RO133422B1 - Hybrid polymer composite based on recycled polyethylene terephthalate reinforced with functionalized natural fibres - Google Patents
Hybrid polymer composite based on recycled polyethylene terephthalate reinforced with functionalized natural fibres Download PDFInfo
- Publication number
- RO133422B1 RO133422B1 ROA201701070A RO201701070A RO133422B1 RO 133422 B1 RO133422 B1 RO 133422B1 RO A201701070 A ROA201701070 A RO A201701070A RO 201701070 A RO201701070 A RO 201701070A RO 133422 B1 RO133422 B1 RO 133422B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- fibers
- parts
- polyethylene terephthalate
- functionalized
- reinforced
- Prior art date
Links
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 title claims description 28
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 title claims description 28
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 title claims description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 26
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 66
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims description 16
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 11
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 230000016507 interphase Effects 0.000 claims description 3
- OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate Chemical compound CC(C)[O-] OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N Butyl carbitol 6-propylpiperonyl ether Chemical compound C1=C(CCC)C(COCCOCCOCCCC)=CC2=C1OCO2 FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960005235 piperonyl butoxide Drugs 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 4
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 2
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 2
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 2
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 244000099147 Ananas comosus Species 0.000 description 1
- 235000007119 Ananas comosus Nutrition 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 240000008790 Musa x paradisiaca Species 0.000 description 1
- 235000018290 Musa x paradisiaca Nutrition 0.000 description 1
- 108700020962 Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 description 1
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M chlormequat chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCl UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/22—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
RO 133422 Β1RO 133422 Β1
Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui material compozit hibrid pe bază de polietilen tereftalat reciclat (PETr) armat cu fibră naturală de in funcționalizată la suprafață cu izopropoxid sau butoxid de titan destinat realizării unor produse de uz nealimentar precum, filme pentru obținerea de caserole/cutii, recipienți pentru stocare solvenți chimici (alcool etilic, acetonă, vopseluri, pesticide etc.), diverse elemente de paletizare în vederea înlocuirii totale sau parțiale a reperelor din lemn sau plastic.The invention refers to a process for obtaining a hybrid composite material based on recycled polyethylene terephthalate (PETr) reinforced with natural flax fiber functionalized on the surface with isopropoxide or titanium butoxide intended for the production of non-food products such as films for obtaining casseroles/boxes, containers for storing chemical solvents (ethyl alcohol, acetone, paints, pesticides, etc.), various palletizing elements for the total or partial replacement of wooden or plastic parts.
Cu toate că, materialele plastice ranforsate cu fibre sintetice (fibre de carbon, sticlă, alumină) dețin o rezistență specifică mult mai ridicată, domeniile lor de aplicare sunt mult mai limitate, datorită costului inerent mai ridicat al procedeului de fabricație. Mai mult decât atât, în timpul obținerii sau utilizării lor, acestea pot fi dăunătoare pentru mediu.Although plastic materials reinforced with synthetic fibers (carbon fibers, glass, alumina) have a much higher specific strength, their fields of application are much more limited, due to the inherent higher cost of the manufacturing process. Moreover, during their acquisition or use, they can be harmful to the environment.
Din acest punct de vedere, în scopul evitării poluării mediului, biodegradabilității, abundenței, numeroase cercetări s-au axat pe utilizarea fibrelor naturale, pentru armarea diverselor tipuri de matrici polimerice termoplastice și/sau termorigide.From this point of view, in order to avoid environmental pollution, biodegradability, abundance, numerous researches have focused on the use of natural fibers, for the reinforcement of various types of thermoplastic and/or thermosetting polymer matrices.
