Use of response surface methodology in characterization of properties of recycled high density polyethylene/ground tire rubber compositions

K. Formela; M. Bogucki

doi:10.14314/polimery.2014.488

Data publikacji : 2014-06-30

Tom 59 Nr 6 (2014)

Zastosowanie metody powierzchni odpowiedzi w charakterystyce właściwości kompozycji recyklat polietylenu dużej gęstości/miał gumowy (PE-HD/GTR)

K. Formela M. Bogucki

DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.2014.488

Abstrakt

Przeprowadzono badania wpływu warunków wytłaczania na właściwości kompozycji termoplastycznych poprodukcyjnego polietylenu dużej gęstości (PE-HD) z miałem gumowym (GTR), w stosunku masowym 50:50. Wpływ temperatury cylindra (160—240 °C), prędkości obrotowej ślimaków (250—650 rpm) oraz wydajności wytłaczania (1—2.5 kg/h) na jakość otrzymanych produktów określano metodą powierzchni odpowiedzi — RSM (ang. Response Surface Methodology). Opracowano modele matematyczne umożliwiające określenie zależności pomiędzy zmiennymi procesu wytłaczania a masowym wskaźnikiem szybkości płynięcia (MFR) oraz właściwościami mechanicznymi kompozycji termoplastycznych recyklat PE-HD/GTR. Stwierdzono, że wytrzymałość na rozciąganie (TS), wydłużenie przy zerwaniu (Eb), twardość (H) oraz masowy wskaźnik szybkości płynięcia (MFR) zależą głównie od temperatury cylindra (Tbb). Właściwości otrzymanych kompozycji ulegały pogorszeniu wraz ze wzrostem temperatury cylindra, w wyniku degradacji plastomeru oraz regeneracji miału gumowego. W badanych warunkach wytłaczania wpływ prędkości obrotowej oraz wydajności na jakość otrzymanych produktów był nieznaczny.

Słowa kluczowe

recycling ; rubber waste ; twin-screw extrusion ; response surface methodology recykling ; odpady gumowe ; wytłaczanie dwuślimakowe ; metoda powierzchni odpowiedzi

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Formela, K., & Bogucki, M. (2014). Zastosowanie metody powierzchni odpowiedzi w charakterystyce właściwości kompozycji recyklat polietylenu dużej gęstości/miał gumowy (PE-HD/GTR). Polimery, 59(6), 488-494. https://doi.org/10.14314/polimery.2014.488

Bibliografia

Sikora J.W., Ostaszewska U.: Elastomery 2010, 14 (2), 17.

[2] Januszewicz K., Melaniuk M., Klugmann-Radziemska E.: Elastomery 2010, 14 (2), 10.

[3] Chaubey T., Arastoopour H.: J. Appl. Polym. Sci. 2011, 119, 1075, DOI: 10.1002/app.32643.

[4] Karger-Kocsis J., Mészáros L., Bárány T.: J. Mater. Sci. 2013, 48, 1, DOI: 10.1007/s10853-012-6564-2.

[5] Karthikeyan S., Sathiskumar C., Moorthy R.S.: J. Sci. Ind. Res. 2012, 71, 309.

[6] Murugana S., Ramaswamya M.C., Nagarajan G.: Waste Manage. 2008, 23, 2743, DOI: 10.1016/j.wasman.2008.03.007.

[7] Januszewicz K., Klugmann-Radziemska E.: Przem. Chem. 2012, 91, 108.

[8] Adhikari B., De D., Maiti S.: Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 909, DOI: 10.1016/S0079-6700(00)00020-4.

[9] Rajan V.V., Dierkes W.K., Joseph R., Noordermeer J.W.M.: Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 811, DOI: 10.1016/j.progpolymsci. 2006.08.003.

[10] Feng W., Isayev A.I.: Polym. Eng. Sci. 2006, 46, 8, DOI: 10.1002/pen.20449.

[11] De D., De D.: Mater. Sci. Appl. 2011, 2, 486, DOI: 10.4236/msa.2011.25066.

[12] Formela K., Kołacka K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Stasiek A.: Przem. Chem. 2012, 91, 1767.

[13] Ismail H., Nordim R., Noor A.M.: Iran. Polym. J. 2003, 12, 373.

[14] Colom X., Canavate J., Carrillo F., Su~nol J.J.: J. Appl. Polym. Sci. 2009, 112, 1882, DOI: 10.1002/app.29611.

[15] Grigoryeva O., Fainleib A., Tolstov A., Starostenko O., Lievena E., Karger-Kocsis J.: J. Appl. Polym. Sci. 2005, 95, 659, DOI: 10.1002/app.21177.

