi rmed that both systems were immiscible and exhibits two glass transitions. The melting peak area of EPDM in the blends decreased as the amount of the other component increased. The values of stress at strain of 100% were improved upon the increasing content of PETG in EPDM system, while only slight decrease of this value was observed. Moreover, the strong improvement of hardness and thermo-oxidative stability along with an increasing content of amorphous polyester phase was reported.

2

Synthesis and characterization of new reactive polymer blends based on post-consumer glycol-modified poly(ethylene terephthalate) foils and poly(tetramethyleneoxide)

Paszkiewicz S., Szymczyk A., Irska I., Pawlikowska D., Piesowicz E.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 1

45--48

EN

Two series of reactive polymer blends based on post-consumer glycol-modified poly(ethylene terephthalate) (PETG) and poly(tetramethylene oxide) (PTMO) were prepared in order to investigate the possibility of utilization of waste PETG foils from the packaging industry. The resulting copolymer consisted of hard segments based on PETG and soft segments of PTMO, the latter accounted for 25, 35 or 50 percent of the total mass. The effects of the content and length of the soft segments derived from poly(oxybutylene) glycol, with molecular weights of 1000 or 2000, on the structure and thermal properties of the resulting materials were investigated.

PL

Przygotowano dwie serie reaktywnych mieszanin polimerowych na bazie poużytkowej folii z poli(tereftalanu etylenu) modyfikowanego glikolem (PETG) oraz poli(tlenku tetrametylenu) (PTMO) w celu zbadania możliwości zagospodarowania odpadowych folii PETG z przemysłu opakowaniowego. PETG stanowił w kopolimerze segmenty sztywne, a PTMO segmenty giętkie, których udział wynosił 25, 35 lub 50 % mas. Zbadano wpływ udziału segmentów giętkich oraz długości ich łańcuchów, pochodzących z glikolu polioksybutylenowego o masie molowej odpowiednio 1000 g/mol lub 2000 g/mol, na strukturę oraz właściwości termiczne otrzymanych materiałów.

3

Influence of water absorption on chosen strength properties of single-polymer polyester composites

Gawdzińska K., Gądek-Moszczak A., Bryll K., Irska I., Paszkiewicz S.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 4

264--269

EN

Investigations of the selected properties of single-polymer polyester composites (SPC) in dry condition and immersed in water are presented. Materials were tested for possible applications in shipbuilding. Water absorption till saturation limit was examined, at temperatures of 3, 23 and 100 °C, through the determination of water diffusion coefficient. Some material properties were determined through impact resistance tests of materials varyingin fiber content [0 (A), 5 (B), 10 (C), 15 (D), 20 wt % (E)]. The highest impact resistance (6 J/cm2) was found for the composite with more than 15 % of reinforcement in dry condition.

PL

Zbadano wybrane właściwości mechaniczne jednoskładnikowych kompozytów poliestrowych o zawartości masowej włókien 0 % (A), 5 % (B), 10 % (C), 15 % (D), 20 % (E), w stanie suchym i po zanurzeniu w wodzie, w celu określenia możliwych zastosowań takich materiałów w przemyśle stoczniowym. Współczynnik dyfuzji wody wytworzonych kompozytów oznaczano na podstawie jej absorpcji do stanu nasycenia, w temperaturze 3, 23 i 100 °C. Przeprowadzono testy udarności Charpy’ego próbek kompozytów o różnym udziale włókien. Stwierdzono, że najlepszą udarność (6 J/cm2) wykazują kompozyty w stanie suchym z zawartością włókien powyżej 15 % mas.

4

Elektrycznie i termicznie przewodzące nanokompozyty polimerowe na bazie polietylenu o małej gęstości z dodatkiem nanopłytek grafenowych

Pawlikowska D., Szymczyk A., Paszkiewicz S., Zenker M., Stanik R., Subocz J., Masztak R.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 9

1973--1978

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu dodatku nanopłytek grafenowych na właściwości mechaniczne oraz przewodnictwo elektryczne i termiczne kompozytów na osnowie polietylenu małej gęstości (PE-LD). Kompozyty zawierające 3, 5, 7, 10 i 20% mas. nanopłytek grafenowych (GNP) otrzymano metodą mieszania w stanie stopionym. Stwierdzono, że dodatek GNP powoduje polepszenie przewodnictwa elektrycznego i termicznego oraz stabilności termicznej badanych nanokompozytów. Powoduje on również wzrost modułu Younga, równocześnie nieznacznie zmniejszając wytrzymałość na rozciąganie.

