1. Kompozyty termoplastyczne PP/PBT wzmocnione włóknem bazaltowym

Wartość projektu
110 800,00
PLN
Źródło finansowania
ETIUDA 7
Okres realizacji od
Okres realizacji do
Kierownik projektu w ZUT
mgr inż. Wojciech Ignaczak
Opis

Celem prowadzonych badań jest wyjaśnienie zjawisk międzyfazowych występujących w nowych kompozytach polimerowych na podstawie mieszanin (blend) polimerów termoplastycznych, tj. polipropylenu (PP) z poli(tereftalanem butylenu) (PBT), stanowiących matrycę (osnowę) w kompozytach wzmacnianych włóknem bazaltowym. Z uwagi na całkowity brak mieszalności występujący pomiędzy PP a PBT, blendy takie poddano procesowi kompatybilizacji przy zastosowaniu dwóch kopolimerów z grupy elastomerów termoplastycznych (ang. thermoplastic elastomers, TPE), różniących się m.in. strukturą chemiczną i masą cząsteczkową. Dzięki przeprowadzonym badaniom z wykorzystaniem różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), analizy termicznej dynamicznych właściwości mechanicznych (DMTA), analizy termograwimetrycznej (TGA), badaniom mechanicznym oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wyjaśniono odmienny mechanizm działania zastosowanych kompatybilizatorów, odnoszący się głównie do budowy chemicznej (kopolimery multiblokowe i trójblokowe) zastosowanych kompatybilizatorów oraz objętości interfazy, wytworzonej wskutek zapoczątkowania procesu mieszania poszczególnych składników blendy polimerowej. Z przygotowanych w ten sposób kompatybilnych mieszanin polimerowych w drugim etapie pracy otrzymano kompozyty termoplastyczne, w których fazę wzmacniającą stanowiły cięte włókna bazaltowe. Zastosowano dwa rodzaje włókien bazaltowych, różniących się zastosowaną na ich powierzchni preparacją polepszającą adhezję, odpowiednio do poliolefin (na bazie polipropylenu szczepionego bezwodnikiem maleinowym) i poliestrów (komercyjna preparacja dedykowana materiałom termoplastycznym takim jak: poliestry, poliuretany, poliamidy). Najbardziej istotny aspekt, jakim jest formowanie się oddziaływań międzyfazowych na granicy faz włókno-matryca polimerowa, opisano i skwantyfikowano stosując bezpośredni pomiar adhezji włókna do materiału polimerowego za pomocą metody "pull-out" (wyciągania pojedynczego włókna z matrycy polimerowej). Otrzymane wyniki skorelowano z badaniami właściwości mechanicznych kompozytów w testach quasi statycznego rozciągania, trójpunktowego zginania, w testach udarnościowych oraz stosując technikę SEM. Zjawiska zachodzące w przestrzeni międzyfazowej zidentyfikowano i przypisano, w zależności od rodzaju zastosowanej preparacji, m.in. oddziaływaniom międzycząsteczkowym Van der Waalsa, oddziaływaniom polarnym czy formowaniu wiązań wodorowych.

Miejsce odbycia stażu naukowego: Denmark University of Technology, Danish Polymer Centre w Kopenhadze (Dania)

 

Opiekun: