PL229859B1 - Polyolefine-based composites - Google Patents
Polyolefine-based compositesInfo
- Publication number
- PL229859B1 PL229859B1 PL414170A PL41417015A PL229859B1 PL 229859 B1 PL229859 B1 PL 229859B1 PL 414170 A PL414170 A PL 414170A PL 41417015 A PL41417015 A PL 41417015A PL 229859 B1 PL229859 B1 PL 229859B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- composite
- parts
- filler
- wax
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia są kompozyty zawierające: 50 - 90 części wagowych homopolimerów etylenu i/lub propylenu i/lub kopolimerów wymienionych olefin z jednym bądź dwoma monomerami z grupy olefin C2 - C8, 10 - 50 części wagowych napełniacza roślinnego (mączki drzewnej lub rozdrobnionych innych fragmentów drzew iglastych na przykład igieł czy kory lub wierzby energetycznej) modyfikowanego upłynnionym amorficznym, małocząsteczkowym mikrowoskiem poliolefinowym, 0 - 1 części wagowych stabilizatorów UV i/lub stabilizatorów termicznych.The subject of the application are composites containing: 50 - 90 parts by weight of ethylene and / or propylene homopolymers and / or copolymers of the mentioned olefins with one or two monomers from the C2 - C8 olefin group, 10 - 50 parts by weight of plant filler (wood flour or other fragmented trees conifers, e.g. needles or bark or energy willow) modified with liquefied amorphous, low molecular weight polyolefin microwax, 0 - 1 part by weight of UV stabilizers and / or thermal stabilizers.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku są kompozyty na osnowie poliolefin służące jako materiały konstrukcyjne, przede wszystkim w budownictwie i w motoryzacji.The subject of the invention are polyolefin-based composites serving as construction materials, primarily in construction and in the automotive industry.
W ostatnich kilku dekadach zasadniczą rolę w zastępowaniu konwencjonalnych polimerów i kompozytów polimerowych, w różnego typu aplikacjach, odgrywają kompozyty otrzymywane z udziałem odnawialnych surowców roślinnych. Wynika to między innymi z rosnących cen oraz wyczerpywania światowych zasobów surowca petrochemicznego (ropy), z którego otrzymywane są komercyjne polimery wielkoprzemysłowe. Podstawowe korzyści, wynikające z opracowywania kompozytów z udziałem napełniaczy roślinnych, wynikają z ich relatywnie niskiej ceny oraz praktycznie nieograniczonej dostępności (charakter odnawialny). Kompozyty, zawierające składniki pochodzenia roślinnego, wykazują zazwyczaj dobre właściwości użytkowe, stąd znalazły szerokie zastosowanie między innymi jako materiały konstrukcyjne w budownictwie czy motoryzacji. Co więcej, wytwarzanie gotowych wyrobów z tego typu materiałów pozwala na wykorzystanie znanych i stosowanych technologii przetwórczych. Rosnący popyt na kompozyty polimerowe z udziałem napełniaczy roślinnych związany jest także z popularyzacją rozwiązań proekologicznych, mających na celu minimalizację problemów związanych z utylizacją odpadów polimerowych. Częściowe zastąpienie osnowy polimerowej napełniaczem roślinnym przyczynia się zatem do otrzymania materiałów o pożądanych właściwościach użytkowych przy znaczącej redukcji kosztów surowcowych oraz zachowaniu typowych metod stosowanych w przetwórstwie materiałów polimerowych, a przy tym nie sprawia problemów w ich utylizacji i recyklingu wytworzonych z nich wyrobów po okresie ich eksploatacji (Penczek S. i in., Polimery, 2013, 58 (11-12) 833-958, Nagarajan V. i in., ACS Sustainable Chemistry and Engineering 2013, 1 (3), 325-333, Georgopoulos, S.Th. i in., Polymer Degradation and Stability 2005, 90 (2 SPEC. ISS.), 303-312, Błędzki A.K. in., Fibres and Textiles in Eastern Europe 2005, 96 (6 B), 15-22, Faruk O. i in., Macromolecular Materials and Engineering 2014, 299, 9-26, DOI: 10:1002).In the last few decades, composites obtained with the use of renewable plant materials play a fundamental role in replacing conventional polymers and polymer composites in various types of applications. This is due to, inter alia, rising prices and depletion of global resources of petrochemical raw material (oil), from which commercial large-industrial polymers are obtained. The basic benefits resulting from the development of composites with plant fillers result from their relatively low price and practically unlimited availability (renewable nature). Composites containing ingredients of plant origin usually show good performance properties, hence they have been widely used, among others, as construction materials in construction and automotive. What's more, the production of finished products from this type of materials allows the use of known and used processing technologies. The growing demand for polymer composites with plant fillers is also associated with the popularization of pro-ecological solutions aimed at minimizing the problems associated with the disposal of polymer waste. Partial replacement of the polymer matrix with plant filler thus contributes to obtaining materials with the desired functional properties with a significant reduction in raw material costs and maintaining the typical methods used in the processing of polymer materials, and at the same time does not cause problems in their disposal and recycling of products made of them after their service life. (Penczek S. et al., Polimery, 2013, 58 (11-12) 833-958, Nagarajan V. et al., ACS Sustainable Chemistry and Engineering 2013, 1 (3), 325-333, Georgopoulos, S. Th . et al., Polymer Degradation and Stability 2005, 90 (2 SPEC. ISS.), 303-312, Błędzki AK et al., Fibers and Textiles in Eastern Europe 2005, 96 (6 B), 15-22, Faruk O. et al., Macromolecular Materials and Engineering 2014, 299, 9-26, DOI: 10: 1002).