EN

Graphene nanoplatelets (thickness 5-10 nm, diam. 5-10 μm) were added (3-20% by mass) as nanofillers to the molten low-d. polyethylene to obtain the resp. nanocomposites. Thermal and elec. cond. as well as Young modulus of the tested nanocomposites increased with an increase of graphene nanoplatelets content, while the tensile strength and elongation slightly decreased.

5

Synthesis and characterization of new poly(ethylene terephthalate)/poly(phenylene oxide) blends

Paszkiewicz S., Irska I., Piesowicz E., Pilawka R., Pawelec I., Szymczyk A., Gorący K., Wielgosz Z., Rosłaniec Z.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 2

93--100

EN

Several compositions of poly(ethylene terephthalate) (PET) and poly(phenylene oxide) (PPO) were prepared by two different methods: in situ polymerization (IS-P) and direct mixing in the melt (DM). The existence of phase separation in the obtained PET/PPO systems has been confirmed by calculating the solubility parameter of compounds using Hoy's method. The combination of results obtained with DSC and DMTA points toward a complex morphology of PET/PPO systems.

PL

Z zastosowaniem polimeryzacji in situ (IS-P) i mieszania w stanie stopionym (DM) wytworzono dwie serie mieszanin na bazie poli(tereftalanu etylenu) (PET) oraz poli(tlenku fenylenu) (PPO). Na podstawie obliczonych metodą Hoya współczynników rozpuszczalności poszczególnych składników potwierdzono występowanie separacji fazowej w otrzymanych układach PET/PPO. Technikami różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i dynamicznej analizy mechaniczno-termicznej (DMTA) potwierdzono złożoność struktury fazowej uzyskanych układów PET/PPO.

6

Improvement of barrier properties of glycol modified poly(ethylene terephthalate) based nanocomposites containing graphene derivatives forms

Paszkiewicz S., Szymczyk A., Pawlikowska D., Irska I., Piesowicz E., Jotko M., Lisiecki S., Bartkowiak A., Sieradzka M., Fryczkowski R., Kochmańska A., Kochmański P., Rosłaniec Z.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 11-12

868--874

EN

The development and further studies on several types of graphene nanoplatelets (GNP) have enabled manufacture of electrically conductive and reinforced polymer nanocomposites with enhanced gas barrier performance at extremely low loading. Herein, we present the synthesis process, morphology and gas barrier properties of the glycol modified poly(ethylene terephthalate) (PETG) based nanocomposites. For the first time, we compared how different types of GNPs, at the same nanofiller's content of 0.5 wt %, affect the properties of polymer matrix obtained by in situ polymerization.

PL

Opracowano nanokompozyty polimerowe (PETG) na bazie poli(tereftalanu etylenu) (PET) modyfikowanego glikolem cykloalifatycznym z niewielkim dodatkiem wybranych typów płytek grafenowych (GNP). Zbadano morfologię PETG oraz ich właściwości barierowe. Oceniono wpływ dodatku różnego typu nanopłytek grafenowych na właściwości osnowy polimerowej w nanokompozytach otrzymanych metodą polimeryzacji in situ. Stwierdzono, że otrzymane, wzmocnione nanocząstkami grafenu i elektrycznie przewodzące kompozyty PETG odznaczały się zwiększoną barierowością w stosunku do par i gazów.

7

Mechanical and thermal properties of hybrid nanocomposites prepared by in situ polymerization

Paszkiewicz S., Pawelec I., Szymczyk A., Rosłaniec Z.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 3

172--180

EN

Poly(trimethylene terephthalate) (PTT) nanocomposites containing carbon nanoadditives which differ in shape (1D, 2D) and particle size were synthesized by in situ polymerization method. SEM and TEM images showed that expanded graphite (EG) and single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) were well dispersed in PTT, suggesting that in situ polymerization is a highly efficient method for preparing nanocomposites. Synergistic effect between single-walled carbon nanotubes and expanded graphite on improving mechanical and thermal properties of the prepared nanocomposites has been observed.

