PL215768B1 - Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym - Google Patents
Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowymInfo
- Publication number
- PL215768B1 PL215768B1 PL389434A PL38943409A PL215768B1 PL 215768 B1 PL215768 B1 PL 215768B1 PL 389434 A PL389434 A PL 389434A PL 38943409 A PL38943409 A PL 38943409A PL 215768 B1 PL215768 B1 PL 215768B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- poly
- ethylene terephthalate
- nanofiller
- parts
- functionalized
- Prior art date
Links
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 title claims description 55
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 title claims description 55
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 25
- -1 poly(ethylene terephthalate) Polymers 0.000 title description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 title 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229920003255 poly(phenylsilsesquioxane) Polymers 0.000 claims description 8
- HMOZDINWBHMBSQ-UHFFFAOYSA-N 2-[3-(4,5-dihydro-1,3-oxazol-2-yl)phenyl]-4,5-dihydro-1,3-oxazole Chemical compound O1CCN=C1C1=CC=CC(C=2OCCN=2)=C1 HMOZDINWBHMBSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 229920006113 non-polar polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 150000000376 2-oxazolines Chemical class 0.000 description 1
- LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 4-methylidene-3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound C1(C2=CC=C(C(=O)OC(=C)O1)C=C2)=O LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- KBXJHRABGYYAFC-UHFFFAOYSA-N octaphenylsilsesquioxane Chemical group O1[Si](O2)(C=3C=CC=CC=3)O[Si](O3)(C=4C=CC=CC=4)O[Si](O4)(C=5C=CC=CC=5)O[Si]1(C=1C=CC=CC=1)O[Si](O1)(C=5C=CC=CC=5)O[Si]2(C=2C=CC=CC=2)O[Si]3(C=2C=CC=CC=2)O[Si]41C1=CC=CC=C1 KBXJHRABGYYAFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002601 oligoester Polymers 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920006112 polar polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical compound CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt poli(tereftalanu etylenu), zawierający nanonapełniacz proszkowy.
Wprowadzenie w strukturę polimerów konstrukcyjnych napełniaczy o wymiarach cząstek w skali „nano” jest efektywnym sposobem poprawy niektórych właściwości fizyko-mechanicznych, cieplnych i elektrycznych tych tworzyw do parametrów nieosiągalnych przez wprowadzenie innych modyfikatorów. Nanokompozyty otrzymane z zastosowaniem zaledwie kilku procentowej zawartości napełniaczy typu nieorganicznego lub organicznego wykazują wyjątkowo korzystne właściwości: większą stabilność cieplną, zmniejszoną palność, dobrą barierę dla gazów i pary wodnej, lepsze właściwości dielektryczne.
Wśród znanych i stosowanych w przemyśle nanonapełniaczy duże znaczenie mają nanonapełniacze płytkowe w szczególności glinokrzemiany warstwowe np. montmorylonit, bentonit, saponit i grafit lub nanonapełniacze sferyczne. Spośród napełniaczy sferycznych największe zastosowanie mają nanokrzemionki oraz krzemoorganiczne - silseskwioksany o strukturze małych klatek (3-10 nm), zbudowane z atomów krzemu połączonych mostkami tlenowymi i związanych dodatkowo z rozmaitymi ugrupowaniami organicznymi.
Wprowadzenie montmorylonitu do polimeru powoduje wyraźne zwiększenie modułu sprężystości, naprężenia zrywającego, stabilności i przewodności cieplnej oraz zmniejszenie palności, a także przepuszczalności dla pary wodnej i tlenu. Kompozyty polimerowe PET o zawartości nanonapełniacza nie przekraczającej 6% wykazują właściwości fizyczne i cieplne zdecydowanie lepsze w porównaniu do właściwości samego polimeru, a niektóre z nich także lepsze od właściwości kompozytu z tradycyjnymi napełniaczami mineralnymi. Mała zawartość cząstek napełniacza nie pogarsza właściwości przetwórczych, ułatwia recykling materiałowy i nie zwiększa zużycia maszyn przetwórczych.
Decydujący wpływ na właściwości kompozytu ma stopień rozproszenia nanonapełniacza w osnowie polimerowej oraz stopień kompatybilności (mieszalności) polimeru i nanonapełniacza.
