Technologia wytwarzania kompozytów poliamidowo-montmorylonitowych o zwiększonej udarności

• Autorzy: Kelar, K. , Mencel, K. , Jurkowski, B.

Warianty tytułu

EN

Technology of manufacturing polyamide-montmorillonite composites with improved impact strength

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano strukturę i właściwości poliamidu 6 (PA6), kompozytu PA6 z modyfikowanym aminą montmorylonitem (MMT), mieszaniny PA6 z kopolimerem triblokowym styren/(etylen/butylen) /styren szczepionym bezwodnikiem maleinowym (SEBS-gra/ż-MA) oraz kompozytu PA6+MMT+ - S E B S-graft-MA. Stężenie MMT i SEBS-gra/?-MA w kompozytach wynosiło po 5% wag. Próbki do badań wytwarzano z użyciem wtryskarki Engel, która była wyposażona w mieszalnik dynamiczny, zwiększający intensywność mieszania składników. Przeprowadzono: badania rzeczywistej zawartości MMT w kompozytach, badania metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) powierzchni przełomów oraz analizę rozkładu atomów krzemu, wskaźnika szybkości płynięcia, chłonności wody, badania metodą kalorymetrii skaningowej (DSC), cech wytrzymałościowych w próbie statycznego rozciągania oraz udarności próbek z karbem metodą Charpy'ego. Badania wykazały, że MMT zmienia strukturę krystaliczną osnowy poliamidowej, a kopolimer SEBS--graft-MA jest kompatybilny z PA6 i poprawia odporność na uderzenia kompozytów poliamido-wo-montmorylonitowych. Chłonność wody kompozytów jest mniejsza niż niemodyfikowanego PA6.

EN

The structure and properties of polyamide 6 (PA6), PA6 composite with amine-modified montmorillonite (OMMT, NanofilŽ SE 3010), binary blend of PA6 with maleated sty-rene/(ethylene/butylenes)/styrene copolymer (SEBS-g-MA, KratonŽ FG1901X) and PA6+ +OMMT+SEBS-g-MA composite, was investigated in the work. The percent contribution of OMMT and SEBS-g-MA in composite was on 5 wt. %. Samples were produced using injection moulding Engel machine, which was equipped with dynamic mixer, increasing the intensity of mixing components. The following tests were carried out: study the actual content of montmorillonite in the composite, studies by scanning electron microscopy (SEM) breakthroughs and analyzing the surface distribution of silicon atoms, melt flow index, sorption of water, studies by differential scanning calorimetry (DSC), tensile strength and Charpy notched impact strength. Investigation has shown that montmorillonite changes the crystal structure of polyamide 6, and SEBS-g-MA copolymer is compatible with PA6 and it corrects on impacts resistant of polyamide-montmorillonite composites. Resistance of composite to water was improved.

Słowa kluczowe

PL

poliamid 6; kopolimer SEBS; montmorylonit; struktura; właściwości

EN

polyamide 6; SEBS copolymer; montmorillonite; structure; properties

• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 30, nr 3
• Strony: 179-192
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Kelar, K.

autor

Mencel, K.

autor

Jurkowski, B.

