Jednopolimerowe kompozyty polipropylenowe - wytwarzanie, struktura, właściwości

• Autorzy: Sterzyński, T. , Śledź, I.

Warianty tytułu

EN

Polypropylene monopolymer composites - preparation, structures and properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Scharakteryzowano grupę jednopolimerowych kompozytów (MPC, tj. kompozytów, w których zarówno osnowę, jak i napełniacz włóknisty wykonuje się z takiego samego polimeru) na podstawie polietylenu lub polipropylenu. Przedmiotem badań były polipropylenowe MPC otrzymywane bądź metodą prasowania, bądź zatapiania unieruchomionego włókna iPP w stopionej osnowie - folii iPP. Metodą DSC scharakteryzowano przemiany fazowe włókien oraz określono wpływ ciśnienia prasowania (1MPa i 10MPa) w toku ich pierwotnego i wtórnego ogrzewania. Zbadano wpływ naprężenia i temperatury wygrzewania na skurcz włókien. Przedstawiono wyniki obserwacji mikroskopowych morfologii kompozytów krystalizowanych nieizotermicznie lub izotermicznie w temp. 145°C w ciągu 2, 3 albo 6h (rys. 9-12). Zinterpretowano wpływ warunków otrzymywania polipropylenowych MPC na grubość warstwy transkrystalicznej tworzącej się na granicy faz osnowa/włókno oraz na wartość modułu Younga (Er), przyjętej jako kryterium oceny właściwości mechanicznych badanych materiałów. Wytypowano najkorzystniejsze warunki wytwarzania MPC, w których uzyskuje się dwukrotny wzrost wartości Er kompozytu w porównaniu z wartością Er wyjściowej folii iPP.

EN

The group of polyethylene or polypropylene based monopolymer composites (MPC, i.e. the composites where both the matrix and the fiber are made of the same polymer) has been characterized. The subject of investigations was MPC produced either by compression molding or by pouring of immobilized iPP fiber with molten matrix - iPP film. Phase transitions of fibers were characterized using DSC method (Fig. 1 and 2). The influence of molding pressure (1 or 10MPa) during first and second heating runs has been determined as well (Fig. 6 and 7). The effects of stress and annealing temperature on fibers’ shrinkage were investigated (Fig. 3-5). The morphology of composites crystallized either non-isothermally (Fig. 8) or isothermally, at temp. 145°C for 2, 3 or 6h (Fig. 9-12) has been observed using a microscope. The effects of the processing conditions of polypropylene MPC on the thickness of transcrystalline layer formed at the matrix/fiber interface, and on the value of Young’s modulus (Er), taken as a criterion of evaluation of mechanical properties of the investigated materials (Fig. 13), were interpreted. The best conditions of MPC preparation, allowing reaching 100% increase in Er value of the composite in comparison with Er of initial iPP film, were proposed.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty jednopolimerowe; polipropylen; skurcz względny; morfologia; warstwa transkrystaliczna; moduł sprężystości

EN

monopolymer composite; polypropylene; relative shrinkage; morphology; transcrystalline layer; Young's modulus

• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 52, nr 6
• Strony: 443-452
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., rys.

Twórcy

autor

Sterzyński, T.

autor

Śledź, I.

• Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Pl. M. Skłodowskiej-Curie 2, 60-695 Poznań,