Un astfel de material se cunoaște din US 9296155 B2, unde este descris procedeul de obținere a compozitelor pe bază de polimer/deșeuri din fibre de lână. Drept polimeri termoplastici s-au utilizat, polistirenul PS, polietilena PE, polipropilena PP, poliesterii, polietilen tereftalatul PET, policarbonatul, acrilonitril-butadien-stirenul ABS, elastomeri termoplastici, etilen-propilen-diena EPDM, policlorura de vinii PVC, etc. Dintre polimeri termoreactivii s-au utilizat, rășinile epoxi, esterii vinilici și poliimidele. Fibrele de lână scurte cu lungimea de aproximativ 0,1...1 mm, au fost introduse în topitura de polimer termoplastic sau în soluție de polimer termorigid în procent de 1-15 wt. Pe lângă fibrele scurte de lână au fost utilizate și fibre continue de lână, care au fost introduse într-o matriță împreună cu polimerul și topite sub presiune, prin presare la cald. Cu toate că compozitele obținute au fost testate din punct de vedere mecanic, nu sunt prezentate alte caracteristici importante precum, gradul de întrepătrundere a fibrelor cu matricea polimerică și nici comportamentul unor astfel de materiale la temperatură. Mai mult decât atât, compatibilitatea la interfață a unor astfel de materiale este de asemenea foarte scăzută în lipsa unui agent de compatibilizare.Such a material is known from US 9296155 B2, where the process for obtaining composites based on polymer/wool fiber waste is described. Polystyrene PS, polyethylene PE, polypropylene PP, polyesters, polyethylene terephthalate PET, polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene ABS, thermoplastic elastomers, ethylene-propylene-diene EPDM, polyvinyl chloride PVC, etc. were used as thermoplastic polymers. Among thermoreactive polymers, epoxy resins, vinyl esters and polyimides were used. Short wool fibers with a length of approximately 0.1...1 mm were introduced into the thermoplastic polymer melt or thermosetting polymer solution in a percentage of 1-15 wt. In addition to short wool fibers, continuous wool fibers were also used, which were inserted into a mold together with the polymer and melted under pressure, by hot pressing. Although the obtained composites were tested from a mechanical point of view, other important characteristics such as the degree of interpenetration of the fibers with the polymer matrix and the behavior of such materials at temperature are not presented. Moreover, the interface compatibility of such materials is also very low in the absence of a compatibilizing agent.
Un alt material pe bază de compozite termoplastice reciclate (polietilenă, polipropilena, poliamidă, PET, etc.) ranforsate cu fibre cu modul înalt (fibre de sticlă, naturale, de carbon și aramidice) au fost studiate în US 6271270 B1. Pentru îmbunătățirea compatibilității polimerilor termoplastici reciclați cu fibrele cu modul înalt (lungimea minimă -183 cm) s-a utilizat un copolimer pe bază de polipropilena grefată cu anhidridă maleică în procent de 10%. Fibrele naturale utilizate pentru ranforsarea polimerilor reciclați conțin cel puțin una dintre următoarele categorii: bumbac, sisal, fibre de cânepă, etc, în procent de maxim 20%. Dezavantajul acestui brevet, constă în faptul că, utilizarea doar a agentului de compatibilizare pe bază de polipropilena grefată cu anhidridă maleică fără modificarea și a suprafeței fibrelor naturale, poate ridica serioase probleme atât de compatibilitate-dispersabilitate precum și de degradare a fibrelor naturale sub influența temperaturilor și presiunilor ridicate de procesabilitate și în special a celor pe bază de PET (temperaturi > 250°C).Another material based on recycled thermoplastic composites (polyethylene, polypropylene, polyamide, PET, etc.) reinforced with high modulus fibers (glass, natural, carbon and aramid fibers) was studied in US 6271270 B1. To improve the compatibility of recycled thermoplastic polymers with high modulus fibers (minimum length -183 cm) a copolymer based on grafted polypropylene with 10% maleic anhydride was used. The natural fibers used to reinforce the recycled polymers contain at least one of the following categories: cotton, sisal, hemp fibers, etc., in a maximum percentage of 20%. The disadvantage of this patent is that the use of only the compatibilizing agent based on polypropylene grafted with maleic anhydride without modifying the surface of natural fibers can raise serious problems of both compatibility-dispersibility and degradation of natural fibers under the influence of temperatures and high processing pressures and especially those based on PET (temperatures > 250°C).
Brevetul US 8318835 B2 se referă la procedeul de obținere a unui material compozit ce cuprinde un polimer termoplastic reciclat sau virgin ranforsat cu fibre naturale, prin extrudare granulare. Materialul conform invenției, este obținut în mai multe etape și anume: amestecarea fibrelor de celuloză sau a unor altor tipuri de fibre naturale/reziduuri lignocelulozice și introducerea acestora în procent de 10...60% în materialul compozit; tratarea fibrelor naturale și a rezidurilor lignocelulozice în procent de 1 % raportat la cantitatea de fibre cu un agent de tratare (silani, zirconați, acid stearic sau un amestec a acestora); uscarea fibrelor naturale și a rezidului lignocelulozic, în vederea reducerii conținutului de umiditate, sub 1000 ppm; adăugarea polietilen tereftalatului reciclat în procent de 30...90%, aPatent US 8318835 B2 refers to the process of obtaining a composite material comprising a recycled or virgin thermoplastic polymer reinforced with natural fibers, by granular extrusion. The material according to the invention is obtained in several stages, namely: mixing cellulose fibers or other types of natural fibers/lignocellulosic residues and introducing them in a percentage of 10...60% in the composite material; treatment of natural fibers and lignocellulosic residues in a percentage of 1% relative to the amount of fibers with a treatment agent (silanes, zirconates, stearic acid or a mixture thereof); drying of natural fibers and lignocellulosic residue, in order to reduce the moisture content below 1000 ppm; the addition of recycled polyethylene terephthalate in a percentage of 30...90%, a
RO 133422 Β1 polimerului termoplastic virgin până la 1...70% precum și a unui copolimer de polipropilenă 1 cu un conținut mediu de etilenă în proporție de aproximativ 0,01 % până la aproximativ 20% raportat la greutatea totală a compozitului; extrudarea și granularea materialului compozit; 3 formarea prin injecție a materialului compozit pentru obținerea diverselor componente pentru automobile. Dezavantajul acestui brevet constă în faptul că, nu sunt prezentate rezultate 5 morfologice/compoziționale nici ale fibrelor tratate nici ale materialelor compozite obținute.RO 133422 Β1 virgin thermoplastic polymer up to 1...70% as well as a polypropylene copolymer 1 with an average ethylene content of approximately 0.01% to approximately 20% relative to the total weight of the composite; composite material extrusion and granulation; 3 injection molding of composite material to obtain various automotive components. The disadvantage of this patent lies in the fact that no morphological/compositional results are presented either of the treated fibers or of the obtained composite materials.