Najczęściej stosowane surowce roślinne w produkcji kompozytów polimerowych to kenaf, sizal, juta, len, konopie, mączka drzewna, ramia, bambus, włókna bawełniane czy kokosowe (Faruk O. i in., Progress in Polymer Science 2012, 37, 1552-1596, Nagarajan V. i in., ACS Sustainable Chemistry and Engineering 2013, 1 (3), 325-333). Dostępność tych surowców w dużej mierze zależy od położenia geograficznego jak i strefy klimatycznej. Stąd też na rynku polskim, europejskim i amerykańskim zasadniczą rolę przy opracowywaniu kompozytów polimerowych z napełniaczami roślinnymi odgrywa mączka drzewna. Kompozyty polimerowo-drzewne otrzymuje się zazwyczaj metodą wytłaczania; w której zaleca się stosowanie do około 40% wagowych napełniacza oraz metodą wtryskiwania, w której zawartość mączki drzewnej dochodzi do około 50-60% wagowych. Procesy te zwykle poprzedzone są mieszaniem składników w różnego typu mieszalnikach (Kuciel S. i in., Możliwość wykorzystania odpadów z tworzyw sztucznych, Fotobit, Kraków 2001). Bardzo istotny wpływ na właściwości wytworzonych kompozytów ma ilość stosowanego napełniacza mieszcząca się w zakresie 10-90% wagowych (Kuciel S. i in. Chemik 2007, 4, 27, Zajchowski S. i in. Polimery 2009, 54, 674). Jednak ze wzrostem udziału napełniacza roślinnego w stosunku do termoplastycznej osnowy polimerowej znacznie pogarszają się właściwości przetwórcze takiego materiału; maleje wskaźnik szybkości płynięcia, co skutkuje wzrostem oporów i zwiększeniem zużycia energii. Ponadto ze względu na odmienny w stosunku do hydrofobowej osnowy, hydrofilowy charakter napełniacza ważne jest zastosowanie efektywnego sposobu modyfikacji mieszanych składników kompozytu, bądź częściej, dodanie środków sprzęgających (kompatybilizatorów). Znanych jest wiele metod modyfikacji powierzchni napełniaczy roślinnych zarówno chemicznej [Li X., Tabil L, Panigrahi S., J. Polym. Environ. 2007; 15:25-33], przykładowo merceryzacja, czy acetylacja, jak i fizycznej, takich jak na przykład obróbka plazmowa [Thomsen AB., Thygesen A., Bohn V., et al. IND Crop Prod 2006; 24: 113-118].The most commonly used plant raw materials in the production of polymer composites are kenaf, sisal, jute, linen, hemp, wood flour, ram, bamboo, cotton or coconut fibers (Faruk O. et al., Progress in Polymer Science 2012, 37, 1552-1596, Nagarajan V. et al., ACS Sustainable Chemistry and Engineering 2013, 1 (3), 325-333). The availability of these raw materials largely depends on the geographic location and climatic zone. Hence, on the Polish, European and American market, wood flour plays an essential role in the development of polymer composites with plant fillers. Polymer-wood composites are usually made by extrusion; in which it is recommended to use up to about 40% by weight of the filler, and by the injection method, in which the content of wood flour is up to about 50-60% by weight. These processes are usually preceded by mixing ingredients in various types of mixers (Kuciel S. et al., Possibility of using plastic waste, Fotobit, Kraków 2001). The amount of filler used, in the range of 10-90% by weight, has a very significant influence on the properties of the produced composites (Kuciel S. et al. Chemik 2007, 4, 27, Zajchowski S. et al. Polimery 2009, 54, 674). However, with an increase in the proportion of plant filler in relation to the thermoplastic polymer matrix, the processing properties of such material deteriorate significantly; the melt flow index decreases, which results in an increase in resistance and an increase in energy consumption. Moreover, due to the fact that the filler has a different hydrophobic character than the hydrophobic matrix, it is important to use an effective method of modifying the mixed components of the composite, or more often, adding coupling agents (compatibilizers). There are many methods of surface modification of plant fillers, both chemical [Li X., Tabil L, Panigrahi S., J. Polym. Environ. 2007; 15: 25-33], for example mercerization or acetylation, as well as physical, such as plasma treatment [Thomsen AB., Thygesen A., Bohn V., et al. IND Crop Prod 2006; 24: 113-118].
Z kolei stosowane, w celu polepszenia adhezji na granicy faz, kompatybilizatory to na przykład silanowe środki sprzęgające, poliizocyjaniany, bezwodniki, pochodne triazyny czy organosilany [Shenton mj, Stevens GC., J. Phys. D., 2001; 34:2761-2768].In turn, the compatibilizers used to improve interfacial adhesion are, for example, silane coupling agents, polyisocyanates, anhydrides, triazine derivatives or organosilanes [Shenton mj, Stevens GC., J. Phys. D., 2001; 34: 2761-2768].
Rolę środka kompatybilizującego mogą pełnić również woski syntetyczne na przykład poliolefinowe, szczególnie te zawierające hydrofilowe grupy funkcyjne. W publikacjach Nhlapo i inni opublikowanej w Journal of Applied Polymer Science, 2012, 123, 3627-3634 opisano zastosowanie sfunkcjonalizowanych wosków parafinowych w kompozytach na osnowie polietylenu małej gęstości z włóknami sizalowymi. Z kolei w publikacji Korach Ł, Czaja K., Stokłosa J., (Przemysł Chemiczny 2012, 91,The role of the compatibilizing agent can also be performed by synthetic waxes, for example polyolefin waxes, especially those containing hydrophilic functional groups. Nhlapo et al. Published in the Journal of Applied Polymer Science, 2012, 123, 3627-3634 describes the use of functionalized paraffin waxes in low density polyethylene based composites with sisal fibers. In turn, in the publication of Korach Ł, Czaja K., Stokłosa J., (Przemysł Chemiczny 2012, 91,
PL 229 859 B1PL 229 859 B1
2471-2475) opisano zastosowanie funkcjonalizowanych wosków polietylenowych jako kompatybilizatorów kompozytów polimerowo-drzewnych o wysokim stopniu napełnienia.2471-2475) describes the use of functionalized polyethylene waxes as compatibilizers of high-filling polymer-wood composites.
Najczęściej stosowanymi woskami poliolefinowymi są woski polietylenowe, czyli oligomery etylenu o średnim ciężarze cząsteczkowym do 10000 g/mol. Wosk otrzymywany na drodze bezpośredniej syntezy z monomeru, lub jako produkt uboczny przy produkcji polietylenu czy też degradacji termicznej polietylenu, znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki. Przykładowe obszary zastosowania wosku poliolefinowego to produkcja pigmentów, folii, kompozytów, blend polimerowych, świec, farb drukarskich, nawozów sztucznych, a także stosowany bywa przy obróbce drewna czy wykorzystywany przez przemysł elektrotechniczny i kablowy [Marszałek G., Majczak R., Woski polietylenowe- otrzymywanie, modyfikacja i zastosowanie, Polimery, 57, nr 9, 2012; Urbaniak W., Wasiak W., Fall J., Waxes - products of thermal degradation of waste plastics - obtaining, capabilities, and application, Archives of Waste Management and Environmental Protection, vol. 6, 71-78, 2007; Marszałek G., Zieliński J., Ciesińska W., Otrzymywanie wosków polietylenowych w procesie wysokoi niskociśnieniowej polimeryzacji etylenu, Przemysł Chemiczny, 90/6, 2011].The most commonly used polyolefin waxes are polyethylene waxes, i.e. ethylene oligomers with an average molecular weight of up to 10,000 g / mol. Wax obtained by direct synthesis from monomer, or as a by-product in the production of polyethylene or thermal degradation of polyethylene, is used in many areas of the economy. Examples of areas of application of polyolefin wax are the production of pigments, films, composites, polymer blends, candles, printing inks, fertilizers, and is also used in woodworking or used by the electrical and cable industry [Marszałek G., Majczak R., Polyethylene waxes- preparation, modification and application, Polymers, 57, No. 9, 2012; Urbaniak W., Wasiak W., Fall J., Waxes - products of thermal degradation of waste plastics - obtaining, capabilities, and application, Archives of Waste Management and Environmental Protection, vol. 6, 71-78, 2007; Marszałek G., Zieliński J., Ciesińska W., Obtaining polyethylene waxes in the process of high and low pressure ethylene polymerization, Przemysł Chemiczny, 90/6, 2011].
