Badania reologiczne kompozytów poliolefinowych o wysokim stopniu napełnienia z uwzględnieniem charakterystyk p-v-T

P. Jakubowska; T. Sterzyński; B. Samujło

Published : 2010-05-30

Vol. 55 No. 5 (2010)

Rheological studies of highly-filled polyolefinic composites taking into consideration p-v-T characteristics

P. Jakubowska T. Sterzyński B. Samujło

Abstract

A general characteristic of fillers, the various modification possibilities and the consequences of their modification on the properties of composites prepared with their participation was initially presented. The results of rheological studies of highly-filled (48-64 wt. %) polyolefin composites, in which calcium carbonate in the form of i-PP/CaCO3 was used as filler for PE-HD, have been presented (Table 1). Common analysis instruments - rotational cone/plate rheometer, extrusion plastometer of varying piston load and a twin-barrel capillary rheometer were used for rheological measurements. The viscosity curves (off-line method) of the composites were compared to those obtained directly during extrusion (in-line) in an extrusion rheometer, equipped with an rheological head with removable nozzles (Figs. 3-9). The studies were carried out on three types of composites comprising mixtures of PE-HD with i-PP, commercial concentrates and concentrates produced under laboratory conditions, depicted as R, H and M groups, respectively. The shear thinning phenomenon which can be described as an observed decrease in the viscosity of the composites caused by an increase in the shear rate and also in the filler content. The latter was observed especially in the low shear rate region and barely noticeable under high shear rate conditions. A comparison of the viscosity curves obtained for the studied materials in the off-line and in-line methods reveals a similar dependence in both cases. This clearly emphasizes the importance of taking into consideration the changes in density as well as the slippage effect caused basically by the modifying filler (in this case stearic acid and waxes) occurring during analysis. This slippage directly influences the rheological properties of components with a high filling degree of modified calcium carbonate.

Keywords

poliolefiny ; węglan wapnia ; kompozyty ; modyfikacja napełniacza ; właściwości reologiczne ; zjawisko poślizgu polyolefins ; calcium carbonate ; composites ; filler modification ; rheological properties ; slippage phenomenon

Details

References

Statistics

Authors

Download files

PDF

Zasady cytowania

Jakubowska, P., Sterzyński, T., & Samujło, B. (2010). Rheological studies of highly-filled polyolefinic composites taking into consideration p-v-T characteristics. Polimery, 55(5), 379-389. Retrieved from https://ichp.vot.pl/index.php/p/article/view/1019

References

Yang K., Yang O., Li G., Sun Y., Feng D.: Mater. Lett. 2006, 60, 805.

2. Gonzalez J., Albano C., Ichazo M., Hernandez M., Sciamanna R.: Polym. Degrad. Stabil. 2001, 73, 211.

3. Lazzeri A., Zebarjad S. M., Pracella M., Cavalier K., Rosa R.: Polymer 2005, 46, 827.

4. Silva A. L. N., Rocha M. C. G., Moraes M. A. R., Valente C. A. R., Coutinho F. M. B.: Polym. Test. 2002, 21, 57.

5. Rocha M. C. G., Silva A. H. M. F. T., Coutinho F. M. B., Silva A. L. N.: Polym. Test. 2005, 24, 1049.

6. Teixeira S. C. S., Moreira M. M., Lima A. P., Santos L. S., Rocha B. M., Lima E. S., Costa R. A. A. F., Silva A. L. N., Coutinho F. M. B.: Polym. Test. 2005, 24, 983.

7. Zuiderduin W. C. J., Westzaan C., Huetink J., Gaymans R. J.: Polymer 2003, 44, 261.

8. Thio Y. S., Argon A. S., Cohen R. E., Weinberg M.: Polymer 2002, 43, 3661.

9. Weon J. I., Gam K. T., Boo W. J., Sue H. J., Chan C. M.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 99, 3070.

10. Zebarjad S. M., Sajjadi S. A., Tahani M.: J. Mater. Process. Tech. 2006, 175, 446.

11. Gachter R., Muller H.: “Plastics Additives Handbook”, Hanser Publishers, New York 1987.

12. Gonzalez J., Albano C., Ichazo M., Diaz B.: Eur. Polym. J. 2002, 38, 2465.

13. Osman M. A., Atallah A., Suter U. W.: Polymer 2004, 45, 1177.

14. “Calcium carbonate in blown HDPE film”,
Crossref, 2004.

15. Fu Q., Wang G., Liu Ch.: Polymer 1995, 36, 12.

16. Kwon S., Kim K. J., Kim H., Kundu P. P., Kim T. J., Lee Y. K., Lee B. H., Choe S.: Polymer 2002, 43, 6901.

17. Liu Z. H., Zhu G., Li Q., Qi Z. N., Wang. F. S.: Polymer 1998, 39, 10.

18. “Mineral additives for the plastics industry”,
Crossref, 2004.