Nanonapełniacze krzemionkowe charakteryzują się dużą powierzchnią właściwą, jednak ich wadą jest niemieszalność z wieloma polimerami - tworzą odrębną fazę termodynamiczną. Zastosowanie nanonapełniaczy krzemionkowych, zwłaszcza do napełniania polimerów niepolarnych, wymaga modyfikowania ich właściwości powierzchniowych. Jednym ze sposobów takiej modyfikacji jest wprowadzenie grup funkcyjnych zdolnych do reagowania z polimerem, co poprawia właściwości użytkowe kompozytu. Rodzaj grup funkcyjnych zależy od typu napełnianego polimeru, najczęściej wprowadza się grupy pochodzące od bezwodnika maleinowego, aminowe, izocyjanianowe.
Aby uzyskać poprawę wzajemnej mieszalności nanonapełniacz/polimer, oprócz modyfikowania nanonapełniacza, stosuje się dodatkowo wielkocząsteczkowy składnik z wbudowanymi grupami polarnymi, pełniący funkcję kompatybilizatora. Tworzące się wiązania chemiczne między grupami funkcyjnymi modyfikowanego nanonapełniacza, a grupami funkcyjnymi kompatybilizatora zwiększają kompatybilność układu i ułatwiają dyspersję nanonapełniacza w osnowie polimerowej. Powstające przy tym silne wiązania wodorowe nie tylko wzmacniają oddziaływania międzyfazowe, ale także powodują wprowadzanie łańcuchów polimerycznego kompatybilizatora i napełnianego polimeru w przestrzenie między nanosfery napełniacza. Jako kompatybilizatory stosuje się najczęściej polimery funkcjonalizowane przez szczepienie nienasyconych monomerów funkcyjnych. Trwałe wbudowanie nanonapełniacza funkcjonalizowanego następuje w wyniku reakcji grup funkcyjnych napełniacza z grupami funkcyjnymi kompatybilizatora przyłączonego do osnowy polimeru.
Kompozyty polimerowe z nanonapełniaczami wytwarza się coraz częściej w procesie wytłaczania, podczas którego następuje zmieszanie uplastycznionego tworzywa polimerowego z nanonapełniaczem. Sposób ten umożliwia otrzymywanie kompozytów na podstawie polimerów niepolarnych oraz polarnych.
Według opisu patentowego WO 2006125549 kompozycja polimerowa o polepszonej odporności cieplnej i właściwościach barierowych dla tlenu i pary wodnej nie przepuszczająca promieni UV zawiera jako osnowę PET lub kopolimer tereftalanu etylenu oraz 2% do 40% krzemionki, o zawartości co najmniej 95-99% SiO2 i wymiarach cząstek w zakresie 2-20 μm, korzystnie 3 μm.
Przedstawiony w opisie patentowym US 2009186179 sposób otrzymywania nanokompozytu na osnowie PET o polepszonych właściwościach barierowych, przeznaczonego do wytwarzania pojemników i folii polega na wprowadzeniu do osnowy poliestrowej efektywnej ilości wstępnie eksfoliowanego glinokrzemianu - sepolitu - modyfikowanego IV rz. solami amoniowymi.
PL 215 768 B1
Opis patentowy WO 2005030850 podaje sposób otrzymywania materiału polimerowego (nanokompozytu), z którego wytwarza się butelki i inne artykuły opakowaniowe. Proces obejmuje wytworzenie koncentratu, będącego lamelarnym nanokompozytem, otrzymanym w wyniku interkalacji lub eksfoliacji lameli krzemianu oligomerem PET, wybranym z grupy oligoestrów amorficznych, semikrystalicznych lub ich mieszaniny. Z koncentratu otrzymuje się następnie kompatybilną mieszaninę w procesie mechanicznego mieszania w stanie stałym, przy wysokich siłach ścinających w temperaturze niższej od temperatury zeszklenia oligomeru, bez konieczności nawilżania nanonapełniacza jak również stosowania rozpuszczalnika lub innych dodatkowych środków. Otrzymany w ten sposób koncentrat jest następnie mieszany w stanie stopionym z polimerem bazowym - PET.
W przypadku stosowania nanonapełniaczy płytkowych istnieje problem polegający na braku możliwości kontroli rozmiaru cząstek zdyspergowanego nanonapełniacza i stabilizacji struktury. Ponadto uzyskanie odpowiedniego stopnia interkalacji i jednorodnej rozwarstwionej struktury, zwłaszcza w odniesieniu do polimerów niepolarnych jest trudne ze względu na termodynamiczną niemieszalność nanonapełniacza i polimeru. Dodatkowym problemem jest ograniczona możliwość funkcjonalizacji napełniaczy płytkowych. Decydujący wpływ na właściwości kompozytu ma stopień rozproszenia nanonapełniacza w osnowie polimerowej oraz stopień kombatybilności (mieszalności) polimeru i nanonapełniacza.