W opisie patentowym CA 676073 zastrzeżono sposób otrzymywania wysokokrystalicznych, olefinowych blend polimerowych z udziałem wosków mikrokrystalicznych o temperaturze topnienia 55-105°C.The patent description CA 676 073 claims a method of obtaining high-crystalline, olefinic polymer blends with the participation of microcrystalline waxes with a melting point of 55-105 ° C.
W opisie patentowym CA 807217 zastrzeżono sposób otrzymywania kompozycji amorficznego polipropylenu z woskami parafinowymi i/lub mikrokrystalicznymi.CA 807217 claims a method for obtaining amorphous polypropylene compositions with paraffinic and / or microcrystalline waxes.
W publikacji Jianli Li i inni zamieszczonej w Solar Energy Materials & Solar Cells, 2009, 93, 1761 -1767 opisano zastosowanie mikrokapsułkowanej parafiny w kompozytach polimerowo drzewnych.Jianli Li et al in Solar Energy Materials & Solar Cells, 2009, 93, 1761-1767 describes the use of microencapsulated paraffin in polymer-wood composites.
Z kolei w publikacji Xian J. i Lawrence T. Drzal opublikowanej w Composites: Part A, 2011, 42, 1840-1849 opisano zastosowanie wosku parafinowego w nanokompozytach na osnowie polietylenu dużej gęstości zaś w publikacji Mngomezulu M.E i inni opublikowanej w Polymer Composites, 2011, 1155-1163 opisano zastosowanie wosków parafinowych jako dodatków do materiałów zmienno fazowych na osnowie polietylenu dużej gęstości z dodatkiem mączki drzewnej.In turn, the publication Xian J. and Lawrence T. Drzal published in Composites: Part A, 2011, 42, 1840-1849 describes the use of paraffin wax in nanocomposites based on high-density polyethylene, and in the publication Mngomezulu ME et al. Published in Polymer Composites, 2011 , 1155-1163 describes the use of paraffin waxes as additives to phase-change materials based on high-density polyethylene with the addition of wood flour.
W literaturze patentowej znaleźć można szereg informacji dotyczących zastosowania wosku poliolefinowego w kompozytach polimerowych napełnionych różnymi surowcami pochodzenia roślinnego.In the patent literature, you can find a lot of information on the use of polyolefin wax in polymer composites filled with various raw materials of plant origin.
W opisie patentowym GB 1026495 zastrzeżono sposób otrzymywania spienionych tworzyw sztucznych na bazie materiałów termoplastycznych z udziałem poroforów i mikrokrystalicznego wosku polietylenowego.The patent specification GB 1026495 claims a method of obtaining foamed plastics based on thermoplastic materials with the participation of blowing agents and microcrystalline polyethylene wax.
W opisie patentowym CN 103509226 zastrzeżono sposób otrzymywania kompozytów polimerowo-drzewnych składających się z 30-35 części wagowych z polietylenu dużej gęstości, 20-25 części wagowych z bylonu PA66, 30-35 części wagowych proszku słomy i innych dodatków, w tym 3-5 części wagowych wosku polietylenowego.The patent description CN 103509226 claims a method of obtaining polymer-wood composites consisting of 30-35 parts by weight of high-density polyethylene, 20-25 parts by weight of PA66 perennial, 30-35 parts by weight of straw powder and other additives, including 3-5 parts by weight of polyethylene wax.
W opisie patentowym CN 103205132 zastrzeżono sposób otrzymywania kompozytów polimerowych z udziałem mączki bambusowej i innych dodatków w tym wosku polietylenowego.The patent description CN 103205132 claims a method of obtaining polymer composites with the use of bamboo flour and other additives, including polyethylene wax.
W opisie patentowym CN 103146214 zastrzeżono sposób otrzymywania kompozytów polimerowo-drzewnych o obniżonej palności, na bazie polietylenu, zawierających mączkę drzewną i inne środki uszlachetniające/stabilizujące w tym wosk polietylenowy.The patent description CN 103146214 claims a method of obtaining flame-retardant polymer-wood composites based on polyethylene, containing wood flour and other improvers / stabilizing agents, including polyethylene wax.
W opisie patentowym CN 103122112 zastrzeżono sposób otrzymywania kompozytów polimerowo-drzewnych na bazie polichlorku winylu, zawierających między innymi 0,2-1 części wagowych wosku polietylenowego.The patent description CN 103122112 claims a method of obtaining polymer-wood composites based on polyvinyl chloride containing, inter alia, 0.2-1 parts by weight of polyethylene wax.
Opisane wyżej zastosowania dotyczą wosków poliolefinowych hydrofobowych i ich sfunkcjonalizowanych pochodnych - materiałów stałych, częściowo krystalicznych. Ich syntezie zwykle towarzyszy tworzenie ubocznie, odpadowego ciekłego lub półpłynnego, amorficznego produktu niżej cząsteczkowego, zwanego mikrowoskiem.The above-described applications relate to hydrophobic polyolefin waxes and their functionalized derivatives - solid, partially crystalline materials. Their synthesis is usually accompanied by the formation of a by-product, liquid or semi-liquid, amorphous, lower molecular weight product called microwax.
Jedynie w pracy magisterskiej autorstwa Magdaleny Sitko „Wykorzystanie odpadowego mikrowosku polietylenowego do wytwarzania produktów użytecznych (Politechnika Śląska, 2013) opisano zastosowanie takiego surowca, będącego mieszaniną węglowodorów, głównie liniowych, o długości łańcucha od 6 do 40 atomów węgla i dużej zawartości wiązań podwójnych, zwłaszcza terminalnych, jako substratu do otrzymywania pierwszorzędowych alkanosulfonianów - potencjalnych środków powierzchniowo czynnych.Only the master's thesis by Magdalena Sitko "The use of waste polyethylene microvax for the production of useful products (Silesian University of Technology, 2013) describes the use of such a raw material, which is a mixture of mainly linear hydrocarbons, with a chain length of 6 to 40 carbon atoms and a high content of double bonds, especially terminals as a substrate for the preparation of primary alkanesulfonates - potential surfactants.
Z przeglądu danych literaturowych i patentowych wynika, że nieznane jest dotąd zastosowanie syntetycznych, amorficznych, małocząsteczkowych (masa molowa do około 500 g/mol, liczba atomówThe review of literature and patent data shows that the use of synthetic, amorphous, low molecular weight (molar mass up to about 500 g / mol, number of atoms) is unknown so far.
PL 229 859 B1 węgla do 40), ciekłych lub półpłynnych mikrowosków o różnej lepkości, będących zwykle produktem odpadowym przy produkcji wosków polimerowych, jako dodatku poprawiającego mieszalność i przetwarzalność osnowy poliolefinowej z napełniaczem roślinnym w kompozytach polimerowych, nie jest zatem też znany sposób otrzymywania takich kompozytów.Of carbon to 40), liquid or semi-liquid micro-waxes of various viscosities, usually a waste product in the production of polymer waxes, as an additive improving the miscibility and processability of the polyolefin matrix with plant filler in polymer composites, therefore the method of obtaining such composites is not known. .