PL

Metodą polimeryzacji in situ zsyntetyzowano nanokompozyty na bazie poli(tereftalanu trimetylenu) (PTT) zawierające nanododatki węglowe [jednościenne nanorurki węglowe (SWCNTs) i grafit ekspandowany (EG)] różniące się kształtem (1D, 2D) i wielkością cząstek. Badania metodami SEM i TEM wykazały, że nanowarstwy grafitu i nanorurki są dobrze zdyspergowane w PTT, co sugeruje, że polimeryzacja in situ jest bardzo skuteczną metodą wytwarzania nanokompozytów. Zaobserwowano synergiczny wpływ nanorurek węglowych i ekspandowanego grafitu na poprawę właściwości mechanicznych i termicznych otrzymanych nanokompozytów.

8

Thermoplastic elastomers containing 2D nanofillers: montmorillonite, graphene nanoplatelets and oxidized graphene platelets

Paszkiewicz S., Pawelec I., Szymczyk A., Rosłaniec Z.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2015

|

Vol. 17, nr 4

74--81

EN

This paper presents a comparative study on which type of platelets nanofiller, organic or inorganic, will affect the properties of thermoplastic elastomer matrix in the stronger manner. Therefore, poly(trimethylene terephthalate-block-poly(tetramethylene oxide) copolymer (PTT-PTMO) based nanocomposites with 0.5 wt.% of clay (MMT), graphene nanoplatelets (GNP) and graphene oxide (GO) have been prepared by in situ polymerization. The structure of the nanocomposites was characterized by transmission electron microscopy (TEM) in order to present good dispersion without large aggregates. It was indicated that PTT-PTMO/GNP composite shows the highest crystallization temperature. Unlike the addition of GNP and GO, the introduction of MMT does not have great effect on the glass transition temperature of PTMO-rich soft phase. An addition of all three types of nanoplatelets in the nanocomposites caused the enhancement in tensile modulus and yield stress. Additionally, the cyclic tensile tests showed that prepared nanocomposites have values of permanent set slightly higher than neat PTT-PTMO.

9

Synergiczny efekt poprawy przewodnictwa elektrycznego w hybrydowych nanokompozytach polimerowych z udziałem nanocząstek węglowych 1D i 2D

Paszkiewicz S., Rosłaniec Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

216--219

PL

W pracy stosowano hybrydowe układy nanocząstek węglowych przewodzących prąd elektryczny do otrzymania nanomateriałów polimerowych na bazie żywic epoksydowych, poli(eteroimidów), poliestrów kondensacyjnych (PET, PTT) oraz blokowych elastomerów termoplastycznych (PTT–blok–PTMO). Oceniono wpływ dodatku nanorurek węglowych (jednościennych i wielościennych), nanowłókien węglowych, odmian grafenów oraz mieszaniny nanocząstek na właściwości elektryczne oraz możliwość uzyskania tzw. synergicznego efektu poprawy przewodnictwa elektrycznego. Celem badań było otrzymanie hybrydowych nanokompozytów polimerowych zawierających nanocząstki różniące się kształtem (1D oraz 2D), które ze względu duży współczynnik kształtu oraz dużą powierzchnię właściwą wykazują silną tendencję do aglomeracji. Otrzymane w procesie syntezy chemicznej osnowy polimerowej (in situ) hybrydowe nanokompozyty polimerowe charakteryzowały się dużym stopniem jednorodności struktury oraz polepszonymi właściwościami fizycznymi (znacznie niższe progi perkolacji w stosunku do np. kompozytów na osnowie żywicy epoksydowej czy polieteroimidowej). Efektywność polimeryzacji kondensacyjnej in situ w otrzymaniu nanomateriałów hybrydowych została oceniona w zastosowaniu do nanokompozytów na bazie poliestrów termoplastycznych (PET, PTT) oraz elastomerów termoplastycznych (PTT–blok–PTMO). Ustalono warunki przygotowania dyspersji nanocząstek 1D oraz 2D w ciekłym substracie z wykorzystaniem drgań mieszadła ultradźwiękowego naprzemiennie z mieszadłem mechanicznym oraz prowadzenie syntezy zależnie od rodzaju osnowy polimerowej. Wykazano, że dodatek jednościennych nanorurek węglowych oraz nanopłytek grafenowych o stężeniu nie większym niż 0,6 % mas. do polimerów kondensacyjnych pozwala na otrzymanie lekkich, elektrycznie przewodzących materiałów kompozytowych o zwiększonej stabilności termicznej i polepszonych właściwościach mechanicznych. Dla nanokompozytów na bazie PTT–blok–PTMO zaobserwowano pozytywny efekt hybrydowy zarówno w przypadku poprawy właściwości mechanicznych, jak i przewodnictwa elektrycznego. Stwierdzono, że płytki grafenowe są dość równomiernie rozmieszczone w polimerze i wyraźnie połączone nanorurkami węglowymi. Połączenie to odgrywa zasadniczą rolę w tworzeniu ścieżek przewodzenia w hybrydowym nanokompozycie. Zaobserwowany synergiczny efekt hybrydowy jest wypadkową zjawisk zachodzących w polimerze w obecności nanocząstek węglowych oraz oddziaływań na granicy nanonapełniacz–nanonapełniacz oraz nanonapełniacz –polimer.

