Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Composites Theory and Practice

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: krzemionka Stöbera

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Application of one-pot sol-gel method to prepare polyolefin fillers

Jakubowska P., Martyła A., Sztorch B., Brząkalski D., Osińska-Broniarz M., Przekop R.

Composites Theory and Practice

2018

R. 18, nr 3

167--173

The application of silica-based fillers for polymers and nanocomposites is a subject of extensive research, mostly due to the demand for new materials of improved physicochemical, mechanical or thermal properties. In this paper we present a new, one-pot sol-gel (OPSG) method to synthesize fillers for polyolefins. The developed method assumes direct synthesis of the filler together with its modification upon the addition of organofunctional silane. It allows fillers with controlled porosity and hydrophobic properties to be obtained, which undergo better dispersion in a polymer matrix. The characteristics of the obtained composites were defined by thermal analysis, as well as tensile and impact tests. The contact angle was measured by the sessile drop technique to determine the hydrophobic-hydrophilic properties of the fillers. Morphological analyses were performed using SEM, surface area and pore volume measurements. The one-pot method is a preferred alternative to the multi-step synthesis methods for synthetic fillers.

Zastosowanie napełniaczy krzemionkowych w materiałach kompozytowych ma swoją długoletnią tradycję, wynikającą z uniwersalności tego powszechnie stosowanego napełniacza. Pomimo wieloletnich badań nad systemami kompozytowymi opartymi o krzemionkę, nadal istnieje zapotrzebowanie na nowe metody jej modyfikacji i funkcjonalizacji, zarówno w obszarze struktury i morfologii cząstek, jak i obróbki powierzchniowej. W prowadzonych przez nas badaniach koncentrujemy się na jednoetapowej metodzie zol-żel, w literaturze określanej jako one-pot sol-gel (OPSG). Najważniejszą różnicą w porównaniu do tradycyjnych metod otrzymywania funkcjonalnych napełniaczy jest to, że etap syntezy napełniacza oraz modyfikacja chemiczna odbywają się w tym samym naczyniu reakcyjnym (lub reaktorze) bez konieczności suszenia i preparacji napełniacza. Metoda ta pozwala na otrzymanie napełniacza zaprojektowanego pod indywidualne potrzeby finalnego materiału kompozytowego, zapewniając większą adhezję do osnowy, lepsze zwilżanie czy wreszcie, co bardzo istotne, dobrą dyspergowalność przy mieszaniu z osnową. W pracy zaprezentowano metodę syntezy sferycznej krzemionki Stöbera modyfikowanej jednoetapowo z użyciem organofunkcyjnego silanu. Na osnowie polipropylenu otrzymano kompozyty z zastosowaniem tak otrzymanego napełniacza. Kompozyt został scharakteryzowany z punktu widzenia właściwości mechanicznych i termicznych. Przeprowadzono również wszechstronną charakterystykę napełniacza w porównaniu do standardowej krzemionki typu Stöbera. Podsumowując, jednoetapowa metoda zol-żel jest interesującą alternatywą dla klasycznych metod syntezy napełniaczy funkcyjnych materiałów kompozytowych.

The influence of spherical silica prepared by sol-gel method on mechanical properties of polypropylene-SiO2 composite

Jakubowska P., Martyla A., Przekop R., Sztorch B., Kopczyk M., Osinska-Broniarz M., Majchrzycki Ł.

Composites Theory and Practice

2016

R. 16, nr 1

47--51

In the present paper the spherical silica material Innosilica was proposed to be used as filler for a composite with polypropylene. The spherical silica synthesis was based on a modified Stöber method. The aim of the study was to obtain a composite of better properties than those of pure polypropylene. The composite system with 1, 5, 10% of silica fillers were used. The characteristics of the obtained systems were defined by scanning microscopy. A universal fatigue testing machine Zwick Roell Z020 was employed to determine the tensile properties of the input material and composites under static extension and to the test of flexure resistance of the composites. The impact test with a composite notch and input material was determined using an Instron pendulum hammer type and the hardness property was measured with Shore hardness tester with a sharp conic indenter made by Zwick. As the reference material unmodified polypropylene and it’s composite with market silica - Aerosil 200 were used. The results of our researches indicate that the presence of the silica fillers improved the polypropylene properties. Parameters change depending on the content of the fillers. Innosilica allowed to obtain better results than the commercial silica. The study showed that the mechanical properties of silica-filled polypropylene material depend on weight ratio of the individual components of their constituent and on the geometry also. The filler of a spherical construction has a greater influence on the increase in composite stiffness than a filler of an irregular shape (Aerosil 200). This suggests that the higher structural homogeneity of composites PP/Innosilica exhibits the better mechanical properties.

W pracy zaproponowano materiał krzemionkowy w postaci sferycznej krzemionki - Innosilica do zastosowania jako wypełniacz w kompozycie polipropylenowym. Sferyczna krzemionka została otrzymana za pomocą zmodyfikowanej metody Stöbera. Celem badań było otrzymanie kompozytu o lepszych właściwościach w porównaniu z niemodyfikowanym polipropylenem. Zastosowano 1, 5, 10% dodatek wypełniaczy krzemionkowych. Charakterystykę struktury materiałów przeprowadzono z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej. Badania właściwości wytrzymałościowych kompozytów i materiału wejściowego przy statycznym rozciąganiu oraz pomiar wytrzymałości na zginanie kompozytów przeprowadzono z użyciem uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej Zwick Roell Z020. Udarność z karbem określono, stosując młot wahadłowy firmy Instron, model CEAST 9050, a pomiar twardości wykonano za pomocą analogowego twardościomierza Shore'a firmy Zwick. Jako materiał referencyjny zastosowano niemodyfikowany polipropylen oraz jego kompozyt z handlową krzemionką Aerosil 200 jako wypełniaczem. Przeprowadzone badania wykazały, że wprowadzenie do polipropylenu wypełniaczy krzemionkowych powoduje polepszenie jego właściwości mechanicznych. Parametry zmieniają się wraz z zawartością wypełniacza w kompozytach. Innosilica pozwoliła osiągnąć lepsze rezultaty niż handlowa krzemionka. Stąd można przypuszczać, że wpływ na właściwości kompozytu ma nie tylko zawartość wypełniacza (wyrażona w procentach wagowych), ale przede wszystkim jego kształt. Sferyczna krzemionka Innosilica wykazuje mniejsze powinowactwo do tworzenia aglomeratów w osnowie polimerowej w porównaniu do nieregularnych kształtów Aerosilu 200. Kompozyty PP/Innosilica wykazują wyższą jednorodność strukturalną, a wysoka homogeniczność układu skutkuje lepszymi właściwościami mechanicznymi.