Celem wynalazku były kompozyty na osnowie wysokokrystalicznych poliolefin ze znacznym udziałem napełniaczy roślinnych i z dodatkiem amorficznych niskocząsteczkowych mikrowosków poliolefinowych odznaczające się korzystnymi właściwościami użytkowymi, w tym zwłaszcza właściwościami przetwórczymi i mechanicznymi, takimi jak wskaźnik szybkości płynięcia, udarność oraz wydłużenie względne przy zerwaniu.The object of the invention were composites based on high-crystalline polyolefins with a significant proportion of plant fillers and with the addition of amorphous low-molecular polyolefin microwaxes, characterized by favorable performance properties, in particular processing and mechanical properties, such as melt flow index, impact strength and relative elongation at break.
Okazało się, że kompozyty zawierające homopolimery etylenu i/lub propylenu i/lub z kopolimery wymienionych olefin oraz kopolimery tych olefin z jednym bądź dwoma monomerami z grupy olefin C2-C8, oraz zawierające napełniacz roślinny modyfikowany upłynnionym amorficznym, małocząsteczkowym mikrowoskiem poliolefinowym charakteryzują się korzystnymi właściwościami przetwórczymi i mechanicznymi, takimi jak wskaźnik szybkości płynięcia, udarność według Charpy'ego oraz wydłużenie względne przy zerwaniu.It turned out that composites containing homopolymers of ethylene and / or propylene and / or copolymers of the olefins mentioned and copolymers of these olefins with one or two monomers from the C2-C8 group of olefins, and containing a plant filler modified with a liquid, amorphous, low-molecular polyolefin microvax. processing and mechanical properties, such as melt index, Charpy impact strength, and elongation at break.
Kompozyty według wynalazku zawierają:The composites of the invention include:
• 50-90 części wagowych homopolimerów propylenu i/lub homopolimerów etylenu i/lub kopolimerów wymienionych olefin oraz kopolimerów tych olefin z jednym bądź dwoma monomerami z grupy olefin C2-C8, • 10-50 części wagowych napełniacza roślinnego modyfikowanego upłynnionym amorficznym, małocząsteczkowym mikrowoskiem poliolefinowym, • 0-1 części wagowych stabilizatorów UV i/lub stabilizatorów termicznych.• 50-90 parts by weight of propylene homopolymers and / or homopolymers of ethylene and / or copolymers of the olefins mentioned and copolymers of these olefins with one or two monomers from the C2-C8 group of olefins, • 10-50 parts by weight of vegetable filler modified with a liquefied amorphous, low-molecular polyolefin microvax • 0-1 parts by weight of UV stabilizers and / or heat stabilizers.
Korzystnie jest, jeżeli kompozyty zawierają mączkę drzewną i/lub rozdrobnione odpadowe fragmenty drzew i/lub mączkę z wierzby energetycznej jako napełniacz roślinny.Preferably, the composites contain wood flour and / or comminuted waste tree fragments and / or energy willow flour as plant filler.
Korzystne jest jeżeli kompozyty zawierają napełniacz roślinny w formie rozdrobnionych cząstek o wymiarach do 1 mm.It is advantageous if the composites contain the plant filler in the form of fine particles up to 1 mm in size.
Korzystne jest, jeżeli kompozyty zawierają mikrowosk w proporcji jak 1:6 w stosunku do ilości napełniacza roślinnego.The composites preferably contain a microwax in a ratio of 1: 6 to the amount of plant filler.
Kompozyty na osnowie poliolefin zawierają mikrowosk poliolefinowy będący produktem odpadowym otrzymywanym podczas procesu termicznego rozkładu poliolefin. Surowiec ten może być obiecującym dodatkiem do zastosowań w kompozytach polimerowych zawierających znaczny udział napełniaczy roślinnych, zastępując w nich czasem stosowane dotąd stałe, częściowo krystaliczne, wyżej cząsteczkowe woski parafinowe.Composites based on polyolefins contain polyolefin microwax, which is a waste product obtained during the process of thermal decomposition of polyolefins. This raw material may be a promising additive for applications in polymer composites containing a significant proportion of plant fillers, replacing the previously used solid, partially crystalline, higher molecular paraffin waxes.
Kompozyty na osnowie poliolefin z udziałem mączki z surowców roślinnych oraz amorficznego, płynnego mikrowosku, wykazują poprawę właściwości przetwórczych oraz wybranych właściwości mechanicznych, szczególnie przy 30% udziale wagowym napełniacza w kompozycie.Composites based on polyolefins with the participation of flour from plant raw materials and amorphous, liquid micro-wax show an improvement in processing properties and selected mechanical properties, especially with a 30% share by weight of filler in the composite.
Stwierdzono wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia (MFR), udarności, oraz polepszenie wydłużenia przy statycznym rozciąganiu wobec innych kompozytów polimerowych oraz kompozytów zawierających analogiczne, częściowo krystaliczne woski stałe.An increase in the value of the melt flow index (MFR), impact toughness, and an improvement in the elongation at static tensile were found as compared to other polymer composites and composites containing analogous, partially crystalline solid waxes.
P r z y k ł a d yExamples
Masowy wskaźnik szybkości płynięcia otrzymanych tworzyw (MFR) oznacza się przy użyciu plastometru obciążnikowego firmy Zwick według normy PN-EN ISO 1133:2006. Właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu (wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie względne przy zerwaniu) oznacza się przy użyciu maszyny wytrzymałościowej Instron według normy PN-EN ISO 527:1998. Udarność (odporność na uderzenia) bada się metodą Charpy'ego przy użyciu młota wahadłowego według normy ISO 13802.The mass flow rate of the obtained plastics (MFR) is determined using a Zwick weight plastometer according to the PN-EN ISO 1133: 2006 standard. Tensile strength properties (tensile strength and relative elongation at break) are determined using an Instron testing machine according to PN-EN ISO 527: 1998. The impact strength (impact resistance) is tested by the Charpy method using a pendulum hammer according to ISO 13802.
P r z y k ł a d 1 - porównawczyExample 1 - comparative
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 70 części wagowych polietylenu dużej gęstości o nazwie handlowej Hostalen GC 7260 (gęstość 0,96 g/cm3, MFR=8,18 g/ 10 minut (190°C, 2,16 kg), udarność według Charpy'ego z karbem 8,39 kJ/m2, wytrzymałość na rozciąganie 29,3 MPa, wydłużenie względne przy zerwaniu 136,7%), • 30 części wagowych mączki z wierzby energetycznej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin.• 70 parts by weight of high-density polyethylene under the trade name Hostalen GC 7260 (density 0.96 g / cm 3 , MFR = 8.18 g / 10 minutes (190 ° C, 2.16 kg), notched Charpy impact strength 8.39 kJ / m 2 , tensile strength 29.3 MPa, relative elongation at break 136.7%), 30 parts by weight of energy willow meal previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours.
PL 229 859 B1PL 229 859 B1
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 4,44 g/10 minut, oraz udarnością według Charpy'ego 3,2 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 31,6 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 3,2%.The composite has a melt index of 4.44 g / 10 minutes, and a Charpy impact strength of 3.2 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 31.6 MPa, and the relative elongation at break is 3.2%.
