Nanokompozyty polioksymetylenu z montmorylonitem - badania wstępne

• Autorzy: Pielichowski, K. , Leszczyńska, A.

Warianty tytułu

EN

Polyoxymethylene-based nanocomposites with montmorillonite: an introductory study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokompozyty polioksymetylenu (POM) i montmorylonitu (MMT) organofilizowanego za pomocą związków powierzchniowo czynnych typu amin czwartorzędowych (tabela 1) otrzymano metodą homogenizacji w stopionej fazie polimeru (rys. 1). Scharakteryzowano je metodami szerokokątowej dyfrakcji rentgenowskiej (WAXD, rys. 2), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM, rys. 3 i 4), różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC, tabela 2) i analizy termograwimetrycznej (TGA, rys. 8 i 9 i tabela 3) oraz na podstawie testów wytrzymałościowych (rys. 5-7). Wyniki badań strukturalnych świadczą o występowaniu złożonej struktury tych materiałów zawierających zarówno eksfoliowane warstwy MMT, jak i nieinterkalowane pakiety warstw organofilizowanego glinokrzemianu. Dodatek tego ostatniego wywołuje istotne zmiany w budowie krystalicznej POM, zmieniając mechanizm zarodkowania. Nanokompozyty POM z organofilizowanym MMT wykazują zwiększoną wytrzymałość mechaniczną, przy czym w przypadku kompozycji charakteryzującej się największym stopniem homogenizacji obserwowano jednoczesny wzrost wartości wydłużenia przy zerwaniu, w odróżnieniu od mikrokompozytu z niemodyfikowanym MMT, gdzie zwiększonej wytrzymałości mechanicznej towarzyszy zmniejszenie wydłużenia przy zerwaniu. Typ związku amoniowego zastosowanego do modyfikacji MMT wywiera wyraźny wpływ na właściwości mechaniczne i stabilność termiczną kompozytów.

EN

Nanocomposites of polyoxymethylene (POM) and organo-modified montmorillonite were obtained by melt mixing method and investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA) and mechanical testing, respectively. The XRD results indicated mixed tactoid-exfoliated structure of the obtained nanocomposites; introduction of montmorillonite (MMT) was found to strongly influence the crystalline structure of POM through altering of nucleation mechanism. Layered silicate-modified POM exhibited improved tensile strength and modulus as well as increased elongation, unlike common polymeric microcomposites that reach higher modulus at the expense of ductility. Nanoadditives contribute to the formation of a core-shell morphology of injection-moulded samples that was ascribed to increased elongation at break of nanocomposite materials. Both mechanical and thermal properties of nanocomposites varied depending on type of ammonium surfactant used for organomodification of MMT.

Słowa kluczowe

PL

polioksymetylen; montmorylonit; organofilizacja; nanokompozyty; struktura; właściwości

EN

polyoxymethylene; montmorillonite; organophilization; nanocomposites; structure; properties

• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 51, nr 2
• Strony: 143-149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Pielichowski, K.

autor

Leszczyńska, A.

• Cracow University of Technology, Department of Chemistry and Technology of Polymers, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, Poland,

Bibliografia

• 1. Forschirm A., McAndrew F. C.; "Polymeric Materials Encyclopedia", CRC Press, New York 1996.
• 2. Pielichowski K. Leszczynska A.: J, Polym. Eng. 2005, 4, 359.
• 3. Mamunya Y. P., Muzychenko Y. V., Possis P., Lebedev E. V., Shut M. L: J. Macromol Sci.-Phys. 2001, B40, 591.
• 4. Sinha Ray S., Okamoto M.: Prog. Polym. Sci. 2003,28, 1539.
• 5. Oleksy M., Heneczkowski M.: Polimery 2005, 50,143.
• 6. Pinavaia T. J., Beall G. W.: "Polymer-Clay Nanocomposites", John Wiley & Sons, Chichester 2000.
• 7. Njuguna J., Pielichowski K.: Adv. Eng. Mat. 2004, 6, 204.
• 8. Kelar K., Jurkowski B., Mencel K.: Polimery 2005, 50, 449.
• 9. Yoon P. J., Hunter D. L., Paul D. R.: Polymer 2003, 44, 5323.
• 10. Ke Y, Long C, Qi Z.: J. Appl Polym. Sci. 1999, 71, 1139.
• 11. Oilman J.: J.. Appl. Clay Sci. 1999,15, 31.
• 12. Vaia R. A., Price G., Ruth P. N., Nguyen H. T.: J. Appl. Clay Sci. 1999,15, 67.
• 13. Nour M. A., Hassanien M. M.: Polimery 2005,50,371.
• 14. Messersmith P., Giannelis E.: J. Polym. Sci., Polym. Chem. 1995,33,1047.
• 15. Usuki A., Kojima Y, Kawasumi M., Okada A., Fukushima Y, Kurauchi T., Kamigaito O.: J. Mater. Res. 1993,8,1179.
• 16. Hasegawa N., Okamoto H., Kato M., Usuki A., Sato N.: Polymer 2003, 44, 2933.
• 17. Pawlak A., Morawiec J., Piorkowska E., Gałęski A.: Polimery 2004, 49, 240.
• 18. Sinha Ray S., Okamoto K., Okamoto M.: Macromole-cules 2003, 36, 2355.
• 19. Xu W., Ge M., He P.: J. Appl. Polym. Sci. 2001,82,2281.
• 20. Morgan A. B., Gilman J. E: J. Appl. Polym. Sci. 2003, 87,1329.
• 21. Yu Z.-Z., Yang M., Zhang Q., Zhao C., Mai Y.-W.: J. Appl. Polym. Sci.: Part B: Polym. Phys. 2003, 41,1234.
• 22. Pecorini T. J., Hertzberg R. W., Manson J. A.: J. Mater. Sci. 1990,25,3385.
• 23. Sauer B. B., McLean R. S., Londono J. D.: J. Macromol. Sci. — Phys. 2000, B40,519.
• 24. Xu W., He P.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 80, 304.
• 25. Kim G.-M., Lee D.-H., Hoffmann B., Kressler J., Stop-pelmann G.: Polymer 2001, 42,1095.
• 26. Plummer C. J. G., Menu P., Curde-Maurox N., Kausch H.-H.: J. Appl. Polym. Sci. 1995, 55, 489.
• 27. Delozier D. M., Orwoll R. A., Cahoon J. E, Johnston N. J., Smith Jr. J. G., Connell J. W.: Polymer 2002, 43, 813.
• 28. Xie W., Gao Z. M., Pan W. P., Hunter D., Singh A., Vaia R. A.: Chem. Mater. 2001,13, 2979.