Bibliografia

• 1. Kacperski M.: Polimery 2003, 48, 85.
• 2. Pawlak A., Morawiec J., Piórkowska E., Gałęski A.: Polimery 2004, 49, 240.
• 3. Kelar K., Jurkowski B., Mencel K.: Polimery 2005, 50, 449.
• 4. Kelar K.: Polimery 2006, 51, 415.
• 5. Gołębiewski J., Różański A., Gałęski A.: Polimery 2006, 51, 374.
• 6. Obłój-Muzaj M., Zielecka M., Kozakiewicz J., Abramowicz A., Szulc A., Domanowski W.: Polimery 2006, 51, 133.
• 7. Piszczek K., Sterzynski T., Broza G., Schulte K.: "Carbon Nanotubes (CNT) -- Polymer Composites", Int. Conference, wrzesień 2005, Hamburg, Germany, mat. konf., str. 162.
• 8. Broza G., Piszczek K., Schulte K., Sterzynski T.: Compos. Sci. Technol. 2006, 67, 890.
• 9. Stabik J.: Polimery 2004, 49, 634.
• 10. Garbarczyk J., Borysiak S.: Polimery 2004, 49, 541.
• 11. Banasiak A., Sterzyński T.: Polimery 2004, 49, 442.
• 12. Gościański M., Maciejewski H., Guliński J., Leda H.: Polimery 2004, 49, 15.
• 13. Liber-Kneć A., Kuciel S., Dziadur W.: Polimery 2006, 51, 571.
• 14. Sterzyński T., Kubczak M.: Polimery 2006, 51, 150.
• 15. Hausnerova B., Zdrazilova N., Kitano T., Saha P.: Polimery 2006, 51, 33.
• 16. Capiati N. J., Porter R. S.: J. Mat. Sci. 1995, 10, 1671.
• 17. Devaux E., Cazé C.: Compos. Sci. Technol. 1999, 59, 459 i 879.
• 18. Toshihiko O. i in.: Polymer 1998, 39, 4793.
• 19. Śledź I., Sterzyński T.: "Processing induced modification of structure and properties of monopolymers composite", Third International Conference on Polymer Modification, Degradation and Stabilization, MODEST 3, Lyon 2004, CD.
• 20. Śledź I., Strzyński T.: "Kompozyty jednopolimerowe: wytwarzanie, właściwości, zastosowanie" w "Przetwórstwo tworzyw polimerowych", IX Profesorskie Warsztaty Naukowe, Szczecin--Dziwnówek 2004, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2004, str. 71.
• 21. Briley A. W., Haworth B., Batchelor J.: "Physics of Plastics", Hanser Publ., 1992, str. 47.
• 22. Loos J., Schimanski T., Hofman J., Peijs T., Lemstra P. J.: Polymer 2001, 42, 3827.
• 23. Lacroix V. F., Loos J., Schulte K.: Polymer 1999, 40, 843.
• 24. Lacroix V. F., Lu H. Q., Schulte K.: Composites Part A 1999, 30, 369.
• 25. Lacroix V. F., Werwer M., Schulte K.: Composites Part A 1998, 29A, 371.
• 26. Hine P. J., Bronner M., Brew B., Ward I. M.: Plast. Rubber Compos. Proc. Appl. 1998, 27, 167.
• 27. Prosser W., Hine P. J., Ward I. M.: Plast. Rubber Compos. Proc. Appl. 2000, 29, 401.
• 28. Galeski A.: "Nucleation" w pracy zbiorowej: "Polypropylene: An A-Z Reference" (red. Karger-Kocsis J.), Kluwer Publishers, Dordrecht 1999, str. 545.
• 29. He T., Porter R. S.: J. Appl. Polym. Sci. 1988, 35, 1945.
• 30. Pome G., Mäder E.: Compos. Sci. Technol. 2000, 60, 2159.
• 31. Varga J., Karger-Kocsis J.: Polymer 1995, 36, 7843.
• 32. Ishida H., Bussi P.: Macromolecules 1991, 24, 3569.
• 33. Lopez-Manchado M. A., Arroyo M.: Polymer 1999, 40, 487.
• 34. Assouline E. i in.: Polymer 2000, 41, 7843.
• 35. Wang C., Liu C.-R.: Polymer 1997, 38, 4715.
• 36. Assouline E. i in.: Polymer 2001, 42, 6231.
• 37. Li H. i in.: Macromolecules 2003, 36, 2802.
• 38. Li H. i in.: Polymer 2004, 45, 8059.
• 39. Hull D.: "Composite Materials", Cambridge University Press, 1981.
• 40. Sterzynski T., Lambla M., Georgi F., Thomas M.: Intern. Polym. Proc. 1997, 12, 64.
• 41. Garbarczyk J., Paukszta D.: Coll. Polym. Sci. 1985, 263, 985.
• 42. Varga J.: "Spherulitic crystallization and structure" w [28], str. 759.
• 43. Romankiewicz A., Sterzynski T., Brostow W.: Polym. Int. 2004, 53, 2086.
• 44. Romankiewicz A., Sterzynski T.: Macromol. Symp. 2002, 180, 241.
• 45. Sterzynski T., Oysaed H.: Polym. Eng. Sci. 2004, 44, 352.
• 46. Nobile M. R., Bove L., Somma E., Kruszelnicka I., Sterzynski T.: Polym. Eng. Sci. 2005, 45, 153.
• 47. Halpin J. C., Kardos J. L.: Polym. Eng. Sci. 1976, 16, 344.