[16] Mennig G., Michael H., RzymskiW.M., Scholz H.: Polimery 1997, 42, 491.

[17] Rzymski W.M., Czwianianc M., Marsza³ek K.: In¿. Ap. Chem. 2005, 44, 70.

[18] Sukontasukkul P.: Construct. Build. Mater. 2009, 23, 1084, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2008.05.021.

[19] Mortazavi S.B., Rasoulzadeh Y., Yousefi A.A., Khavanin A.: Iran. Polym. J. 2010, 19, 197—205.

[20] Paje S.E., Bueno M., Teran F., Miro R., Perez-Jimenez F., Martinez A.H.: Appl. Acoust. 2010, 71, 578, DOI: 10.1016/j.apacoust.2009.12.003.

[21] Kowalska E.: Przem. Chem. 2003, 82, 911.

[22] Parasiewicz W., Mężyński J., Niciński K., Ostaszewska U., Bieliński D.: Elastomery 2011, 15(2), 20.

[23] Scaffaro R., Tzankova Dintcheva N., Nocilla M.A., La Mantia F.P.: Polym. Degrad. Stab. 2005, 90, 281, DOI: 10.1016/j.polymdegradstab. 2005.03.022.

[24] Stasiek J., Bajer K., Stasiek A., Bogucki M.: Przem. Chem. 2012, 91, 224.

[25] da Costa H.M., Ramos V.D., da Silva W.S., Sirqueira A.S.: Polym. Test. 2010, 29, 572, DOI: 10.1016/j.polymertesting.2010.04.003.

[26] Zhang S.L., Zhang Z.X., Pal K., Xin Z.X., Kim J.K.: Mater. Des. 2010, 31, 1900, DOI: 10.1016/j.matdes.2009.10.057.

[27] Zhang S.L., Zhang Z.X., Pal K., Xin Z.X., Kim J.K.: Mater. Des. 2010, 31, 3624, DOI: 10.1016/j.matdes.2010.02.039.

[28] Formela K., Stankiewicz P., Kołacka K., Piszczyk £., Haponiuk J.: Przem. Chem. 2012, 91, 1762.

[29] Formela K., Korol J., Cysewska M., Haponiuk J.: Przem. Chem. 2013, 92, 512.

[30] Formela K., Haponiuk J., Piszczyk £., Ciecholewska P.: Elastomery 2012, 16 (3), 15.

[31] Formela K., Haponiuk J., Stankiewicz P., Ryl J., Końska K.: Przem. Chem. 2013, 92, 444.

[32] Myers R.H., Montgomery D.C.: „Response Surface Methodology, Process and Product Optimization Using Designed Experiments”, 2nd ed., 2002, J. Wiley & Sons, New York.

[33] Hacaloglu J., Ersen T., Ertugrul N., Fares M.M., Suzer S.: Eur. Polym. J. 1997, 33, 199, DOI: 10.1016-S0014-3057(96)00068-7

[34] Yazdani H., Ghasemi I., Karrabi M., Azizi H., Bakhshandeh G.H.: J. Vinyl Add. Techn. 2013, 19, 65, DOI: 10.1002/vnl.20322.

[35] Peacock A.J.: „Handbook of polyethylene: structure, properties and applications”, 2000, Mercel Dekker Inc., New York.

Remove [1] Sikora J.W., Ostaszewska U.: Elastomery 2010, 14 (2), 17.

[2] Januszewicz K., Melaniuk M., Klugmann-Radziemska E.: Elastomery 2010, 14 (2), 10.

[3] Chaubey T., Arastoopour H.: J. Appl. Polym. Sci. 2011, 119, 1075, DOI: 10.1002/app.32643.

[4] Karger-Kocsis J., Mészáros L., Bárány T.: J. Mater. Sci. 2013, 48, 1, DOI: 10.1007/s10853-012-6564-2.

[5] Karthikeyan S., Sathiskumar C., Moorthy R.S.: J. Sci. Ind. Res. 2012, 71, 309.

[6] Murugana S., Ramaswamya M.C., Nagarajan G.: Waste Manage. 2008, 23, 2743, DOI: 10.1016/j.wasman.2008.03.007.

[7] Januszewicz K., Klugmann-Radziemska E.: Przem. Chem. 2012, 91, 108.

[8] Adhikari B., De D., Maiti S.: Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 909, DOI: 10.1016/S0079-6700(00)00020-4.

[9] Rajan V.V., Dierkes W.K., Joseph R., Noordermeer J.W.M.: Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 811, DOI: 10.1016/j.progpolymsci. 2006.08.003.

[10] Feng W., Isayev A.I.: Polym. Eng. Sci. 2006, 46, 8, DOI: 10.1002/pen.20449.