19. Huang H. J.: J. Appl. Polym. Sci. 1999, 74, 1459.

20. Renger C. J., Burrows S. J., Shanks R. H.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 82, 3091.

21. Haworth B., Jumpa S., Miller N. A.: Polym. Test. 2000, 19, 459.

22. Stabik J.: „Wybrane problemy reologii uplastycznionych polimerów napełnionych”, Politechnika Śląska, Zeszyty Naukowe 2004, Mechanika, z. 143, nr 1616.

23. Sylvia C. S. i in.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 2559.

24. Lazzeri A., Zebarjad S. M., Pracella M., Cavalier K., Rosa R.: Polymer 2005, 46, 827.

25. Nowaczyk G., Głowinkowski S., Jurga S.: Solid State Nucl. Mag. 2004, 25, 194.

26. Supaphol P., Harnsiri W.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 4515.

27. Kim K., White J. L., Shim S., Choe S.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 93, 2105.

28. Upadhyay R. D., Kale D. D.: J. Polym. Res. 2001, 8, 175.

29. Silva A. L. N., Rocha M. C. G., Moraes M. A. R., Valente C. A. R., Coutinho F. M. B.: Polym. Test. 2002, 21, 57.

30. Wang Y., Ming-Jia W.: Polym. Composite 2000, 21, 1.

31. Wang Y.: Polym. Eng. Sci. 1999, 39, 190.

32. Zhang J., Ding Q., Zhou N., Li L., Ma Z., Shen J.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 2437.

33. Hyun K. i in.: J. Non-Newton. Fluid 2002, 107, 51.

34. Leong Y. W., Abu Bakar M. B., Ishak Z. A. M., Ariffin A.: J. Appl. Polym. Sci. 2005, 98, 413.

35. Domka L., Wąsicki A., Kozak M.: Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii 2003, 37, 141.

36. Kloziński A., Sterzyński T.: Polimery 2005, 50, 455.

37. Kloziński A., Sterzyński T., Samujło B.: Polimery 2009, 54, 57.

38. Ostwald W.: Koloid-Z 1925, 36, 99.

39. De Waele A.: J. Oil Colour 1924, 6, 33.

40. Wilczyński K.: „Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych”, WNT, Warszawa 2001.

41. Teixeira S. C. S., Moreira M. M., Lima A. P., Santos L. S., Rocha B. M., Lima E. S., Costa R. A. A. F., Silva A. L. N., Rocha M. C. G., Coutinho F. M. B.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 2559.

42. Ferguson J., Kembłowski Z.: „Reologia stosowana płynów”, Wyd. Marcus, Łódź 1995, str. 53-74.

43. Kembłowski Z.: „Reometria płynów nienewtonowskich”, WNT, Warszawa 1973, str. 73-100.

44. Sikora R.: „Podstawy przetwórstwa tworzyw polimerowych”, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Lubelskiej, Lublin 1992, str. 189-236.

45. Szlezyngier W.: „Podstawy reologii polimerów”, Politechnika Rzeszowska 1994.

46. Kloziński A., Sterzyński T.: Polimery 2007, 52, 585.

47. Jakubowska P., Sterzyński T., Samujło B.: „Badania reologiczne wysokonapełnionych kompozytów poliolefin z uwzględnieniem charakterystyk pvT”, Teka Kom. Bud. Ekspl. Masz. Elektrotech. Bud. - OL PAN, 2008, 37-40.

Remove 1. Yang K., Yang O., Li G., Sun Y., Feng D.: Mater. Lett. 2006, 60, 805.

2. Gonzalez J., Albano C., Ichazo M., Hernandez M., Sciamanna R.: Polym. Degrad. Stabil. 2001, 73, 211.

3. Lazzeri A., Zebarjad S. M., Pracella M., Cavalier K., Rosa R.: Polymer 2005, 46, 827.

4. Silva A. L. N., Rocha M. C. G., Moraes M. A. R., Valente C. A. R., Coutinho F. M. B.: Polym. Test. 2002, 21, 57.

5. Rocha M. C. G., Silva A. H. M. F. T., Coutinho F. M. B., Silva A. L. N.: Polym. Test. 2005, 24, 1049.

6. Teixeira S. C. S., Moreira M. M., Lima A. P., Santos L. S., Rocha B. M., Lima E. S., Costa R. A. A. F., Silva A. L. N., Coutinho F. M. B.: Polym. Test. 2005, 24, 983.