Prin urmare, este foarte dificil de cuantificat gradul de funcționalizare respectiv gradul de 7 dispersare a fibrelor naturale în masa de polimer topit, ținând cont că, fibrele sunt introduse în cantități ridicate. 9Therefore, it is very difficult to quantify the degree of functionalization or the degree of dispersion of the natural fibers in the molten polymer mass, taking into account that the fibers are introduced in high quantities. 9
Prezenta invenție descrie metoda de obținere a unui material compozit hibrid pe bază de polietilen tereftalat armat cu fibre naturale funcționalizate cu titanati, în prezența unui 11 agent de adsorbție a volatilelor reprezentat de CaO. Pentru îmbunățirea dispersabilității fibrelor naturale și distribuției lor uniforme pe suprafața granulelor de PETr s-a utilizat o ceară 13 pe bază de polietilenă. Compozitul obținut conform invenției este obținut în totalitate din material polimeric reciclat. 15The present invention describes the method of obtaining a hybrid composite material based on polyethylene terephthalate reinforced with natural fibers functionalized with titanates, in the presence of a 11 volatile adsorption agent represented by CaO. To improve the dispersibility of natural fibers and their uniform distribution on the surface of the PETr granules, a polyethylene-based wax 13 was used. The composite obtained according to the invention is obtained entirely from recycled polymeric material. 15
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în obținerea unui material compozit din material polimeric reciclat cu proprietăți fizico-chimice performante, preț de cost 17 scăzut, rezistență la temperaturi ridicate și la mucegai.The technical problem that the invention solves consists in obtaining a composite material from recycled polymeric material with high-performance physico-chemical properties, low cost price, resistance to high temperatures and to mold.
Procedeul de obținere a unui compozit polimeric hibrid, pe bază de polietilen tereftalat 19 reciclat armat cu fibre naturale de in funcționalizate înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea că are următoarele etape: pre-amestecarea într-un mixer a 87...97 părți în greutate 21 granule din polietilen tereftalat (PET) reciclat, 1 ...5 părți ceruri pe bază de polietilenă, raportat la cantitatea de fibre, 2...10 părți fibre de in scurte funcționalizate, cu 1...5 părți butoxid sau 23 izopropoxid de titan, și 1 ...5 părți agent de adsorbție a volatilelor-CaO raportat la cantitatea de PET, la o viteză de 475...950 rpm, uscarea granulelor/filmelor rezultate la temperatura de 25 140°C, într-un sistem de dozare primar, compoundarea amestecului pe un extruder-granulator cu dublu șnec, răcirea bruscă în baie cu apă, uscare cu aer cald și granulare, rezultând 27 un compozit sub formă de granule.The process of obtaining a hybrid polymer composite based on recycled polyethylene terephthalate 19 reinforced with functionalized natural flax fibers removes the above disadvantages by having the following steps: pre-mixing in a mixer 87...97 parts in weight 21 granules of recycled polyethylene terephthalate (PET), 1 ...5 parts polyethylene-based waxes, based on the amount of fibers, 2 ... 10 parts functionalized short flax fibers, with 1 ... 5 parts butoxide or 23 titanium isopropoxide, and 1 ...5 parts volatile adsorbent-CaO relative to the amount of PET, at a speed of 475...950 rpm, drying the resulting granules/films at a temperature of 25 140°C, in -a primary dosing system, compounding the mixture on a twin-screw extruder-granulator, quenching in a water bath, hot air drying and granulation, resulting in a composite in the form of granules.