Stwierdzono, że kompozyty na osnowie poli(tereftalanu etylenu), ewentualnie z dodatkiem funkcjonalizowanego PET, jako kompatybilizatora, zawierające zdyspergowany nanonapełniacz sferyczny - nanokrzemionkę, także funkcjonalizowaną, korzystnie otrzymaną w sposób przedstawiony w opisie patentowym PL 198188, lub klatkowy nanonapełniacz krzemoorganiczny, korzystnie otrzymany w sposób opisany w polskim zgłoszeniu patentowym P-375334, charakteryzują się równomiernym rozproszeniem nanonapełniacza w osnowie polimerowej oraz korzystnym zespołem właściwości mechanicznych.
Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym, według wynalazku, zawiera 95-99,7 części wagowych poli(tereftalanu etylenu) lub mieszaniny 80-90 części wagowych poli(tereftalanu etylenu) i 10-20 części wagowych poli(tereftalanu etylenu) funkcjonalizowanego 2,2'-1,3-fenyleno-bis(2-oksazoliną), oraz 0,3-5 części wagowych sferycznego nanonapełniacza o wymiarach od 50 do 200 nm, w postaci krzemionki otrzymanej metodą zol-żel, także funkcjonalizowanej, lub w postaci poli(fenylosilseskwioksanu), o ogólnym wzorze (PhSiO3/2)n, gdzie n = 6, 8, 10, 12, w którym atomy krzemu połączone są mostkami tlenowymi, a Ph jest grupą fenylową.
Jako funkcjonalizowany poli(tereftalan etylenu) kompozyt zawiera poli(tereftalan etylenu) funkcjonalizowany 2,2'-1,3-fenyleno-bis(2-oksazoliną), korzystnie użytą w ilości od 2 do 7 % wagowych.
Jako nanonapełniacz krzemionkowy kompozyt według wynalazku korzystnie zawiera nanokrzemionkę funkcjonalizowaną trimetoksysilanem.
Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) według wynalazku można wytwarzać jednoetapowo tj. poli(tereftalan etylenu) miesza się z nanokrzemionką o zaprogramowanej wielkości cząstek lub poli(organosilseskwioksanem), metodą wytłaczania reaktywnego w dwuślimakowej wytłaczarce współbieżnej, w temperaturze 230-270°C, przy szybkości obrotowej ślimaka w zakresie 150-300 obr/min. W przypadku zastosowania kompatybilizatora PET proces prowadzi się dwuetapowo. W pierwszym etapie poli(tereftalan etylenu) miesza się z 2,2'-1,3-fenyleno-bis(2-oksazoliną), w temperaturze pokojowej w mieszalniku wstęgowym, a następnie wytłacza w temperaturze 230-270°C w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej. W drugim etapie otrzymany granulat miesza się z poli(tereftalanem etylenu) i jednocześnie z nanononapełniaczem, w temperaturze 230-270°C, w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej, stosując szybkość obrotową ślimaka w zakresie 150-300 obr/min.
Kompozyty poli(tereftalanu etylenu) z nanocząstkami krzemionkowymi lub krzemoorganicznymi według wynalazku, w porównaniu do czystego poli(tereftalanu etylenu), charakteryzują się znacznie większym modułem sprężystości przy zginaniu i rozciąganiu, większą wytrzymałością na zginanie, podwyższoną udarnością i odpornością cieplną oraz zbliżoną wytrzymałością na rozciąganie. Właściwości mechaniczne zależą od rodzaju i zawartości zastosowanego nanonapełniacza tj. poli(organosilseskwioksanu) lub krzemionki, wielkości nanocząstek, a także od obecności kompatybilizatora.
Nanokompozyty o składzie według wynalazku, otrzymane metodą mieszania i wytłaczania przedstawiono w przykładach.