Kompozyt z 30 % wagowym udziałem napełniacza roślinnego wykazuje pogorszenie właściwości przetwórczych i wytrzymałościowych względem polietylenu bez napełniacza. Następuje obniżenie wartości wskaźnika szybkości płynięcia oraz wydłużenia względnego przy zerwaniu i udarności, czego przyczyną może być ograniczona mieszalność (kompatybilność) pomiędzy hydrofitowym napełniaczem i hydrofobowym polietylenem.The composite with 30% by weight of plant filler shows deterioration of processing and strength properties as compared to polyethylene without the filler. There is a decrease in the value of the melt flow index, as well as the elongation at break and impact strength, which may be caused by the limited miscibility (compatibility) between the hydrophobic filler and the hydrophobic polyethylene.
P r z y k ł a d 2 - porównawczyExample 2 - comparative
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 65 części wagowych polietylenu o nazwie handlowej Hostalen GC 7260, • 30 części wagowych mączki z wierzby energetycznej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin, • 5 części wagowych (stosunek wagowy napełniacza do wosku wynosi 1:6) wosku polietylenowego dużej gęstości o nazwie handlowej C120/800 (lepkość 750 mPas w temperaturze 140°C, temperatura kropienia 122°C).• 65 parts by weight of polyethylene under the trade name Hostalen GC 7260, • 30 parts by weight of energy willow meal previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours, • 5 parts by weight (weight ratio of filler to wax is 1: 6) of wax high-density polyethylene with the trade name C120 / 800 (viscosity 750 mPas at 140 ° C, dropping point 122 ° C).
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 5,03 g/10minut, oraz udarnością 2,97 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 27,2 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 2,1%.The composite has a melt flow rate of 5.03 g / 10 minutes, and an impact strength of 2.97 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 27.2 MPa, and the relative elongation at break is 2.1%.
Obecność wosku polietylenowego przy udziale wagowym w kompozycie 5% (stosunek wagowy wosku do napełniacza 1:6), powoduje częściową poprawę właściwości przetwórczych w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku wosku. Następuje 13% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia. Jednak pogorszeniu ulegają wartości udarności, wytrzymałości na rozciąganie i wartość wydłużenia względnego przy zerwaniu.The presence of polyethylene wax with a 5% weight proportion of the composite (1: 6 weight ratio of wax to filler) results in a partial improvement in processing properties compared to the corresponding properties of the composite without the addition of wax. There is a 13% increase in the value of the melt index. However, the values of impact strength, tensile strength and elongation at break value deteriorate.
P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 65 części wagowych polietylenu o nazwie handlowej Hostalen GC 7260, • 35 części wagowych mączki z wierzby energetycznej suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin oraz modyfikowanej ciekłym i podgrzanym do 55°C mikrowoskiem polietylenowym dużej gęstości (lepkość 14 mPas w temperaturze 60°C, temperatura krzepnięcia 45°C) w stosunku wagowym mikrowosk - napełniacz roślinny jak 1:6.• 65 parts by weight of polyethylene under the trade name Hostalen GC 7260, • 35 parts by weight of energy willow meal dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours and modified with a liquid and heated to 55 ° C high-density polyethylene micro-wax (viscosity 14 mPas in temperature 60 ° C, solidification point 45 ° C) in a weight ratio of micro-wax - plant filler as 1: 6.
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 5,47 g/10 minut, oraz udarnością 4,41 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 26,2 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 5,4%.The composite has a melt flow index of 5.47 g / 10 minutes, and an impact strength of 4.41 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 26.2 MPa, and the relative elongation at break is 5.4%.
Zastosowanie mikrowosku polietylenowego przy stosunku wagowym do napełniacza roślinnego jak 1:6, powoduje wyraźną poprawę właściwości przetwórczych, udarności oraz wydłużenia względnego bez znacznego pogorszenia wytrzymałości na rozciąganie otrzymanego kompozytu w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku wosku. Następuje 23% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia, 38% wzrost wartości udarności oraz 69% wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu. Z kolei w porównaniu do kompozytu z dodatkiem wosku handlowego następuje 9% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia, 49% wzrost wartości udarności oraz 157% wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu. Wartości wytrzymałości na rozciąganie są zbliżone.The use of polyethylene micro-wax at a weight ratio to vegetable filler of 1: 6 results in a significant improvement in processing properties, impact strength and relative elongation without significant deterioration of the tensile strength of the obtained composite compared to the corresponding properties of the composite without the addition of wax. There is a 23% increase in the value of the melt flow index, a 38% increase in the value of the impact toughness and a 69% increase in the value of the relative elongation at break. On the other hand, compared to the composite with the addition of commercial wax, there is a 9% increase in the value of the melt flow index, a 49% increase in the impact toughness value and a 157% increase in the value of the relative elongation at break. The tensile strength values are similar.
P r z y k ł a d 4 - porównawczyExample 4 - comparative
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 60 części wagowych polietylenu o nazwie handlowej Hostalen GC 7260, • 30 części wagowych mączki z wierzby energetycznej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin i 10 części wagowych odpowiada (stosunek wagowy napełniacz - wosk wynosi 1:3). wosku polietylenowego dużej gęstości o nazwie handlowej C120/800 (lepkość 750 mPas w temperaturze 140°C, temperatura kropienia 122°C).• 60 parts by weight of polyethylene under the trade name Hostalen GC 7260, • 30 parts by weight of energy willow flour previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours and 10 parts by weight correspond to (weight ratio filler - wax is 1: 3). high-density polyethylene wax under the trade name C120 / 800 (viscosity 750 mPas at 140 ° C, drop point 122 ° C).
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 4,79 g/10 minut, oraz udarnością 4,22 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 23,5 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 4,4%.The composite has a melt flow index of 4.79 g / 10 minutes, and an impact strength of 4.22 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 23.5 MPa, and the relative elongation at break is 4.4%.
PL 229 859 B1PL 229 859 B1
Obecność wosku polietylenowego przy udziale wagowym 10% (stosunek wagowy wosk - napełniacz 1:3), powoduje poprawę właściwości przetwórczych i wytrzymałościowych w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku wosku. Następuje 8% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia, 32% wzrost wartości udarności oraz 37% wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu. Jednak pogorszeniu ulega wartość wytrzymałości na rozciąganie (34%).The presence of polyethylene wax with a weight proportion of 10% (wax-filler weight ratio 1: 3) improves processing and strength properties compared to the corresponding properties of the composite without the addition of wax. There is an 8% increase in the value of the melt flow index, a 32% increase in the value of the impact toughness and a 37% increase in the value of the relative elongation at break. However, the tensile strength value (34%) deteriorated.