Compozitele polimerice hibride obținute prin procedeul menționat sunt structuri poli- 29 merice, pe bază de polietilen tereftalat armat cu fibre de in, funcționalizate la suprafață cu titanați, care asigură compatibilitate maximă la interfază și previn degradarea fibrelor de in. 31The hybrid polymer composites obtained by the mentioned process are polymer structures, based on polyethylene terephthalate reinforced with flax fibers, functionalized on the surface with titanates, which ensure maximum interphase compatibility and prevent the degradation of flax fibers. 31
Datorită numărului ridicat de produse ce utilizează PET în compoziția lor și în special industria ambalajelor, echipamente electrice si electronice, automobile, volumul acestor 33 deșeuri este foarte ridicat si este necesară găsirea unei căi avantajoase de eliminare a acestora. Prelucrarea sau depozitarea materialelor plastice industriale este extrem de dificilă 35 și a devenit o problemă socială în ultimii ani, la nivel global. Reciclarea produselor utilizate este considerată ca fiind una dintre cele mai bune moduri de a economisi și de a proteja 37 mediul, cu toate că, tehnologiile aplicate trebuie astfel proiectate și gestionate încât să se evite poluarea mediului. Mai mult decât atât, încălzirea globală și diminuarea rezervelor de 39 petrol au propulsat oamenii de știință, să se concentreze mai mult pe utilizarea fibrelor naturale din resurse regenerabile cum ar fi, iută, cânepă, bumbac, in, fibre din nuca de cocos, 41 fibre din frunze de ananas și banane etc, pentru armarea materialelor compozite polimerice.Due to the high number of products that use PET in their composition and especially the packaging industry, electrical and electronic equipment, automobiles, the volume of these 33 wastes is very high and it is necessary to find an advantageous way of eliminating them. The processing or storage of industrial plastics is extremely difficult 35 and has become a social problem in recent years, globally. Recycling of used products is considered one of the best ways to save and protect the environment, although the applied technologies must be designed and managed in such a way as to avoid environmental pollution. Moreover, global warming and dwindling oil reserves have propelled scientists to focus more on the use of natural fibers from renewable resources such as jute, hemp, cotton, flax, coconut fibers, 41 fibers from pineapple and banana leaves, etc., for reinforcing polymer composite materials.
Datorită biodisponibilității, costului redus, densității scăzute, proprietăților specifice 43 acceptabile, ușurinței de separare, biodegradabilității și reciclabilității, fibrele naturale sunt din ce în ce mai des utilizate în compozitele pe bază de materiale plastice. Cu toate că, 45 materialele plastice ranforsate cu fibre sintetice (fibre de carbon, sticlă, alumină) dețin o rezistență specifică mult mai ridicată, domeniile lor de aplicare sunt mult mai limitate datorită 47 costului inerent mai ridicat al procesului de producție. Cu toate că, materialele compozite armate cu fibre naturale prezintă numeroase avantaje, există totuși un număr foarte ridicat 49Due to their bioavailability, low cost, low density, acceptable specific 43 properties, ease of separation, biodegradability and recyclability, natural fibers are increasingly used in plastic-based composites. Although synthetic fiber-reinforced plastics (carbon fibers, glass, alumina) have a much higher specific strength, their fields of application are much more limited due to the inherent higher cost of the production process. Although natural fiber reinforced composite materials have many advantages, there is still a very high number 49
RO 133422 Β1 de factori care pot cauza, probleme și anume: (1) degradarea termică a fibrelor naturale în timpul procesării; (2) conținutul ridicat de umiditate, datorat structurii chimice a fibrelor naturale (celuloză, hemiceluloză, lignină, pectină și alte substanțe ceroase) care permit adsorbția unor cantități ridicate de apă, ceea ce ar putea conduce la o stabilitate dimensională slabă, la porozității ridicate și la temperaturi de procesare scăzute limitând în acest fel, opțiunile pentru matrici; (3) materialele compozite armate cu fibre expuse în aer liber pot să se biodegradeze sub influența luminii ultraviolete; (4) dispersia fibrelor naturale este puternic afectată de interfața dezvoltată între fibre și matricea polimerică; (5) incompatibilitatea dintre matricea polimerică hidrofobă și fibre naturale hidrofile etc. Aceste probleme pot fi în mare parte remediate prin modificarea suprafeței fibrelor utilizând metode, fizice, chimice, mecanice sau prin modificarea compoziției chimice a matricei polimerice. Tratamentele chimice cele mai des utilizate pentru modificarea suprafeței fibrelor naturale includ tratamentul cu alcalii (NaOH), tratamentul cu silani, acetilare (sau metoda esterificării cu anhidrida acetică), tratamentul cu peroxid, tratarea cu anhidridă (utilizând anhidrida maleică sau PP-g-AM, PE-g-AM), deparafinare, acoperire și impregnare cu rășini epoxi diluate, tratamente enzimatice - combinate cu tratamente chimice sau mecanice (utilizând enzime oxidative precum peroxidaze), etc. Numeroase alte tipuri de tratamente au fost investigate pentru