PL 215 768 B1
P r z y k ł a d I
99,5 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 0,5 cz. wag. poli(fenylosilseskwioksanu) o wielkości cząstek 134 nm, otrzymanego sposobem opisanym w polskim zgłoszeniu patentowym P-375334, zmieszano w mieszalniku z mieszadłem wstęgowym w temperaturze pokojowej i dozowano do leja zasypowego wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej o profilu mieszająco-ścinającym, wyposażonej w ślimaki z możliwością bezstopniowej regulacji obrotów. Podczas wytłaczania utrzymywano stałą temperaturę głowicy wytłaczarskiej 265°C oraz stref grzejnych układu uplastyczniającego wytłaczarki 230-250°C, przy stałej szybkości obrotowej ślimaka 200 obr/min. Po przejściu przez kąpiel wodną materiał zgranulowano.
P r z y k ł a d II
Kompozyt otrzymano w sposób jak w przykładzie I stosując 99 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 1 cz. wag. poli(fenylosilseskwioksanu) o wielkości cząstek 134 nm.
P r z y k ł a d III
Kompozyt otrzymano w sposób jak w przykładzie I, stosując 96 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 4 cz. wag. poli(fenylosilseskwioksanu) o wielkości nanocząstek 134 nm.
Właściwości nanokompozytów według przykładów I-III, w porównaniu z czystym poli(tereftalanem etylenu), przedstawiono w tabeli 1.
T a b e l a 1
| Właściwość, jednostka | Przykłady | |||
| PET | I | II | III | |
| Moduł sprężystości przy rozciąganiu, MPa | 3244 | 3001 | 3069 | 3056 |
| Wytrzymałość na rozciąganie, MPa | 31 | 44 | 51 | 42 |
| Naprężenie przy zerwaniu, MPa | 31 | 44 | 51 | 42 |
| Moduł sprężystości przy zginaniu, MPa | 2760 | 2948 | 2960 | 2952 |
| Wytrzymałość na zginanie, MPa | 89 | 94 | 96 | 93 |
| Charpy udarność z karbem, kJ/m2 | 30 | 25 | 24 | 20 |
| Temperatura początku rozkładu (oznaczona metodą TGA), °C | 418 | 425 | 425 | 427 |
P r z y k ł a d IV cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) zmieszano z 2 cz. wag. 2,2'-1,3-fenyleno-bis(2-oksazoliny) w mieszalniku z mieszadłem wstęgowym w temperaturze pokojowej i zadozowano do leja zasypowego wytłaczarki dwuślimakowej. Proces wytłaczania prowadzono w temperaturze 240-260°C. Po przejściu przez kąpiel wodną materiał granulowano, a następnie suszono w temperaturze 110°C w czasie 6 godzin. W drugim etapie zmieszano 10 cz. wag. otrzymanego granulatu funkcjonalizowanego poli(tereftalanu etylenu) (F-PET) z 89,5 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 0,5 cz. wag. poli(fenylosilseskwioksanu) o wielkości cząstek 120 nm i poddano procesowi wytłaczania w wytłaczarce dwuślimakowej w temperaturze 240-270°C i szybkości obrotowej ślimaka 200 obr/min.
P r z y k ł a d V
Do otrzymania kompozytu w sposób opisany w przykładzie IV zastosowano 10 cz. wag. funkcjonalizowanego poli(tereftalanu etylenu), 89 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 1 cz. wag. poli(fenylosilseskwioksanu) o wielkości cząstek 120 nm.
P r z y k ł a d VI
Do otrzymania kompozytu w sposób opisany w przykładzie IV zastosowano 15 cz. wag. funkcjonalizowano poli(tereftalanu etylenu), 81 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 4 cz. wag. poli(fenylosilseskwioksanu) o wielkości cząstek 120 nm
Właściwości poli(tereftalanu etylenu) i kompozytów otrzymanych według przykładów IV-VI, w porównaniu do mieszaniny poli(tereftalanu etylenu) (PET) i funkcjonalizowanego poli(tereftalanu etylenu ) (F-PET), zestawiono w tabeli 2.