EN

The hybrid carbon conductive nanoparticles to obtain polymer nanomaterials based on epoxy resin, poly(etherimide) (PEI), condensing polyesters (PET, PTT) and thermoplastic elastomers (PTT–block–PTMO) have been used. The influence of the addition of carbon nanotubes (single- and multi-walled), carbon nanofibers, graphene derivatives, and mixtures of both, on the electrical conductivity properties as well as the possibility to obtain the so called synergic effect of the enhancement of electrical conductivity. The aim of the research was obtaining polymer hybrid nanocomposites containing nanoparticles differ in shape (1D and 2D), which due to the high aspect ratio and a specific high surface area show a strong tendency to agglomeration. Resulting in the process of chemical synthesis of the polymer matrix (in situ) polymer hybrid nanocomposites were characterized by a high degree of uniformity of the structure and improved physical properties (much lower percolation thresholds in relation to composites based for example on epoxy resin or poly(etherimide)). Efficiency of in situ polymerization in obtaining hybrid nanomaterials has been evaluated through synthesis of thermoplastic polyesters (PET and PTT) and with thermoplastic elastomers (PTT–block–PTMO). The conditions for preparing 1D and 2D nanoparticle dispersions in a liquid substrate has been established using ultrasonic vibration alternately with a mechanical stirrer and conducting the synthesis depending on the type of polymer matrix. It was also shown that the addition of single-walled carbon nanotubes and graphene nanoplatelets with a concentration of not higher than 0.6 wt % to the condensation polymers allows obtaining lightweight, electrically conductive composite materials with improved thermal stability and improved mechanical properties. Additionally, for nanocomposites based on PTT–block–PTMO the positive hybrid effect has been observed, for both, improvement in mechanical properties and electrical conductivity. It was observed that the graphene nanoplatelets are fairly evenly distributed throughout the polymer and specifically linked to carbon nanotubes. This connection plays an essential role in the creation of the conduction paths in the hybrid nanocomposite. The observed synergistic hybrid effect is the result of the phenomena occurring in the polymer in the presence of carbon nanoparticles and the effects on the verge of a filler–filler and filler–polymer.

10

Nowe elastomery do zastosowań biomedycznych

Pawelec I., Paszkiewicz S., Szymczyk A., Rosłaniec Z.

Elastomery

|

2015

|

T. 19, nr 3

9--16

PL

Artykuł stanowi przegląd nowych materiałów elastomerowych znajdujących zastosowanie w medycynie. Szczegółowo opisano poliuretany oraz poli(sebacynian glicerolu) i jego kopolimery. Podano parametry syntezy nowych materiałów oraz ich właściwości. Zwrócono szczególną uwagę na biokompatybilność tych materiałów z tkankami człowieka, jak również na właściwości mechaniczne oraz podatność na biodegradację. Wymienione materiały są otrzymywane częściowo lub w całości z surowców odnawialnych (kwas sebacynowy, kwas bursztynowy, glicerol, poli(kaprolakton)).

EN

This manuscript comprises a review paper on the novel elastomeric materials which can be used in medicine applications. The presented here elastomeric materials were poly(urethanes) and poly(sebacic glycerol) and its copolymers. Herein, the synthesis parameters and properties of new materials have been described. Special attention has been paid on the biocompatibility of those materials to human tissues, as well as the mechanical properties and biodegradability. In addition, the above mentioned materials were partially or entirely obtained from renewable raw materials (sebacic acid, succinic acid, glycerol, poly(caprolactone)).

