Polyamides from renewable sources as matrices of short fiber reinforced biocomposites

S. Kuciel; P. Koźniar; A. Liber-Kneć

Data publikacji : 2012-09-30

Tom 57 Nr 9 (2012)

Poliamidy ze źródeł odnawialnych jako osnowy biokompozytów wzmacnianych krótkimi włóknami

S. Kuciel P. Koźniar A. Liber-Kneć

Abstrakt

W pracy zaprezentowano aktualne możliwości wytwarzania i modyfikacji poliamidów z surowców odnawialnych. Na przykładzie poliamidu otrzymywanego z oleju rycynowego i produkowanego na skalę przemysłową (Hiprolon 211) przedstawiono wyniki badań kompozytów z dodatkiem 10 lub 20 % mas. włókien — szklanych, węglowych lub lnianych. Porównano podstawowe właściwości wytrzymałościowe czystego biopoliamidu i jego kompozytów o różnym stopniu napełnienia (rys. 2—4). Wprowadzenie włókien we wszystkich przypadkach dało wyraźny efekt wzmocnienia. Wyznaczono wartości gęstości, temperatury mięknienia Vicata, udarności określanej metodą Charpy'ego z karbem (tabela 1), a także chłonności wody po 1, 7 i 30 dniach moczenia. Zbadano również zmiany właściwości wytrzymałościowych po 30-dniowej inkubacji w wodzie (rys. 6 i 7) czystego biopoliamidu i kompozytów z dodatkiem 10 % mas. napełniaczy. Techniką SEM wykonano fotografie powierzchni przełomów po rozciąganiu wytworzonych kompozytów. Widoczne są na nich charakterystyczne cechy struktury i morfologia różnych włókien (rys. 3). Przedstawiono rezultaty badań dynamicznych kompozytów, a w szczególności poziomy sił wymuszających, średnie wydłużenie oraz energie dyssypacji odpowiadających narastającym ilościom pętli mechanicznej histerezy (tabela 2, rys. 9). Porównano pętle histerezy kompozytów z włóknami szklanymi, węglowymi i lnianymi (rys. 8). Wyniki przedstawionych badań wykazały, że istnieją duże możliwości projektowania właściwości wytrzymałościowych kompozytów na osnowie długołańcuchowych biopoliamidów, ponieważ właściwości te zależą od rodzaju oraz ilości wprowadzanych włókien.

Słowa kluczowe

biopoliamid ; biokompozyt ; surowce odnawialne ; włókna lniane ; włókna szklane ; włókna węglowe biopolyamide ; biocomposite ; renewable sources ; flax fiber ; glass fiber ; carbon fiber

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Kuciel, S., Koźniar, P., & Liber-Kneć, A. (2012). Poliamidy ze źródeł odnawialnych jako osnowy biokompozytów wzmacnianych krótkimi włóknami. Polimery, 57(9), 627-634. Pobrano z http://polimery.ichp.vot.pl/index.php/p/article/view/859

Bibliografia

Thielen M.: Bioplastics Magazine 2010, 5, No. 3, 50.

2. Ogunniyi D. S.: Bioresour. Technol. 2006, 97, 1086.

3. Florjańczyk Z., Dębowski M., Chwojnowska E., £okaj K., Ostrowska J.: Polimery 2009, 54, 609.

4. Endres H. J., Siebert-Raths A.: „Engineering Biopolymers Markets, Manufacturing, Properties and Applications”, Carl Hanser Verlag, Munich 2011, p. 95.

5. Bechthold I., Bretz K., Kabasci S., Kapitzky R., Springer A.: Chem. Eng. Technol. 2008, 31, 647.

6. Kohan M. I., Mestemacher S. A., Pagilagan R. U., Redmond K.: „Polyamides in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2003.

7. Pat. USA 0 149 777 A1 (2007).

8. Saskiawan I.: Microbiol. Indonesia 2008, 2, 119.

9. Błędzki A., Feldman A., Jaszkiewicz A., Häger H., Bollmann S.: Bioplastics Magazine 2010, 3, No. 3, 26.

10. Błędzki A. Jaszkiewicz A., Feldman M., Sperber V. E.:World J. Eng. 2010, 7, Supplement 2, P168.

11. Liu Z., Zhou P., Yan D.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 91, 1834.

12. Zeng H., Gao C.,Wang Y.,Watts P. C. P., Kong H., Cui X.,Yan D.: Polymer 2006, 47, 113.

13. Liu T., Lim K. P., TjiuW. C., Pramoda K. P., Chen Z. K.: Polymer 2003, 44, 3529.

14. Rajesh J. J., Bijwe J.: Wear 2004, 256, 1.

15. Kuciel S., Liber-Kneæ A.: Polimery 2011, 56, 218.

16. Błędzki A. K., Jaszkiewicz A.: Polimery 2008, 53, 564.

17. Epaarachchi J. A., Clausen P. D.: Composites Part A 2005, 36, 1236.

18. Mishnaevsky L., Brondsted P.: Int. J. Fract. 2007, 144, 149.

19. Pach E., Korin I., Ipina J. P.: Exp. Tech. 2012, 36, 76.

20. Katarzyński S., Kocańda S., Zakrzewski M.: „Badania właściwości mechanicznych metali”, WNT, Warszawa 1967.

21. Kocańda S., Szala J.: „Podstawy obliczeń zmęczeniowych”, PWN, Warszawa 1991.

22. Mazurkiewicz S., Żmudka S.: „Ocena własności zmęczeniowych kompozytów za pomocą badań przyspieszonych”, Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją, 2010, No. 12, pp. 241—246.

23. Liber-Kneć A., Żmudka S., Kuciel S.: „Polimery i kompozyty konstrukcyjne” (red. Wróbel G.), Cieszyn 2010, str. 198—205.

24. Liber-Kneć A., Kuciel S., Kuźniar P.: „A shorten method of fatigue strength estimation of degradable biopolymers filled with flax fibers”, Materials of 3nd International Conference on Innovative Natural Fibre Composites for Industrial Applications, Rome 2011.

25.
Crossref

26. Sroka M., Pyko G., Kuciel S.: Inżynieria Biomateriałów 2011, 12, 116.

Google Scholar

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 329

PDF Downloads : 222