7. Zuiderduin W. C. J., Westzaan C., Huetink J., Gaymans R. J.: Polymer 2003, 44, 261.

8. Thio Y. S., Argon A. S., Cohen R. E., Weinberg M.: Polymer 2002, 43, 3661.

9. Weon J. I., Gam K. T., Boo W. J., Sue H. J., Chan C. M.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 99, 3070.

10. Zebarjad S. M., Sajjadi S. A., Tahani M.: J. Mater. Process. Tech. 2006, 175, 446.

11. Gachter R., Muller H.: “Plastics Additives Handbook”, Hanser Publishers, New York 1987.

12. Gonzalez J., Albano C., Ichazo M., Diaz B.: Eur. Polym. J. 2002, 38, 2465.

13. Osman M. A., Atallah A., Suter U. W.: Polymer 2004, 45, 1177.

14. “Calcium carbonate in blown HDPE film”,
Crossref, 2004.

15. Fu Q., Wang G., Liu Ch.: Polymer 1995, 36, 12.

16. Kwon S., Kim K. J., Kim H., Kundu P. P., Kim T. J., Lee Y. K., Lee B. H., Choe S.: Polymer 2002, 43, 6901.

17. Liu Z. H., Zhu G., Li Q., Qi Z. N., Wang. F. S.: Polymer 1998, 39, 10.

18. “Mineral additives for the plastics industry”,
Crossref, 2004.

19. Huang H. J.: J. Appl. Polym. Sci. 1999, 74, 1459.

20. Renger C. J., Burrows S. J., Shanks R. H.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 82, 3091.

21. Haworth B., Jumpa S., Miller N. A.: Polym. Test. 2000, 19, 459.

22. Stabik J.: „Wybrane problemy reologii uplastycznionych polimerów napełnionych”, Politechnika Śląska, Zeszyty Naukowe 2004, Mechanika, z. 143, nr 1616.

23. Sylvia C. S. i in.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 2559.

24. Lazzeri A., Zebarjad S. M., Pracella M., Cavalier K., Rosa R.: Polymer 2005, 46, 827.

25. Nowaczyk G., Głowinkowski S., Jurga S.: Solid State Nucl. Mag. 2004, 25, 194.

26. Supaphol P., Harnsiri W.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 4515.

27. Kim K., White J. L., Shim S., Choe S.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 93, 2105.

28. Upadhyay R. D., Kale D. D.: J. Polym. Res. 2001, 8, 175.

29. Silva A. L. N., Rocha M. C. G., Moraes M. A. R., Valente C. A. R., Coutinho F. M. B.: Polym. Test. 2002, 21, 57.

30. Wang Y., Ming-Jia W.: Polym. Composite 2000, 21, 1.

31. Wang Y.: Polym. Eng. Sci. 1999, 39, 190.

32. Zhang J., Ding Q., Zhou N., Li L., Ma Z., Shen J.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 2437.

33. Hyun K. i in.: J. Non-Newton. Fluid 2002, 107, 51.

34. Leong Y. W., Abu Bakar M. B., Ishak Z. A. M., Ariffin A.: J. Appl. Polym. Sci. 2005, 98, 413.

35. Domka L., Wąsicki A., Kozak M.: Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii 2003, 37, 141.

36. Kloziński A., Sterzyński T.: Polimery 2005, 50, 455.

37. Kloziński A., Sterzyński T., Samujło B.: Polimery 2009, 54, 57.

38. Ostwald W.: Koloid-Z 1925, 36, 99.

39. De Waele A.: J. Oil Colour 1924, 6, 33.

40. Wilczyński K.: „Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych”, WNT, Warszawa 2001.

41. Teixeira S. C. S., Moreira M. M., Lima A. P., Santos L. S., Rocha B. M., Lima E. S., Costa R. A. A. F., Silva A. L. N., Rocha M. C. G., Coutinho F. M. B.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 2559.

42. Ferguson J., Kembłowski Z.: „Reologia stosowana płynów”, Wyd. Marcus, Łódź 1995, str. 53-74.

43. Kembłowski Z.: „Reometria płynów nienewtonowskich”, WNT, Warszawa 1973, str. 73-100.

44. Sikora R.: „Podstawy przetwórstwa tworzyw polimerowych”, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Lubelskiej, Lublin 1992, str. 189-236.

45. Szlezyngier W.: „Podstawy reologii polimerów”, Politechnika Rzeszowska 1994.

46. Kloziński A., Sterzyński T.: Polimery 2007, 52, 585.

47. Jakubowska P., Sterzyński T., Samujło B.: „Badania reologiczne wysokonapełnionych kompozytów poliolefin z uwzględnieniem charakterystyk pvT”, Teka Kom. Bud. Ekspl. Masz. Elektrotech. Bud. - OL PAN, 2008, 37-40.

Google Scholar

Citing articles via

Statistics

Total abstract views : 100

PDF Downloads : 54