11

Influence of expanded graphite (EG) and graphene oxide (GO) on physical properties of PET based nanocomposites

Paszkiewicz S., Nachman M., Szymczyk A., Špitalský Z., Mosnáček J., Rosłaniec Z.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2014

|

Vol. 16, nr 4

45--50

EN

This work is the continuation and refinement of already published communications based on PET/EG nanocomposites prepared by in situ polymerization1, 2. In this study, nanocomposites based on poly(ethylene terephthalate) with expanded graphite were compared to those with functionalized graphite sheets (GO). The results suggest that the degree of dispersion of nanoparticles in the PET matrix has important effect on the structure and physical properties of the nanocomposites. The existence of graphene sheets nanoparticles enhances the crystallization rate of PET. It has been confirmed that in situ polymerization is the effective method for preparation nanocomposites which can avoid the agglomeration of nanoparticles in polymer matrices and improve the interfacial interaction between nanofiller and polymer matrix. The obtained results have shown also that due to the presence of functional groups on GO surface the interactions with PET matrix can be stronger than in the case of exfoliated graphene (EG) and matrix.

12

Wpływ dodatku ekspandowanego grafitu (EG) na przebieg syntezy i charakterystykę poli(tereftalanu etylenu) modyfikowanego 1,4-cykloheksanodimetanolem (PETG)

Paszkiewicz S, Szymczyk A, Špitalský Z, Mosnáček J, Janus E, Rosłaniec Z

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 11-12

893--899

PL

Zbadano wpływ dodatku nanonapełniacza węglowego (ekspandowanego grafitu) na przebieg syntezy PETG (kopolimeru PET-ran-PCT), morfologię nanokompozytu oraz jego przemiany fazowe. Badany nanokompozyt zawierał 0,1 % mas. ekspandowanego grafitu (EG) w postaci pojedynczych płaszczyzn grafenowych oraz (w większości) luźno złączonych paczek grafenów. Nie stwierdzono wpływu nanocząstek EG na przemiany fizyczne w kopolimerze PET-ran-PCT. Na termogramach układu zawierającego 20 lub 30 % mol. PCT nie zaobserwowano piku topnienia ani krystalizacji. Na podstawie analizy ilościowej produktów ubocznych metodą chromatografii gazowej ustalono, że skład otrzymanego polimeru był zgodny z obliczonym na podstawie stechiometrycznych ilości głównych składników. Budowę chemiczną zsyntezowanego kopolimeru potwierdzono przy użyciu spektroskopii 1H NMR.

EN

In this work, the effect of the addition of carbon nanofiller (expanded graphite) on the process of synthesis of PETG (PET-ran-PCT copolymer), morphology of the resulting nanocomposite and its phase transitions has been studied. The examined PETG contained 0.1 wt. % expanded graphite (EG) in the form of single graphene sheets and (predominantly) loosely assembled graphene bundles, as it was observed by SEM analysis (Fig. 4a). No influence of EG nanoparticles on the physical changes in the PET-ran-PCT copolymer was found. DSC thermograms of PETG with 20 or 30 mol. % PCT content did not show melting or crystallization peaks (Fig. 5). The results of quantitative analysis of by-products using gas chromatography indicated that the composition of the prepared polymer was in accordance with that calculated from the stoichiometric amounts of main components. Additionally, the molecular structure of synthesized copolymers was confirmed by 1H NMR spectroscopy (Fig. 3). The signals in the range 2,41—1,63 ppm (peak d) indicated the presence of cis-trans isomers corresponding to cyclohexanedimethanol in the copolymer.

13

Struktura i właściwości termiczne nanokompozytów ekspandowany grafit(EG))/poli(tereftalan etylenu)(PET)

Paszkiewicz S., Rosłaniec Z., Szymczyk A., Spitalsky Z., Mosnacek J.