modificarea hidrofiliei fibrelor utilizând, permanganați, zirconați, izocianați, clorură de sodiu, acid stearic, acrilonitril și metode de eterificare etc. Legătura interfacială între fibre și matrice are un rol vital în determinarea proprietăților mecanice ale compozitelor. Legătura interfacială poate fi realizată prin mai multe mecanisme, interblocare mecanică, legătură electrostatică, legătură chimică și interdifuzie. Metodele fizice cele mai frecvent utilizate pentru îmbunătățirea interfeței includ: tratamentul în plasmă UV, tratamente termice, radiații cu electroni și presarea fibrelor. Cu toate acestea, metodele fizice utilizate pentru modificarea hidrofiliei suprafețelor fibrelor necesită precursori și echipamente de ultimă generație, care sunt scumpe.RO 133422 Β1 of factors that can cause problems, namely: (1) thermal degradation of natural fibers during processing; (2) the high moisture content, due to the chemical structure of natural fibers (cellulose, hemicellulose, lignin, pectin and other waxy substances) that allow the adsorption of high amounts of water, which could lead to poor dimensional stability, high porosity and at low processing temperatures thus limiting die options; (3) fiber reinforced composite materials exposed to the open air can biodegrade under the influence of ultraviolet light; (4) the dispersion of natural fibers is strongly affected by the interface developed between the fibers and the polymer matrix; (5) incompatibility between hydrophobic polymer matrix and hydrophilic natural fibers, etc. These problems can mostly be remedied by modifying the surface of the fibers using physical, chemical, mechanical methods or by changing the chemical composition of the polymer matrix. The chemical treatments most commonly used to modify the surface of natural fibers include alkali treatment (NaOH), silane treatment, acetylation (or the esterification method with acetic anhydride), peroxide treatment, anhydride treatment (using maleic anhydride or PP-g-AM , PE-g-AM), dewaxing, coating and impregnation with diluted epoxy resins, enzymatic treatments - combined with chemical or mechanical treatments (using oxidative enzymes such as peroxidases), etc. Numerous other types of treatments have been investigated to modify the hydrophilicity of fibers using, permanganates, zirconates, isocyanates, sodium chloride, stearic acid, acrylonitrile and etherification methods, etc. The interfacial bond between fibers and matrix has a vital role in determining the mechanical properties of composites. Interfacial bonding can be achieved by several mechanisms, mechanical interlocking, electrostatic bonding, chemical bonding, and interdiffusion. The most commonly used physical methods to improve the interface include: UV plasma treatment, heat treatments, electron radiation and fiber pressing. However, physical methods used to modify the hydrophilicity of fiber surfaces require high-end precursors and equipment, which are expensive.
în prezenta invenție, s-a dezvoltat o metodă simplă și fezabilă de îmbunătățire a interfeței fază continuă/discontinuă prin modificarea suprafeței fibrelor de in cu precursori de titan (izopropoxidul de titan sau TiCI4) capabili să se lege selectiv atât pe suprafața fibrelor naturale (prin legături -OH), iar rețeaua oxidică care se formează să permită o mai bună aderență și compatibilitate cu suprafața matricei polimerice. De asemenea, modificarea suprafețelor fibrelor de in utilizând precursori de titan va îmbunătăți compatibilitatatea dintre faze și implicit rezistența mecanică, termică, rezistența la atacul bacteriilor și la atacul mucegaiului (polimerii sunt foarte sensibili la atacul mucegaiului și scad proprietățile mecanice).In the present invention, a simple and feasible method was developed to improve the continuous/discontinuous phase interface by modifying the surface of flax fibers with titanium precursors (titanium isopropoxide or TiCl4) capable of selectively binding both to the surface of natural fibers (via bonds - OH), and the oxide network that forms allows better adhesion and compatibility with the surface of the polymer matrix. Also, the modification of the surfaces of the flax fibers using titanium precursors will improve the compatibility between the phases and implicitly the mechanical and thermal resistance, the resistance to the attack of bacteria and to the attack of mold (polymers are very sensitive to the attack of mold and decrease the mechanical properties).
Procedeul de obținere a materialelor compozite hibride cuprinde operațiile de caracterizare materii prime, dozare, realizare amestec polietilen tereftalat reciclat/fibre de in funcționalizate cu titanați, agent de adsorbție a volatilelor, agent de dispersare fibre naturale, prin extrudare, obținere produse finite prin injecție, extrudare sau termoformare, caracterizare produse finite și ambalare.The procedure for obtaining hybrid composite materials includes the operations of characterizing raw materials, dosing, making a mix of recycled polyethylene terephthalate/linen fibers functionalized with titanates, volatile adsorption agent, natural fiber dispersing agent, by extrusion, obtaining finished products by injection, extrusion or thermoforming, characterization of finished products and packaging.