P r z y k ł a d 5P r z o l a d 5
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 60 części wagowych polietylenu o nazwie handlowej Hostalen GC 7260, • 30 części wagowych mączki z wierzby energetycznej suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin a następnie modyfikowanej ogrzanym do 55°C mikrowoskiem polietylenowym dużej gęstości (lepkość 14 mPas w temperaturze 60°C, temperatura krzepnięcia 45°C) w stosunku wagowym mikrowosku do napełniacz roślinnego jak 1:3 (co dopowiada 10 częściom wagowym mikrowosku w kompozycie).• 60 parts by weight of polyethylene under the trade name Hostalen GC 7260, • 30 parts by weight of energy willow meal dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours and then modified with high-density polyethylene microwax, heated to 55 ° C (viscosity 14 mPas at 60 ° C, solidification point 45 ° C) in a weight ratio of microwax to vegetable filler of 1: 3 (corresponding to 10 parts by weight of microvax in the composite).
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 5,89 g/10 minut, oraz udarnością 2,53kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 27,7 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 3%.The composite has a melt flow index of 5.89 g / 10 minutes, and an impact strength of 2.53 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 27.7 MPa, and the relative elongation at break is 3%.
Obecność mikrowosku polietylenowego przy stosunku wagowym do napełniacza roślinnego jak 1:3, powoduje wyraźną poprawę właściwości przetwórczych w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku wosku jak również z dodatkiem handlowego wosku polimerowego. Następuje odpowiednio 33% i 23% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia. Dodatek mikrowosku polietylenowego wpływa jednak na pogorszenie wartości udarności zarówno w stosunku do kompozytu nie zawierającego wosku jak i z dodatkiem wosku polimerowego odpowiednio o 21% i 40%. Wartość wytrzymałości na rozciąganie w stosunku do kompozytu nie zawierającego wosku spada o 12% bez wpływu na wartość wydłużenia przy zerwaniu. Z kolei w porównaniu do kompozytu z dodatkiem odpowiedniego wosku rośnie o 18%, jednak z jednoczesnym obniżeniem wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu o 32%.The presence of polyethylene microwax with a weight ratio to the plant filler of 1: 3 causes a significant improvement in processing properties compared to the corresponding properties of the composite without the addition of wax as well as with the addition of commercial polymer wax. There is a 33% and 23% increase in the melt index, respectively. However, the addition of polyethylene micro-wax deteriorates the impact toughness both in relation to the composite without wax and with the addition of polymer wax by 21% and 40%, respectively. The tensile strength value compared to a wax-free composite drops by 12% without affecting the elongation at break value. On the other hand, compared to the composite with the addition of a suitable wax, it increases by 18%, but with a simultaneous decrease in the value of the relative elongation at break by 32%.
P r z y k ł a d 6 - porównawczyExample 6 - comparative
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 50 części wagowych polietylenu o nazwie handlowej Hostalen GC 7260, • 50 części wagowych mączki z wierzby energetycznej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin.50 parts by weight of polyethylene under the trade name Hostalen GC 7260, 50 parts by weight of energy willow meal previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours.
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 2,44 g/10 minut, oraz udarnością 3,01 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 29,3 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 1,5%.The composite has a melt flow index of 2.44 g / 10 minutes, and an impact strength of 3.01 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 29.3 MPa, and the relative elongation at break is 1.5%.
Kompozyt z 50% wagowym udziałem mączki z wierzby energetycznej wykazuje pogorszenie właściwości przetwórczych i wytrzymałościowych względem polietylenu bez napełniacza. Następuje obniżenie wartości wskaźnika szybkości płynięcia oraz wydłużenia względnego przy zerwaniu i udarności, czego przyczyną może być ograniczona mieszalność napełniacza z polietylenem.The composite with 50% by weight of energy willow flour shows a deterioration in processing and strength properties as compared to polyethylene without a filler. The values of the melt flow index as well as the relative elongation at break and impact toughness decrease, which may be caused by the limited miscibility of the filler with polyethylene.
P r z y k ł a d 7 - porównawczyExample 7 - comparative
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 45 części wagowych polietylenu o nazwie handlowej Hostalen GC 7260, • 50 części wagowych mączki z wierzby energetycznej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin, • 5 części wagowych (stosunek wagowy napełniacz - wosk wynosi 1:10) wosku polietylenowego dużej gęstości o nazwie handlowej C120/800 (lepkość 750 mPas w temperaturze 140°C, temperatura kropienia 122°C).• 45 parts by weight of polyethylene under the trade name Hostalen GC 7260, • 50 parts by weight of energy willow meal previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours, • 5 parts by weight (weight ratio: filler - wax is 1:10) of wax high-density polyethylene with the trade name C120 / 800 (viscosity 750 mPas at 140 ° C, dropping point 122 ° C).
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 2,27 g/10 minut, oraz udarnością 2,18 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 25,4 MPa. a wydłużenie względne przy zerwaniu 0,51%.The composite has a melt flow index of 2.27 g / 10 minutes, and an impact strength of 2.18 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 25.4 MPa. a relative elongation at break 0.51%.
Obecność wosku polietylenowego przy 5 częściach wagowych w kompozycie (stosunek wagowy wosk - napełniacz 1:10), powoduje pogorszenie wszystkich ocenianych właściwości w tym także właściwości przetwórczych w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku wosku.The presence of polyethylene wax at 5 parts by weight in the composite (weight ratio wax - filler 1:10) causes deterioration of all assessed properties, including processing properties, compared to the corresponding properties of the composite without the addition of wax.
P r z y k ł a d 8P r z k ł a d 8
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 45 części wagowych polietylenu o nazwie handlowej Hostalen GC 7260,• 45 parts by weight of polyethylene with the trade name Hostalen GC 7260,
PL 229 859 B1 • 50 części wagowych mączki z wierzby energetycznej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin oraz modyfikowanej ciekłym, i ogrzanym do 55°C, mikrowoskiem polietylenowym dużej gęstości (lepkość 14 mPas w temperaturze 60°C, temperatura krzepnięcia 45°C) w stosunku wagowym mikrowosk - napełniacz 1:10 (10 części wagowych napełniacza w kompozycie).50 parts by weight of energy willow meal, previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours and modified with liquid, heated to 55 ° C, high-density polyethylene microwax (viscosity 14 mPas at 60 ° C, solidification point 45 ° C) in a weight ratio of micro wax - filler 1:10 (10 parts by weight of filler in the composite).
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 1,63 g/ 10 minut, oraz udarnością 3,2 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 20 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 0,6%.The composite has a melt flow rate of 1.63 g / 10 minutes, and an impact strength of 3.2 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 20 MPa, and the relative elongation at break is 0.6%.
Obecność mikrowosku polietylenowego przy stosunku wagowym do napełniacza roślinnego 1:10 (10% wagowych w kompozycie) powoduje poprawę odporności materiału na udar i wydłużenia względnego przy zerwaniu lecz pogorszenie wartości wskaźnika szybkości płynięcia i wytrzymałości na rozciąganie otrzymanego kompozytu w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu z takim samym udziałem wosku. Następuje 47% wzrost wartości udarności, 18% wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu wartości, przy jednoczesnym spadku wartości wskaźnika szybkości płynięcia o 28% oraz wartości wytrzymałość na rozciąganie o 21% w porównaniu do właściwości odpowiedniego kompozytu zawierającego wosk.The presence of polyethylene microwax at a weight ratio to the vegetable filler of 1:10 (10% by weight in the composite) improves the material's impact resistance and elongation at break, but deteriorates the melt flow index and tensile strength of the obtained composite compared to the corresponding properties of the composite with such the same amount of wax. There is a 47% increase in impact strength, an 18% increase in elongation at break value, with a 28% decrease in melt index and a 21% tensile strength value compared to the properties of the corresponding wax-containing composite.