Chemik

|

2012

|

Vol. 66, nr 1

21-30

PL

Uzyskano nanokompozyty poli(tereftalanu etylenu) z ekspandowanym grafitem (PET/EG) o zawartości nanonapełniacza 0.025 - 0.4 %wag. metodą polimeryzacji kondensacyjnej (polikondensacji) in situ. Określono ich morfologię (SEM i TEM), stabilność termiczną przy wykorzystaniu metody TGA (temperatury odpowiadające: 2% (T-2%),10% (T-10%) i 50% (T-50%) ubytku masy, energię aktywacji metodą Freemana-Carrolla (Ea), temperaturę maksimum szybkości ubytku masy nanokompozytów w atmosferze powietrza i w argonie. Oceniono również wpływ grafenu na przemiany fizyczne zachodzące w PET (DSC). Wyniki badań nanokompozytów PET/EG porównano z wynikami badań niemodyfikowanego PET. Fotografie SEM nanokompozytów wykazują dwufazową strukturę układów PET/EG z wyraźnie widocznymi płytkami grafenu, jak i nielicznymi aglomeratami. Badania nanokompozytów PET/EG z wykorzystaniem techniki TEM potwierdziły obecność płytek grafenowych o wielkości ok. 1-10 ?m. Oznacza to, że zastosowana metoda in situ pozwala na otrzymanie rozsuniętych i stosunkowo równomiernie rozłożonych płytek grafenowych (EG) w osnowie PET. Ponadto wykazano, że dodatek nanonapełniacza nie wpływa znacząco na temperatury przemian fizycznych, jak również na stopień krystaliczności PET. Zaobserwowano natomiast wyższą termostabilność oraz stabilność termo-oksydacyjną nanokompozytów wynikającą z udziału nanocząstek grafenowych.

EN

Nanocomposites based on poly(ethylene terephtalate) and expanded graphite (PET/EG) with 0.025-0.4wt.% nanofiller content were prepared by in situ condensation polymerization (polycondensation). Their morphology was determined (TEM, SEM), thermal stability by TGA (temperatures corresponding to: 2% (T-2%),10% (T-10%) and 50% (T-50%) weight loss, activation energy by Freeman-Carroll method (Ea), temperature of maximum mass loss rate of nanocomposites in air and in argon. Also the influence of graphene was assessed on the physical transition occurring in the PET (DSC). The results of PET/EG nanocomposites were compared with the unmodified PET. SEM images of nanocomposite exhibit a diphasic structure of PET / EG of clearly visible graphene platelets, and few agglomerates. The study of nanocomposites of PET / EG using TEM techniques confirmed the presence of grephene platelets size of about 1÷10 ?m. This means, that in situ polymerization has been used to obtain exfoliated and relatively evenly spaced graphene plates (EG) in the PET matrix. In addition, it was demonstrated that the addition of nanofiller not significantly affect the physical transition temperature, as well as the degree of crystallinity of PET. Higher thermal stability and thermo-oxidative stability of the nanocomposites was observed resulting from participation of graphene nanoparticles.

14

Epoxy composites with carbon nanotubes

Pilawka R., Paszkiewicz S., Rosłaniec Z.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2012

|

Vol. 36, nr 3

67-79

EN

In the work viscosity, curing process of epoxy resins, electrical conductivity and mechanical strength of epoxy composites with carbon nanotubes were investigated. As a component was used Epidian 6 epoxy resin cured with 1-buthylimidazole by anionic polymerization. Compositions with nanofillers were prepared by sonification of multiwall carbon nanotubes (BAYTUBES 150 P and BAYTUBES 150 HP) in epoxy resin without any solvent. The morphology of prepared nanocomposites was examined by using SEM. Scanning electron microscopy confirms good dispersion of CNTs, but the presence of agglomerates is also identified. Viscosity of compositions with two kind of carbon nanotubes was established by means of ARES rheometer. Curing process with ARES rheometer and DSC was investigated. Bending strength and electrical conductivity were performed on composites made of an epoxy resin loaded with 0.1, 0.2, 0.5, 1 and 2 wt. percent both types of MWNTs. The incorporation of MWCNT to epoxy resin results in a sharp insulator-to-conductor transition with a percolation threshold (phi c) as low as 0.5 wt. percent for Baytubes 150 HP and 1.0 wt. percent for Baytubes 150 P. An electrical conductivity of 10 to the -4 S/cm was achieved for 0.5 wt. percent of MWCNT 150 HP. The low percolation threshold for each MWCNTs and relatively high electrical conductivity are attributed to the high aspect ratio, large surface area and uniform dispersion of the carbon nanotubes in epoxy matrix.