PL 215 768 B1
T a b e l a 2
| Właściwość, jednostka | Przykład | |||
| PET/F-PET | IV | V | VI | |
| Moduł sprężystości przy rozciąganiu, MPa | 2818 | 2982 | 3069 | 2842 |
| Wytrzymałość na rozciąganie, MPa | 55 | 64 | 51 | 61 |
| Naprężenie przy zerwaniu, MPa | 55 | 33 | 51 | 40 |
| Wydłużenie względne przy zerwaniu, % | 2,7 | 8 | 8 | 8 |
| Moduł sprężystości przy zginaniu, MPa | 2670 | 2988 | 2716 | 2833 |
| Wytrzymałość na zginanie, MPa | 86 | 93 | 93 | 93 |
| Charpy udarność z karbem, kJ/m2 | 35 | 57 | 60 | 54 |
P r z y k ł a d VII cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 1,0 cz. wag. nanokrzemionki o wielkości cząstek 50 nm, otrzymanej sposobem opisanym w PL 198188, zmieszano w mieszalniku z mieszadłem wstęgowym w temperaturze pokojowej i dozowano do leja zasypowego wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej o profilu mieszająco-ścinającym, wyposażonej w ślimaki z możliwością bezstopniowej regulacji obrotów. Podczas wytłaczania utrzymywano stałą temperaturę głowicy wytłaczarki 270°C oraz stref grzejnych układu uplastyczniającego wytłaczarki 230-260°C, przy stałej szybkości obrotowej ślimaka 200 obr/min. Po przejściu przez kąpiel wodną materiał zgranulowano.
P r z y k ł a d VIII
Do otrzymania kompozytu, w sposób opisany w przykładzie VII, zastosowano nanokrzemionkę o wielkości cząstek 168 nm.
P r z y k ł a d IX
Do otrzymania kompozytu w sposób opisany w przykładzie VII zastosowano 96 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) i 4 cz. wag. nanokrzemionki o wielkości cząstek 50 nm.
Właściwości nanokompozytów według przykładu VII do IX w porównaniu z czystym poli(tereftalanem etylenu), przedstawiono w tabeli 3.
T a b e l a 3
| Właściwość, jednostka | Przykłady | |||
| PET | VII | VIII | IX | |
| Moduł sprężystości przy rozciąganiu, MPa | 3244 | 2899 | 2866 | 3065 |
| Wytrzymałość na rozciąganie, MPa | 31 | 41 | 56 | 48 |
| Naprężenie przy zerwaniu, MPa | 31 | 41 | 32 | 48 |
| Moduł sprężystości przy zginaniu, MPa | 2760 | 2662 | 2556 | 2800 |
| Wytrzymałość na zginanie, MPa | 89 | 84 | 83 | 95 |
| Charpy udarność z karbem, kJ/m2 | 30 | 13 | 22 | 14 |
P r z y k ł a d X cz. wag. funkcjonalizowanego PET (F-PET), otrzymanego w sposób opisany w etapie pierwszym w przykładzie IV, zmieszano z 89,5 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) oraz z 0,5 cz. wag. nanokrzemionki o wielkości cząstek 80 nm, funkcjonalizowanej trimetoksysilanem, otrzymanej sposobem według opisu patentowego PL 198188, i poddano procesowi wytłaczania w wytłaczarce dwuślimakowej temperaturze 240-270°C i szybkości obrotowej ślimaka 200 obr/min.
P r z y k ł a d XI
Do otrzymania kompozytu w sposób opisany w przykładzie X zastosowano 10 cz. wag. funkcjonalizowanego PET (F-PET), 88,5 cz. wag. poli(tereftalanu etylenu) oraz 1,5 cz. wag. nanokrzemionki funkcjonalizowanej trimetoksysilanem o wielkości cząstek 80 nm.
PL 215 768 B1
Właściwości nanokompozytów otrzymanych według przykładów X i XI, w porównaniu do kompozycji PET/F-PET nie zawierającej nanonapełniacza, przedstawiono w tabeli 5.
T a b e l a 5
| Właściwość, jednostka | Przykłady | ||
| PET/F-PET | X | XI | |
| Moduł sprężystości przy rozciąganiu, MPa | 2818 | 2850 | 2877 |
| Wytrzymałość na rozciąganie, MPa | 55 | 61 | 61 |
| Naprężenie zrywające, MPa | 55 | 40 | 37 |
| Wydłużenie względne przy zerwaniu, % | 3 | 34 | 30 |
| Moduł sprężystości przy zginaniu, MPa | 2670 | 2626 | 2649 |
| Wytrzymałość na zginanie, MPa | 86 | 92 | 89 |
| Charpy udarność z karbem, kJ/m2 | 35 | 60 | 57 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym, znamienny tym, że zawiera 95-99,7 części wagowych poli(tereftalanu etylenu) lub mieszaniny 80-90 części wagowych poli(tereftalanu etylenu) i 10-20 części wagowych poli(tereftalanu etylenu) sfunkcjonalizowanego 2,2'-1,3-fenyleno-bis(2-oksazoliną), oraz 0,3-5 części wagowych sferycznego nanonapełniacza o wymiarach od 50 do 200 nm, w postaci krzemionki otrzymanej metodą zol-żel, także funkcjonalizowanej. lub w postaci poli(fenylosilseskwioksanu), o ogólnym wzorze (PhSiO3/2)n, gdzie n = 6, 8, 10, 12, w którym atomy krzemu połączone są mostkami tlenowymi, a Ph jest grupą fenylową.