Produsele obținute sunt sub formă de granule respectiv filme cu proprietății fizico-mecanice performante, densități peste 1 g/cm3, preț de cost scăzut, rezistență la acțiunea agenților chimici agresivi (acetonă, alcool etilic, toluen), rezistență la temperaturi ridicate, la atacul mucegaiului, etc.The products obtained are in the form of granules or films with excellent physical and mechanical properties, densities above 1 g/cm 3 , low cost price, resistance to the action of aggressive chemical agents (acetone, ethyl alcohol, toluene), resistance to high temperatures, to mold attack, etc.
Produsele conform invenției, elimină dezavantajele menționate, prin aceea că sunt structuri polimerice pe bază de polietilen tereftalat reciclat armat cu fibre de in funcționalizate la suprafață cu titanati și în prezența aditivilor de procesare (CaO, ceară pe bază de polietilenă), prelucrabile prin extrudare, termoformare, injecție, pentru realizarea de produse utilizate în diverse domenii. Aceste tipuri de materiale, prezintă compatibilitate maximă la interfază datorită utilizării unor oxizi metalici, iar datorită stabilității acestor tipuri de oxizi la temperaturi ridicate se previne și degradarea fibrelor de in în timpul procesării (~ 254°C).The products according to the invention eliminate the mentioned disadvantages, in that they are polymer structures based on recycled polyethylene terephthalate reinforced with flax fibers functionalized on the surface with titanates and in the presence of processing additives (CaO, polyethylene-based wax), processable by extrusion, thermoforming, injection, for making products used in various fields. These types of materials show maximum interphase compatibility due to the use of some metal oxides, and due to the stability of these types of oxides at high temperatures, the degradation of flax fibers during processing (~ 254°C) is also prevented.
RO 133422 Β1RO 133422 Β1
Adaosul unor astfel de compuși oxidici precum și prezența aditivilor de procesare (CaO și 1 ceară pe bază de polietilenă) în masa de PETr, îmbunătățesc proprietățile fizico-mecanice, termice și de procesabilitate comparativ cu amestecurile necompatibilizate. 3The addition of such oxidic compounds as well as the presence of processing additives (CaO and 1 polyethylene-based wax) in the PET r mass, improve the physical-mechanical, thermal and processability properties compared to non-compatibilized mixtures. 3
Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje competitive:By applying the invention, the following competitive advantages are obtained:
- rezistența la impact, temperatură și la deformare prin încovoiere;5- resistance to impact, temperature and bending deformation; 5
- îmbunătățirea rezistenței fibrelor la degradarea termică în timpul procesării;- improvement of fiber resistance to thermal degradation during processing;
- contracție redusă la formare;7- reduced shrinkage during formation; 7
- rezistență la acțiunea corozivă a factorilor de mediu;- resistance to the corrosive action of environmental factors;
- consum redus de energie în ceea ce privește tehnologiile de formare a pieselor; 9- low energy consumption in terms of part forming technologies; 9
- rezistență chimică;- chemical resistance;
- vâscozitate redusă;11- low viscosity; 11
- compatibilitate, dispersabilitate și aderență bună cu matricea polimerică;- compatibility, dispersibility and good adhesion with the polymer matrix;
- reducerea volumului de deșeuri provenite din materiale plastice;13- reducing the volume of waste from plastic materials; 13
- protejarea mediului înconjurător.- protecting the environment.