• Instytut Technologii Materiałów Politechniki Poznańskiej

Bibliografia

• [1] Baschek G., Hartwig G., Zahradnik F., Effect of water absorption in polymers at low and high temperatures, Polymer, 1999, vol. 40, no. 12, s. 3433 - 3441.
• [2] Bureau M. N., Denault J., Cole K. C., Enright G. D., The role of crystallinity and reinforcement in the mechanical behavior of polyamide-6/clay nanocomposites, Polym. Eng. Sci., 2002, vol. 42, no. 9, s. 1897- 1906.
• [3] Cho J. W., Paul D. R., Nylon 6 nanocomposites by melt compounding, Polymer, 2001, vol. 42, no. 3, s. 1083- 1094.
• [4] Ergungor Z., Cakmak M., Batur C., Effect of processing conditions on the development of morphology in clay nanoparticle filled nylon 6 fibers, Macromol. Symp., 2002, vol. 185, no. 2, s. 259-276.
• [5] Farahani R. D., Ramazani A. S. A., Melt preparation and investigation of properties of toughened polyamide 66 with SEBS-graft-MA and their nanocomposites, Materials & Design, 2008, vol. 29, no. 1, s. 105 - 111.
• [6] Fornes T. D., Paul D. R., Crystallization behavior of nylon 6 nanocomposites, Polymer, 2003, vol. 44, no. 14, s. 3945 - 3961.
• [7] Fornes T. D., Yoon P. J., Hunter D. L., Keskkula H., Paul D. R., Effect of organoclay structure on nylon 6 nanocomposite morphology and properties, Polymer, 2002, vol. 43, no. 22, s. 5915-5933.
• [8] Fornes T. D., Yoon P. J., Keskkula H., Paul D. R., Nylon 6 nanocomposites: The effect of matrix molecular weight, Polymer, 2001, vol. 42, no. 25, s. 9929 - 9940.
• [9] Fornes T. D., Yoon P. J., Paul D. R., Polymer matrix degradation and color formation in melt processed nylon 6/clay nanocomposites, Polymer, 2003, vol. 44, no. 24, s. 7545 - 7556.
• [10] Gonzalez-Montiel A, Keskkula H., Impact-modified nylon 6/polypropylene blends: 1. Morphology-property relationships, Polymer, 1995, vol. 36, no. 24, s. 4587 - 4585.
• [11] He Ch., Liu T., Tjiu W. Ch., Sue H.-J., Yee A. F., Microdeformation and fracture mechanisms in polyamide-6/organoclay nanocomposites, Macromolecules, 2008, vol. 41, no. 1, s. 193-202.
• [12] Housz Ingen A. J., Mixing ring for homogenizing highly viscous materials, Raport University of Twente, Enschede, Netherlands 2001.
• [13] Kelar K., Jurkowski B., Ciesielska D., Otrzymywanie i charakterystyka dwuskładnikowych mieszanin poliamidu 6 z kopolimerem blokowym styren/etylen/butylen)styren szczepionym bezwodnikiem maleinowym, Polimery, 1997, vol. 42, no. 9, s. 549 - 554.
• [14] Kelar K., Winkel L., Szostak M., Wpływ obróbki cieplnej w oleju silikonowym na strukturę i właściwości poliamidu 6 oraz mikrokompozytu poliamid 6/ montmorylonit, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2008, vol. 28, no. 3, s. 133- 150.
• [15] Kim G.-M, Michler G. H., Ania F., Balta Calleja F. J., Temperature dependence of polymorphism in electrospun nanofib of PA6 and PA6/clay nanocomposites, Polymer, 2007, vol. 48, no. 16, s. 4814 - 4823.
• [16] Kojima Y., Usuki A., Kawasumi M., Okada A., Fukushima Y., Kurauchi T., Kamigaito O., Mechanical properties of nylon 6-clay hybrid, J. Mater. Res., 1993, vol. 8, no. 5, s. 1185 - 1189.
• [17] Monson L., Braunwarth M., Extrand C. W., Moisture absorption by various polyamides and their associated dimensional changes, J. Appl. Polym. Sci., 2008, vol. 107, no. 1, s. 355 - 363.
• [18] Szostak M., Mieszalniki statyczne i dynamiczne w technologiach wtryskiwania, Plastics Review, 2008, vol. 77, no. 2, s. 14-17.
• [19] Usuki A., Kawasumi M., Kojima Y., Okada A., Kurauchi T., Kamigaito O., Swelling behavior of montmorillonite cation exchanged for ω-amino acids by ɛ-caprolactam, J. Mater. Res., 1993, vol. 8, no. 5, s. 1174 - 1178.
• [20] Wu T. Z., Liao C. S., Polymorphism in nylon 6/clay nanocomposites, Macromol. Chem. Phys., 2000, vol. 201, no. 18, s. 2820 - 2825.
• [21] Wunderlich B., Reversible crystallization and the rigid-amorphous phase in semicrystalline macromolecules, Prog. Polym. Sci., 2003, vol. 28, no. 3, s. 383 - 450.
• [22] Yalcin B., Cakmak M., The role of plasticizer on the exfoliation and dispersion and fracture behavior of clay particles in PVC matrix: a comprehensive morphological study, Polymer, 2004, vol. 45, no. 19, s. 6623 - 6638.
• [23] Yalcin B., Valladares D., Cakmak M., Amplification effect of platelet type nanoparticles on the orientation behavior of injection molded nylon 6 composites, Polymer, 2003, vol. 44, no.22, s. 6913-6925.
• [24] Żuchowska D., Polimery konstrukcyjne, wyd. 2, Warszawa, WNT 2000.