PL

W pracy ustalono właściwości mechaniczne, przewodnictwo elektryczne, lepkość oraz proces sieciowania kompozycji epoksydowych z nanorurkami węglowymi. Stosowano żywicę epoksydową Epidian 6 sieciowaną 1-butylimidazolem zgodnie z mechanizmem polimeryzacji anionowej. Kompozycje z nanonapełniaczami przygotowano poprzez sonikację wielościennych nanorurek węglowych (BAYTUBES 150 P oraz BAYTUBES 150 HP) w żywicy epoksydowej bez użycia rozpuszczalnika. Strukturę wytworzonych nanokompozytów określono metodami skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Nanokompozyty cechuje duża dyspersja CNT z nielicznymi aglomeratami. Określono wpływ zawartości nanorurek na lepkość kompozycji. Kinetykę procesu sieciowania ustalono metodą różnicową kolorymetrii skaningowej (DSC) oraz reometrii, przy zastosowaniu aparatu ARES. Wytrzymałość na zginanie oraz przewodnictwo elektryczne określono dla kompozycji epoksyd/MWCNT o zawartości nanorurek 0.1, 0.2, 0.5, 1 oraz 2 procent mas. dla obu typów nanorurek węglowych. Wprowadzenie nanorurek węglowych do żywicy epoksydowej powoduje nagłe przejście od izolatora do przewodnika z progiem perkolacji (fi c) wynoszącym 0.5 procent mas. dla Baytubes 150 HP oraz 1.0 procent mas. dla Baytubes 150 P. Przewodnictwo elektryczne 10 do -4 S/cm uzyskano przy zawartości 0.5 procent mas. nanorurek MWCNT 150 HP. Mała wartość perkolacji dla obu użytych typów nanorurek węglowych oraz dobre przewodnictwo elektryczne są spowodowane dużą wartością współczynnika kształtu, dużą powierzchnią właściwą oraz jednolitą dyspersją nanorurek węglowych w żywicy epoksydowej.

15

Epoxy-vinyl ester materials

Pilawka R., Paszkiewicz S.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 1

66-69

EN

The work is the continuation of an investigation conducted in the Polymer Institute concerning the modification of epoxy resins with the aim of utilizing these materials for production by means of Resin Transfer Moulding (RTM). In the work, the mechanical strengths and glass transition temperature were reported for epoxy-vinylester compositions/composites. The following kinds of epoxy resin were used: Epidian 6 or Ampreg 22 hardened with 1-ethylimidazole and vinylester resins; VE-2MM or Atlac 580 ACT cured with t-butyl perhydroxide. In an earlier paper, we proved that modified epoxy resin with vinylester resin causes a decrease in viscosity and makes it possible to form an Interpenetrating Polymer Network (IPN). This described modification leads to an improvement of mechanical durability, especially with a content of vinylester resin in the range of 30 ÷ 50 wt.%. The selected curing agents made it possible to obtain a Simultaneous Interpenetrating Network for the components.

PL

Prezentowana praca jest kontynuacją badań prowadzonych w Instytucie Polimerów związanych z modyfikacją żywic epoksydowych w celu obniżenia lepkości i możliwości ich wykorzystania w formowaniu wyrobów z użyciem metody RTM. Opisano wpływ wprowadzenia żywicy winyloestrowej na wytrzymałość mechaniczną i temperaturę zeszklenia kompozytów epoksydowo-winyloestrowych. W badaniach zostały wykorzystane żywice epoksydowe: Epidian 6 i Ampreg 22 utwardzane 1-etyloimidazolem oraz winyloestrowej: VE-2MM i Atlac 580 ACT sieciowane wodoronadtlenkiem t-butylu. We wcześniejszych pracach zespołu wykorzystano do modyfikacji żywicy epoksydowej żywicę winyloestrową w celu obniżenia lepkości układu oraz umożliwienia tworzenia się wzajemnie przenikających się sieci polimerowych typu IPN, przy czym użyto innego układu środków sieciujących. Opisywana modyfikacja prowadzi do poprawy wytrzymałości mechanicznej, szczególnie w przypadku zawartości żywicy winyloestrowej od 30 do 50% wag. Odpowiedni dobór środków sieciujących umożliwia utworzenie się jednocześnie przenikających się sieci polimerowych i jednoczesną poprawę wytrzymałości mechanicznej.