P r z y k ł a d 9 - porównawczyExample 9 - comparative
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 69,9 części wagowych polipropylenu o nazwie handlowej Moplen HP400R (MFR=21,29 g/10minut (230°C, 2,16 kg), udarność według Charpy'ego z karbem 4,36 kJ/m2, wytrzymałość na rozciąganie 31,4 MPa, wydłużenie względne przy zerwaniu 680%), • 30 części wagowych mączki drzewnej (Lignocel C-120) uprzednio suszonej w suszarce • laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin, • 0,1 części wagowych stabilizatora termicznego i UV o nazwie handlowej Irganox 1010 Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 7,63 g/10 minut, oraz udarnością według Charpy'ego 2,07 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 34,2 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 4,6%.• 69.9 parts by weight of polypropylene with the trade name Moplen HP400R (MFR = 21.29 g / 10 minutes (230 ° C, 2.16 kg), Charpy notched impact strength 4.36 kJ / m 2 , tensile strength 31.4 MPa, elongation at break 680%), • 30 parts by weight of wood flour (Lignocel C-120) previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours, • 0.1 parts by weight of a thermal and UV stabilizer under the trade name Irganox 1010 Composite has a melt flow index of 7.63 g / 10 minutes, and a Charpy impact strength of 2.07 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 34.2 MPa, and the relative elongation at break is 4.6%.
Kompozyt z 30 % wagowym udziałem komercyjnej mączki drzewnej wykazuje pogorszenie właściwości przetwórczych i wytrzymałościowych względem polipropylenu bez napełniacza. Następuje obniżenie wartości wskaźnika szybkości płynięcia oraz wydłużenia względnego przy zerwaniu i udarności, czego przyczyną może być ograniczona mieszalność roślinnego napełniacza z polipropylenem.The composite with 30% by weight of commercial wood flour showed a deterioration in processing and strength properties compared to polypropylene without filler. There is a decrease in the value of the melt flow index and the relative elongation at break and impact toughness, which may be caused by the limited miscibility of the plant filler with polypropylene.
P r z y k ł a d 10P r z k ł a d 10
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 64,9 części wagowych polipropylenu o nazwie handlowej Moplen HP400R, • 30 części wagowych mączki drzewnej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin, następnie modyfikowanej ogrzanym do 55°C mikrowoskiem polietylenowym dużej gęstości (lepkość 14 mPas w temperaturze 60°C, temperatura krzepnięcia 45°C) przy stosunku wagowym napełniacza roślinnego do mikrowosku jak 1:6 (co odpowiada 5 częściom wagowym mikrowosku w kompozycie), • 0,1 części wagowych stabilizatora termicznego i UV o nazwie handlowej Irganox 1010. Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 12,60 g/10 minut, oraz udarnością 3,12 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 27,7 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 7,6%.• 64.9 parts by weight of polypropylene with the trade name Moplen HP400R, • 30 parts by weight of wood flour, previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours, then modified with high-density polyethylene micro-wax heated to 55 ° C (viscosity 14 mPas at 60 ° C, solidification point 45 ° C) with a plant filler weight ratio to microwax of 1: 6 (which corresponds to 5 parts by weight of a microwax in the composite), • 0.1 parts by weight of a thermal and UV stabilizer with the trade name Irganox 1010. The composite is characterized by has a melt flow index of 12.60 g / 10 minutes, and an impact strength of 3.12 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 27.7 MPa, and the relative elongation at break is 7.6%.
Obecność mikrowosku polietylenowego przy stosunku wagowym mikrowosku do napełniacza roślinnego jak 1:6 (udział mikrowosku w kompozycie 5 części wagowych), powoduje wyraźną poprawę właściwości przetwórczych, udarności oraz wydłużenia względnego bez znacznego pogorszenia wytrzymałości na rozciąganie otrzymanego kompozytu w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku mikrowosku polimerowego. Następuje odpowiednio 65% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia, 51% wzrost wartości udarności oraz 65% wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu.The presence of polyethylene micro-wax with a weight ratio of microwax to vegetable filler of 1: 6 (the proportion of microwax in the composite 5 parts by weight), results in a significant improvement in processing properties, impact strength and relative elongation without significant deterioration of the tensile strength of the obtained composite compared to the corresponding properties of the composite without the addition polymer micwax. There is a 65% increase in the value of the melt flow index, a 51% increase in the value of the impact toughness and a 65% increase in the value of the elongation at break, respectively.
P r z y k ł a d 11P r x l a d 11
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 64,9 części wagowych polipropylenu o nazwie handlowej Moplen HP400R, • 30 części wagowych mączki drzewnej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin, a następnie modyfikowanej ogrzanym do 40°C mikrowoskiem polipropylenowym (lepkość 1,5 mPas w temperaturze 60°C, temperatura• 64.9 parts by weight of polypropylene with the trade name Moplen HP400R, • 30 parts by weight of wood flour, previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours, and then modified with a heated to 40 ° C polypropylene microwax (viscosity 1.5 mPas in temperature 60 ° C, temperature
PL 229 859 B1 krzepnięcia 15°C) przy stosunku wagowym napełniacza do mikrowosku jak 1:6, co odpowiada 5 częściom wagowym mikrowosku w kompozycie, • 0,1 części wagowych stabilizatora termicznego i UV o nazwie handlowej Irganox 1010.Solidification of 15 ° C) with a weight ratio of filler to microwax of 1: 6, which corresponds to 5 parts by weight of a microwax in the composite, 0.1 parts by weight of a heat and UV stabilizer with the trade name Irganox 1010.
Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 9,44 g/10 minut, oraz udarnościąThe composite has a melt index of 9.44 g / 10 minutes, and impact strength
3.11 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 28,3 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 7%.3.11 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 28.3 MPa, and the relative elongation at break is 7%.
Obecność mikrowosku polietylenowego przy stosunku wagowym mikrowosk - napełniacz roślinny 1:6, powoduje wyraźną poprawę właściwości przetwórczych, udarności oraz wydłużenia względnego bez znacznego pogorszenia wytrzymałości na rozciąganie otrzymanego kompozytu w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku mikrowosku polimerowego. Następuje odpowiednio 23% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia, 50% wzrost wartości udarności oraz 52% wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu.The presence of polyethylene microwax at a weight ratio of microwax - vegetable filler of 1: 6 causes a significant improvement in processing properties, impact strength and relative elongation without significant deterioration of the tensile strength of the obtained composite compared to the corresponding properties of the composite without the addition of polymer microwax. There is a 23% increase in the value of the melt flow index, a 50% increase in the value of the impact toughness and a 52% increase in the value of the relative elongation at break, respectively.