[11] De D., De D.: Mater. Sci. Appl. 2011, 2, 486, DOI: 10.4236/msa.2011.25066.

[12] Formela K., Kołacka K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Stasiek A.: Przem. Chem. 2012, 91, 1767.

[13] Ismail H., Nordim R., Noor A.M.: Iran. Polym. J. 2003, 12, 373.

[14] Colom X., Canavate J., Carrillo F., Su~nol J.J.: J. Appl. Polym. Sci. 2009, 112, 1882, DOI: 10.1002/app.29611.

[15] Grigoryeva O., Fainleib A., Tolstov A., Starostenko O., Lievena E., Karger-Kocsis J.: J. Appl. Polym. Sci. 2005, 95, 659, DOI: 10.1002/app.21177.

[16] Mennig G., Michael H., RzymskiW.M., Scholz H.: Polimery 1997, 42, 491.

[17] Rzymski W.M., Czwianianc M., Marsza³ek K.: In¿. Ap. Chem. 2005, 44, 70.

[18] Sukontasukkul P.: Construct. Build. Mater. 2009, 23, 1084, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2008.05.021.

[19] Mortazavi S.B., Rasoulzadeh Y., Yousefi A.A., Khavanin A.: Iran. Polym. J. 2010, 19, 197—205.

[20] Paje S.E., Bueno M., Teran F., Miro R., Perez-Jimenez F., Martinez A.H.: Appl. Acoust. 2010, 71, 578, DOI: 10.1016/j.apacoust.2009.12.003.

[21] Kowalska E.: Przem. Chem. 2003, 82, 911.

[22] Parasiewicz W., Mężyński J., Niciński K., Ostaszewska U., Bieliński D.: Elastomery 2011, 15(2), 20.

[23] Scaffaro R., Tzankova Dintcheva N., Nocilla M.A., La Mantia F.P.: Polym. Degrad. Stab. 2005, 90, 281, DOI: 10.1016/j.polymdegradstab. 2005.03.022.

[24] Stasiek J., Bajer K., Stasiek A., Bogucki M.: Przem. Chem. 2012, 91, 224.

[25] da Costa H.M., Ramos V.D., da Silva W.S., Sirqueira A.S.: Polym. Test. 2010, 29, 572, DOI: 10.1016/j.polymertesting.2010.04.003.

[26] Zhang S.L., Zhang Z.X., Pal K., Xin Z.X., Kim J.K.: Mater. Des. 2010, 31, 1900, DOI: 10.1016/j.matdes.2009.10.057.

[27] Zhang S.L., Zhang Z.X., Pal K., Xin Z.X., Kim J.K.: Mater. Des. 2010, 31, 3624, DOI: 10.1016/j.matdes.2010.02.039.

[28] Formela K., Stankiewicz P., Kołacka K., Piszczyk £., Haponiuk J.: Przem. Chem. 2012, 91, 1762.

[29] Formela K., Korol J., Cysewska M., Haponiuk J.: Przem. Chem. 2013, 92, 512.

[30] Formela K., Haponiuk J., Piszczyk £., Ciecholewska P.: Elastomery 2012, 16 (3), 15.

[31] Formela K., Haponiuk J., Stankiewicz P., Ryl J., Końska K.: Przem. Chem. 2013, 92, 444.

[32] Myers R.H., Montgomery D.C.: „Response Surface Methodology, Process and Product Optimization Using Designed Experiments”, 2nd ed., 2002, J. Wiley & Sons, New York.

[33] Hacaloglu J., Ersen T., Ertugrul N., Fares M.M., Suzer S.: Eur. Polym. J. 1997, 33, 199, DOI: 10.1016-S0014-3057(96)00068-7

[34] Yazdani H., Ghasemi I., Karrabi M., Azizi H., Bakhshandeh G.H.: J. Vinyl Add. Techn. 2013, 19, 65, DOI: 10.1002/vnl.20322.

[35] Peacock A.J.: „Handbook of polyethylene: structure, properties and applications”, 2000, Mercel Dekker Inc., New York.

Google Scholar

Wskaźniki altmetryczne

Cytowania w Google Scholar

CITEDBY SCOPUS

Statystyki

Total abstract views : 142

PDF Downloads : 52

K. Formela kformela.ktp@gmail.com

Afiliacja
Department of Polymer Technology, Chemical Faculty,G. Narutowicza 11/12, Gdansk University of Technology, 80-233 Gdańsk, Poland

M. Bogucki

Afiliacja
Department of Automation, Mechanical Engineering Faculty, Nadbystrzycka 38 D, Lublin University of Technology, 20-618 Lublin, Poland