î n cele ce urmează se prezintă un exemplu de realizare a invenției:15In what follows, an example of the invention is presented: 15
Exemplu:Example:
Fibrele de in scurte cu dimensiunea cuprinsă între 0,5...0,7 mm, au fost funcționali- 17 zate prin pulverizarea unei soluții ce conține precursorul de titan (butoxid sau izopropoxid de titan) în procent de 1...5 părți în greutate raportat la cantitatea de fibre de in luate în lucru, 19 urmată de hidroliza/precipitarea precursorului pe suprafața fibrelor utilizând o soluție ce conține NaOH 1M/H2O. înainte de compoundarea propriu-zisă pe extruder-granulator, se va 21 realiza un pre-amestec conținând 87...97 părți în greutate granule din polietilen tereftalat reciclat, 1...5% părți în greutate ceruri pe bază de polietilenă raportat la cantitatea de fibre, 23 2...10 părți în greutate fibre de in scurte și 1...5 părți in greutate agent de adsorbție a volatilelor - CaO raportat la cantitatea de PETr într-un mixer (amestecător de mare turație), 25 cu capacitatea de 200 L, viteză de mixare 475...950 rpm, prevăzut cu sistem de încălzire cu rezistențe electrice și decărcare pneumatică. Pre-amestecarea este o etapă foarte impor- 27 tantă deoarece fibrele de in scurte și PETr au densități diferite, și necesită adaosul unor ceruri pe bază de polietilenă care la temperaturi cuprinse între 60...100°C devin lipicioase 29 și permit aderarea fibrelor pe suprafața granulelor de PETr asigurându-se în acest mod și o dispersare cât mai uniformă a fibrelor discontinue în masa de polimer topit. Pre-amestecul 31 obținut este ulterior descărcat într-un buncăr de uscare (post-policondensare) la temperatura de ~ 140°C iar după uscare este descărcat automat într-un sistem de dozare primar, urmată 33 de compundare amestec pe un extruder-granulator cu dublu șnec cu rotație simultană la următorii parametri tehnologici optimi, temperatura pe cele 9 zone: 35 150-180-200-230-260-230-190-160- 140°C și la o viteză de rotație a snecurilor de 100 rpm, urmată de răcire bruscă a cablului de polimer compozit extrudat prin filieră într-o baie cu apă, 37 uscare cu aer cald, granulare și sortare. Din granulele obținute se realizează epruvete cu dimensiunea de 10cm x 1cm x 4mm și epruvete de tip halteră cu grosimea de 4 mm, într-o 39 matriță de formare, prin metoda compresiei la următorii parametri optimi stabiliți: Temperatura platanelor - 254°C; Timp de preîncălzire -1 min; Timp de presare -1 min; Timp de răcire 41 -10 min; Presiune - 100 kN. După condiționare, epruvetele sunt supuse determinărilor fizico-mecanice. Caracteristicile fizico-mecanice obținute sunt următoarele: duritate: 82...85° 43The short flax fibers with a size between 0.5...0.7 mm were functionalized by spraying a solution containing the titanium precursor (titanium butoxide or isopropoxide) in a percentage of 1...5 parts by weight in relation to the amount of flax fibers used, 19 followed by the hydrolysis/precipitation of the precursor on the surface of the fibers using a solution containing NaOH 1M/H 2 O. before the actual compounding on the extruder-granulator, it will 21 be carried out a premix containing 87...97 parts by weight of recycled polyethylene terephthalate granules, 1...5% parts by weight of polyethylene-based waxes relative to the amount of fibers, 23 2...10 parts by weight of in short and 1...5 parts by weight volatile adsorbent - CaO related to the amount of PET r in a mixer (high-speed mixer), 25 with a capacity of 200 L, mixing speed 475...950 rpm, equipped with a heating system with electrical resistances and pneumatic discharge. Pre-mixing is a very important stage 27 because short flax fibers and PET r have different densities, and requires the addition of polyethylene-based waxes which at temperatures between 60...100°C become sticky 29 and allow adhesion of the fibers on the surface of the PET granules ensuring in this way a more even dispersion of the discontinuous fibers in the melted polymer mass. The pre-mix 31 obtained is subsequently discharged into a drying hopper (post-polycondensation) at a temperature of ~ 140°C and after drying it is automatically discharged into a primary dosing system, followed by 33 compounding the mixture on an extruder-granulator with double auger with simultaneous rotation at the following optimal technological parameters, the temperature on the 9 zones: 35 150-180-200-230-260-230-190-160- 140°C and at a rotation speed of the augers of 100 rpm, followed by quenching the extruded composite polymer cord through the die in a water bath, 37 hot air drying, granulation and sorting. From the obtained granules, samples with the size of 10cm x 1cm x 4mm and dumbbell-type samples with a thickness of 4 mm are made, in a 39 forming mold, by the compression method at the following optimal parameters established: Platen temperature - 254°C; Preheating time -1 min; Pressing time -1 min; Cooldown time 41 -10 min; Pressure - 100 kN. After conditioning, the samples are subjected to physical-mechanical determinations. The physical-mechanical characteristics obtained are the following: hardness: 82...85° 43
ShD; rezistența la rupere: 6,6...9,7 N/mm2; densitate: 1,02...1,4 g/cm2, rezistența la șoc Izod 1,03...3,2 kJ/m2, rezistența la încovoiere în 3 puncte 20...60 MPa, Indice de curgere, 45 t = 254°C, forța de apăsare 5 kg: 27,2...52,9 g/10 min, temperatura de înmuiere Vicat: 77...115°C. 47SHD; breaking strength: 6.6...9.7 N/mm 2 ; density: 1.02...1.4 g/cm 2 , Izod shock resistance 1.03...3.2 kJ/m 2 , 3-point bending strength 20...60 MPa, Flow index , 45 t = 254°C, pressing force 5 kg: 27.2...52.9 g/10 min, Vicat softening temperature: 77...115°C. 47