P r z y k ł a d 12 - porównawczyExample 12 - comparative
Kompozyt zawiera:Composite includes:
• 69,9 części wagowych kopolimeru propylenu z etylenem o nazwie handlowej Moplen EP540P (MFR=15 g/10minut (230°C, 2,16 kg), udarność według Charpy'ego z karbem 7 kJ/m2, wytrzymałość na rozciąganie 28,5 MPa, wydłużenie względne przy zerwaniu 290%), • 30 części wagowych mączki drzewnej (Lignocel C-120) uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin,• 69.9 parts by weight of a propylene-ethylene copolymer with the trade name Moplen EP540P (MFR = 15 g / 10 minutes (230 ° C, 2.16 kg), Charpy notched impact strength 7 kJ / m 2 , tensile strength 28 , 5 MPa, relative elongation at break 290%), • 30 parts by weight of wood flour (Lignocel C-120) previously dried in a laboratory dryer at 80 ° C for 12 hours,
0,1 części wagowych stabilizatora termicznego i UV o nazwie handlowej Irganox 1010. Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 12,4 g/10 minut, oraz udarnością według Charpy'ego 4,08 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 30,8 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 0,56%.0.1 parts by weight of a thermal and UV stabilizer under the trade name Irganox 1010. The composite has a melt flow index of 12.4 g / 10 minutes, and a Charpy impact strength of 4.08 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 30.8 MPa, and the relative elongation at break is 0.56%.
P r z y k ł a d 13 Kompozyt zawiera:E xample 13 The composite contains:
• 64,9 części wagowych kopolimeru propylenu z etylenem o nazwie handlowej Moplen EP540P, • 30 części wagowych mączki drzewnej uprzednio suszonej w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 80°C przez 12 godzin a następnie modyfikowanej ogrzanym do 45°C mikrowoskiem polipropylenowym (lepkość 1,5 mPas w temperaturze 60°C, temperatura krzepnięcia 15°C) przy stosunku wagowym napełniacza roślinnego do mikrowosku jak 1:6 (co odpowiada 5 częściom wagowym mikrowosku w kompozycie), • 0,1 części wagowych stabilizatora termicznego i UV o nazwie handlowej Irganox 1010. Kompozyt charakteryzuje się wskaźnikiem szybkości płynięcia 13,9 g/10 minut, oraz udarnością• 64.9 parts by weight of a propylene-ethylene copolymer under the trade name Moplen EP540P, • 30 parts by weight of wood flour previously dried in a laboratory oven at 80 ° C for 12 hours and then modified with a heated to 45 ° C polypropylene microvax (viscosity 1.5 mPas at a temperature of 60 ° C, solidification point 15 ° C) with a plant filler weight ratio to microwax of 1: 6 (which corresponds to 5 parts by weight of a microwax in the composite), • 0.1 parts by weight of a thermal and UV stabilizer with the trade name Irganox 1010 The composite has a melt flow rate of 13.9 g / 10 minutes and toughness
5.11 kJ/m2. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytu wynosi 28,4 MPa, a wydłużenie względne przy zerwaniu 0,88%.5.11 kJ / m 2 . The tensile strength of the composite is 28.4 MPa, and the relative elongation at break is 0.88%.
Obecność mikrowosku polietylenowego do modyfikacji mączki drzewnej przy stosunku wagowym mikrowosku do napełniacza roślinnego jak 1:6 (co odpowiada 5 częściom wagowym mikrowosku w kompozycie) powoduje wyraźną poprawę właściwości przetwórczych materiału w porównaniu do odpowiednich właściwości kompozytu bez dodatku mikrowosku. Następuje 12% wzrost wartości wskaźnika szybkości płynięcia, 25% wzrost wartości udarności oraz 57% wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu.The presence of polyethylene micro-wax for modification of wood flour with a weight ratio of micro-wax to plant filler of 1: 6 (which corresponds to 5 parts by weight of microwax in the composite) results in a significant improvement in the processing properties of the material compared to the corresponding properties of the composite without the addition of the micro-wax. There is a 12% increase in the value of the melt flow index, a 25% increase in the toughness value and a 57% increase in the value of the relative elongation at break.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL414170A PL229859B1 (en) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | Polyolefine-based composites |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL414170A PL229859B1 (en) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | Polyolefine-based composites |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL414170A1 PL414170A1 (en) | 2017-04-10 |
PL229859B1 true PL229859B1 (en) | 2018-08-31 |
Family
ID=58463537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL414170A PL229859B1 (en) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | Polyolefine-based composites |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL229859B1 (en) |
-
2015
- 2015-09-28 PL PL414170A patent/PL229859B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL414170A1 (en) | 2017-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7305718B2 (en) | Cellulose composite material containing wood pulp and process for producing same | |
CN114829481B (en) | Blends comprising polyethylene based recyclates | |
Martí‐Ferrer et al. | Flour rice husk as filler in block copolymer polypropylene: Effect of different coupling agents | |
Sameni et al. | Thermal and mechanical properties of soda lignin/HDPE blends | |
US8003717B2 (en) | Roofing felt composition | |
Jordá-Vilaplana et al. | Development and characterization of a new natural fiber reinforced thermoplastic (NFRP) with Cortaderia selloana (Pampa grass) short fibers | |
Zou et al. | Extruded starch/PVA composites: water resistance, thermal properties, and morphology | |
Gao et al. | Mechanical, thermal, and biodegradability properties of PLA/modified starch blends | |
CA2900596C (en) | Microstructured composite material, method for the production thereof, moulded articles made hereof and also purposes of use | |
CN101759913A (en) | Novel scratch-proof polypropylene material and preparation method thereof | |
Sarifuddin et al. | The Effect of Kenaf Core Fibre Loading on Properties of Low Density Polyethylene/Thermoplastic Sago Starch/Kenaf Core Fiber Composites. | |
CA1300780C (en) | Polypropylene composition | |
CN102585332B (en) | Modified ultra-high molecular weight polyethylene material | |
JPWO2016104634A1 (en) | Thermoplastic resin composition and molded article thereof | |
CN102532686A (en) | Low-gloss and scratch-resistant polypropylene material and preparation method thereof | |
CN103131149A (en) | Polylactic acid composite material, preparation method thereof and application thereof | |
Darni et al. | Bioplastics synthesis based on sorghum–Eucheuma spinosum modified with sorghum stalk powder | |
Guzmán et al. | Hyperbranched polyester polyol plasticized tapioca starch/low density polyethylene blends | |
PL229859B1 (en) | Polyolefine-based composites | |
Oduola et al. | Effect of starch on the mechanical and rheological properties of polypropylene | |
PL229860B1 (en) | Method for producing composites based on polyolefines | |
KR101388402B1 (en) | Polylactic acid-polypropylene resin composition | |
CN111448259A (en) | Wood-plastic composite composition comprising a wax composition, method for producing a wood-plastic composite therefrom and use of a wax composition as a lubricant for producing a wood-plastic composite | |
CN112521710A (en) | High-tensile-strength polypropylene composition | |
Beleška et al. | Properties of Films Prepared as Packaging Plastics from Blends of Synthetic Polymer and Biopolymer |