The influence of chemical modification of wood on its nucleation ability in polypropylene composites

• Autorzy: Borysiak, S. , Doczekalska, B.

Warianty tytułu

PL

Wpływ chemicznej modyfikacji drewna na jego aktywność nukleacyjną w kompozytach z polipropylenem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The crystallization of isotactic polypropylene in contact with pine wood was studied by hot stage polarizing microscopy. The agents applied to chemical treatment of wood were maleic, propionic, phthalic, crotonic or succinic anhydrides. Mercerization and extraction processes were used as well. The aim of this study was to analyze the influence of chemical modification of pine wood on its nucleation activity in polypropylene crystallization process. The occurrence of the transcrystallization layer (TCL) was found to be strongly dependent on the type of chemical treatment of wood surface. Predominant nucleation ability was establish for unmodified pine wood. However, mercerization and extraction processes of wood slightly decreased its nucleation ability in polypropylene matrixes. Moreover, it was determined that wood modified by anhydrides can enhance the transcrystallization layer of PP in comparison with wood mercerized or extracted. Unexpectedly, wood modified with succinic anhydride did not induce transcrystallization.

PL

Zbadano kompozyty izotaktycznego polipropylenu z drewnem sosny. Drewno poddawano wstępnie procesom ekstrakcji bądź merceryzacji, a w celu poprawy adhezji pomiędzy komponentami po merceryzacji dokonywano modyfikacji chemicznej za pomocą następujących bezwodników kwasowych: maleinowego, propionowego, ftalowego, krotonowego bądź bursztynowego. Głównym celem pracy była analiza wpływu obróbki chemicznej drewna na jego aktywność nukleacyjną w procesie krystalizacji matrycy polimerowej. Badania prowadzone metodami mikroskopii w świetle spolaryzowanym oraz mikroskopii elektronowej wykazały istotną zależność kształtowania się struktury nadcząsteczkowej matrycy polipropylenowej od przeprowadzonych modyfikacji chemicznych drewna (rys. 2-5 i 8). Największą aktywnością nukleacyjną cechuje się drewno niemodyfikowane, natomiast w przypadku zastosowania procesów merceryzacji lub ekstrakcji zaobserwowano znaczne zmniejszenie zdolności nukleacyjnej. Kompozyty z drewnem estryfikowanym bezwodnikami kwasowymi (z wyjątkiem bezwodnika bursztynowego) cechują się większą efektywnością kształtowania struktur transkrystalicznych (TCL) w porównaniu z układami z drewnem po merceryzacji i ekstrakcji, ale mniejszą niż kompozyty napełnione drewnem surowym (rys. 6 i 7). Wyjaśniono przyczyny odmiennego zachowania się drewna estryfikowanego bezwodnikiem bursztynowym.

Słowa kluczowe

PL

polipropylen; drewno; kompozyty; modyfikacja chemiczna; transkrystalizacja

EN

polypropylene; wood; composites; chemical modification; transcrystallinity

• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 54, nr 11-12
• Strony: 820-827
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Borysiak, S.

autor

Doczekalska, B.

• Poznan University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering, 60-965 Poznan, sq. Sklodowskiej-Curie 1, Poland.,

Bibliografia

• 1. Bledzki A. K., Letman M., Viksne A., Rence L.: Composites Part A 2005, 36, 789.
• 2. Kaczmar J. W., Pach J., Kozlowski R.: Polimery 2006, 10, 722.
• 3. Borysiak S., Paukszta D., Helwig M.: Polym. Degrad. Stabil. 2006,91,3339.
• 4. Mahlberg R., Paajanen L., Nurmi A., Kivisto A., Koszela K, Orwell R. M.: Holz Roh-Werkst. 2001, 59, 319.
• 5. Nunez A. J., Sturm P. C, Kenny J. M., Aranguren M. I., Marcovich N. E., Reboredo M. M.: J. Appl. Polym. Set 2003,88,1420.
• 6. Wu J., Yu D., Chan C. M., Kim J., Mai Y. W.: J. Appl Polym. Sci. 2000, 76,1000.
• 7. Hill C. A. S.: "Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes" (Ed. Stevens C. V.), Wiley 2006, Chapter 3 and 4, pp. 45-98.
• 8. Zafeiropoulos N. E., Williams D. R., Baillie C. A., Matthews E L.: Composites 2002,33,1083.
• 9. Danyadi L., Janecska T., Szabo Z., Nagy G., Moczo J., Pukanszky B.: Compos. Sci. Tech. 2007, 67,2838.
• 10. Chen E. J., Hsiao B. S.: Polym. Eng. Sci. 1992,32, 280.
• 11. Person B., Lowe A., Baillie C.: Compos. Part A - Appl S. 1996, 27, 839.
• 12. Quan H., Li Z. M., Yang M. B., Huang R.: Compos. Sci. Technol 2005, 65,999.
• 13. Wang C., Liu C. R.: Polymer 1999,40,289.
• 14. Pompe G., Mader E.: Compos. Sci. Technol. 2000, 60, 2159.
• 15. Cai Y., Petermann J., Wittich H.: J. Appl Polym. Sci. 1997, 65, 67.
• 16. Varga J., Karger-Kocsis J.: J. Polym. Sci. Polym. Phys. 1996,34,657.
• 17. Gray D. G.: J. Polym. Sci., Polym. Letter Ed. 1974,12, 509.
• 18. Zafeiropoulos N. E., Baillie C. A., Matthews F. L.: Compos. Part. A - Appl S. 2001,32,525.
• 19. Quillin D. T., Caulfield D. E, Koutsky J. A.: J. Appl Polym. Sci. 1993, 50,1187.
• 20. Sandai A. R., Caulfield D. E: Compos. Interface 2000,7, 31.
• 21. Garbarczyk J., Borysiak S.: Polimery 2004, 49,541.
• 22. Clark E. J., Hoffman J. D.: Macromolecules 1984, 17, 878.
• 23. Borysiak S., Doczekalska B.: Fibres & Textile East. Eur. 2005,13, 87.
• 24. Hon D. N. S., Ou N. H.: J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1989,27,2457.
• 25. Doczekalska B., Bartkowiak M., Zakrzewski R.: Holz Roh-Werkst. 20Q7, 65, IS7.
• 26. Doczekalska B., Zakrzewski R., Bartkowiak M.: Wood Res. 2007, 52, 79.
• 27. Lotz B., Wittman J. C.:J. Polym. Sci. Polym. Phys. 1989, 24,1559.
• 28. Borysiak S.: J. Therm. Anal. Calorim. 2007,88,455.
• 29. Campbell D., Quayyum M. M.: J. Polym. Sci. Phys. Ed. 1980,18, 83.
• 30. Matsuda H.: Wood Sci. Technol 1987,21, 75.
• 31. Hill C. A. S., Mallon S.: Holzforschung 1998, 52,427.