Microscopia electronică de baleiaj efectuată pe probele compozite și pe fibrele de in, demonstrează depunerea uniformă a oxidului de titan pe suprafața fibrelor și o dispersare 49 bună a acestora în masa de PETr. Analiza EDAX efectuată pe fibrele funcționalizate, pune în evidență prezența titanului, intensitatea acestuia fiind cu atât mai mare cu cât procentul 51 de titan este mai ridicat.Scanning electron microscopy performed on the composite samples and on the flax fibers, demonstrates the uniform deposition of titanium oxide on the surface of the fibers and their good dispersion 49 in the PET r mass. The EDAX analysis performed on the functionalized fibers highlights the presence of titanium, its intensity being all the higher the higher the percentage of 51 titanium.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201701070A RO133422B1 (en) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Hybrid polymer composite based on recycled polyethylene terephthalate reinforced with functionalized natural fibres |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201701070A RO133422B1 (en) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Hybrid polymer composite based on recycled polyethylene terephthalate reinforced with functionalized natural fibres |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO133422A2 RO133422A2 (en) | 2019-06-28 |
| RO133422B1 true RO133422B1 (en) | 2021-02-26 |
Family
ID=66998902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201701070A RO133422B1 (en) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Hybrid polymer composite based on recycled polyethylene terephthalate reinforced with functionalized natural fibres |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO133422B1 (en) |
-
2017
- 2017-12-08 RO ROA201701070A patent/RO133422B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO133422A2 (en) | 2019-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tarrés et al. | Bio-polyethylene reinforced with thermomechanical pulp fibers: Mechanical and micromechanical characterization and its application in 3D-printing by fused deposition modelling | |
| CA3019609C (en) | Cellulosic composites comprising wood pulp | |
| Singh et al. | Mechanical properties of composite materials based on waste plastic–A review | |
| Ichazo et al. | Polypropylene/wood flour composites: treatments and properties | |
| Yang et al. | Effect of different compatibilizing agents on the mechanical properties of lignocellulosic material filled polyethylene bio-composites | |
| Ibrahim et al. | Effect of fiber treatment on mechanical properties of kenaf fiber-ecoflex composites | |
| Tarrés et al. | Interface and micromechanical characterization of tensile strength of bio-based composites from polypropylene and henequen strands | |
| Hietala et al. | Pelletized cellulose fibres used in twin-screw extrusion for biocomposite manufacturing: Fibre breakage and dispersion | |
| Sojoudiasli et al. | Rheological, morphological and mechanical properties of flax fiber polypropylene composites: influence of compatibilizers | |
| Rocha et al. | Coupling effect of starch coated fibers for recycled polymer/wood composites | |
| US6863971B2 (en) | Strong durable low cost composite materials made from treated cellulose and plastic | |
| Dairi et al. | Morphological, mechanical, and physical properties of composites made with wood flour‐reinforced polypropylene/recycled poly (ethylene terephthalate) blends | |
| EP1383824B1 (en) | Composite materials made from treated cellulose and plastic | |
| US20150291784A1 (en) | Composite material containing renewable raw materials and method for the production thereof | |
| Mihai et al. | Novel polylactide/triticale straw biocomposites: Processing, formulation, and properties | |
| Kodal et al. | Dual effect of chemical modification and polymer precoating of flax fibers on the properties of short flax fiber/poly (lactic acid) composites | |
| Diop et al. | Separation and reuse of multilayer food packaging in cellulose reinforced polyethylene composites | |
| CN106133032B (en) | Method for incorporating wet natural fibers and starch into thermoplastics | |
| Arzondo et al. | Injection molding of long sisal fiber–reinforced polypropylene: Effects of compatibilizer concentration and viscosity on fiber adhesion and thermal degradation | |
| Nayak et al. | Hybridization effect of glass fibre on mechanical, morphological and thermal properties of polypropylene-bamboo/glass fibre hybrid composites | |
| Anuar et al. | Reinforced thermoplastic natural rubber hybrid composites with Hibiscus cannabinus, l and short glass fiber—part I: processing parameters and tensile properties | |
| RO133422B1 (en) | Hybrid polymer composite based on recycled polyethylene terephthalate reinforced with functionalized natural fibres | |
| Panigrahy et al. | Overview of flax fiber reinforced thermoplastic composites | |
| RO135068A2 (en) | Biodegradable polymeric composite based on recycled polyurethane and functionalized proteinaceous fibres | |
| US20020171162A1 (en) | Strong durable low cost composite materials |