- 2. Kompozyt według zastrz. 1, znamienny tym, że jako funkcjonalizowany poli(tereftalan etylenu) zawiera poli(tereftalan etylenu) sfunkcjonalizowany 2,2'-1,3-fenyleno-bis(2-oksazoliną) użytą w ilości od 2 do 7 % wagowych.
- 3. Kompozyt według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nanonapełniacz krzemionkowy zawiera nanokrzemionkę funkcjonalizowaną trimetoksysilanem.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL389434A PL215768B1 (pl) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL389434A PL215768B1 (pl) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL389434A1 PL389434A1 (pl) | 2011-05-09 |
| PL215768B1 true PL215768B1 (pl) | 2014-01-31 |
Family
ID=44070135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL389434A PL215768B1 (pl) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL215768B1 (pl) |
-
2009
- 2009-11-02 PL PL389434A patent/PL215768B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL389434A1 (pl) | 2011-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aso et al. | The influence of surface modification on the structure and properties of a nanosilica filled thermoplastic elastomer | |
| US20080194736A1 (en) | PVC nanocomposite manufacturing technology and applications | |
| JP6615615B2 (ja) | タルク組成物およびその使用 | |
| Adeniyi et al. | Thermoplastic-thermoset nanostructured polymer blends | |
| CN101784587B (zh) | 包含聚烯烃、聚(羟基羧酸)和纳米粘土的树脂组合物 | |
| Hemati et al. | Compatibilised LDPE/LLDPE/nanoclay nanocomposites: I. Structural, mechanical, and thermal properties | |
| Deepak et al. | Study of nanocomposites with emphasis to halloysite nanotubes | |
| Hadj-Hamou et al. | Effect of cloisite 30B on the thermal and tensile behavior of poly (butylene adipate-co-terephthalate)/poly (vinyl chloride) nanoblends | |
| Pascual et al. | Influence of the compatibilizer/nanoclay ratio on final properties of polypropylene matrix modified with montmorillonite-based organoclay | |
| KR101098430B1 (ko) | 기계적 특성 및 내열 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법 | |
| KR20070092743A (ko) | 폴리머와 점토 나노컴포지트의 융화 | |
| Tanasă et al. | Evaluation of stress-strain properties of some new polymer-clay nanocomposites for aerospace and defence applications | |
| Shyang et al. | Flexural, morphological and thermal properties of poly (lactic acid)/organo-montmorillonite nanocomposites | |
| Mohanty et al. | Melt blended polystyrene/layered silicate nanocomposites: effect of clay modification on the mechanical, thermal, morphological and viscoelastic behavior | |
| Hedayatnasab et al. | Mechanical characterization of clay reinforced polypropylene nanocomposites at high temperature | |
| Ghanshyam et al. | Study on thermal and mechanical properties and crystallization behaviour of PA6, PVC and OMMT nanocomposites | |
| Jang et al. | Effect of supercritical carbon dioxide as an exfoliation aid on bio-based polyethylene terephthalate glycol-modified/clay nanocomposites | |
| Gupta et al. | Polymer-clay nanocomposites: current status and challenges | |
| Das et al. | Crystallization of polymer blend nanocomposites | |
| García-López et al. | Effect of the amount and funtionalization grade of PPgMA compatibilization agent in polypropylene/clay nanocomposites | |
| Chang et al. | Synthesis of poly (butylene terephthalate) nanocomposite by in-situ interlayer polymerization and characterization of its fiber (I) | |
| Lee et al. | Water-assisted extrusion of bio-based PETG/clay nanocomposites | |
| PL215768B1 (pl) | Kompozyt poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym | |
| Nayak et al. | Poly (trimethylene) terephthalate/m-LLDPE blend nanocomposites: evaluation of mechanical, thermal and morphological behavior | |
| Yadav et al. | Preparation and characterization of wood plastic composite reinforced by organoclay |