3654574603

460 Agnieszka ABRAMOWICZ, Regino JEZIORSKA, Maria ZICLECKA Maria OBtÓJ-MUZAJ

460 Agnieszka ABRAMOWICZ, Regino JEZIORSKA, Maria ZICLECKA Maria OBtÓJ-MUZAJ

Tab. 1. Właściwości cieplne kompozytów PVC/N oznaczone metodą TGA

Napeł-% wag.	^T10 °C	T„ °C	^Tm»l °C	^T™x2 °C	Całkowity ubytek masy w temp. 500°C, %
0	279	324	284	437	70
1	275	328	293	448	72
2	273	329	295	451	71
3	271	334	293	453	68

Tab. 2. Właściwości cieplne kompozytów PVC/N_m, oznaczone metodą TGA

Napeł-% wag.	T10 °C	^T50 °C	Tma>1 °C	^Tmax2 °c	Tmax3 °Ć	Całkowity ubytek masy w temp. 500°C
0	271	446	293	408	454	60,0 %
1	270	449	293	407	454	58,8 %
2	270	455	290	407	455	57,7%
3	272	459	295	410	456	57,0 %

pod ciśnieniem 150 kN. Temperatura obu etapów

wynosiła 190 ⁰C, a czas 3 minuty.

Wykonano 3 serie modyfikacji PVC: odpad PVC/N, odpad PVC/N„„ odpad PVC/N„_uv Próbki pierwszej i trzeciej serii (odpad PVC/N i odpad PVC/N_m,_a) po wytłoczeniu, wtryskiwano, natomiast próbki serii: odpad PVC/N„„ prasowano.

METODY BADAŃ

Strukturę modyfikowanych odpadów tworzyw polimerowych charakteryzowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JSM 6100 firmy Jeol. Oceniano przełomy próbek wykonane metodą udarową, po zamrożeniu w ciekłym azocie; powierzchnie przełomów napylano złotem.

Statyczne właściwości mechaniczne przy rozciąganiu i zginaniu badano przy użyciu maszyny wytrzymałościowej Instron 4505, odpowiednio, wg norm PN-EN ISO 527-2:1998 i PN-EN ISO 178:2006. Pomiary naprężenia zrywającego i wydłużenia względnego przy zerwaniu prowadzono w warunkach szybkości posuwu szczęk 50 mm/min, a wytrzymałości na zginanie 2 mm/min.

Udarność (z karbem wg Charpy’ego) wg PN-EN ISO 179-1: 2010 oceniano wykorzystując młot udarowy 5102 firmy Zwick.

Masowy wskaźnik szybkości płynięcia (MFR) oznaczano zgodnie z PN-EN ISO 1133:2006 stosując plasto-metr typu Modular Melt Flow (Ceast, Włochy).

Odporność cieplną oznaczano metodą analizy termo-grawimetrycznej (TGA) w atmosferze powietrza, za pomocą aparatu TGA/SDTA 851e firmy Mettler Toledo, Szwajcaria. Analizę danych pomiarowych prowadzono z zastosowaniem oprogramowania Star 8.1.

Dynamiczne właściwości mechaniczne metodą dynamicznej analizy termomechanicznej (DMTA) wykonywano za pomocą aparatu RDSII firmy Rheometrics w przedziale temperatury od -100 °C do 110 °C, częstotliwość drgań wynosiła 1 Hz, odkształcenie skręcające 0,1 % a szybkość ogrzewania 3 °C/min. Badaniom poddano zamocowane pionowo kształtki prostokątne o wymiarach 63 x 11 x 2 mm. Wyznaczano moduł zachowawczy, moduł stratności i tangens kąta stratności.

Analizę termiczną metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) wykonano stosując aparat DSC822e Mettler Toledo. Badania przeprowadzono w atmosferze powietrza, zgodnie z PN-EN ISO 11357-1:2002; ISO 11357-2:1999 i ISO 11357-3:1999. Próbki ogrzewano 10 °C/min, w przedziale temperatury od 30 °C do 250 °C. Jako temperaturę zeszklenia (T_g) przyjmowano wartość odpowiadającą ekstremum piku danej przemiany.

OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAŃ

W tabelach poniżej przedstawiono wybrane wyniki badań termicznych i mechanicznych otrzymanych kompozytów.

Oznaczono charakterystyczne temperatury procesu degradacji: (T_J0) tj. temperaturę, w której 10 % masy próbki ulega rozkładowi termicznemu, (T50) - temperaturę, w której 50 % masy próbki ulega rozkładowi termicznemu oraz temperatury T,,^, i T_max2 określające maksymalne temperatury poszczególnych stopni rozkładu.

Zestawione w tabeli 1 wyniki analizy TGA kompozytów PVC/N wykazują, że dodatek niemodyfikowanego nanonapełniacza zwiększa ich odporność cieplną, tym samym opóźniając proces degradacji. Temperatura rozkładu termicznego odpowiadająca 50-proc. ubytkowi masy (T50) z udziałem odpadów PVC i N jest wyższa w całym zakresie stosowanego nanonapełniacza od temperatury T50 odpadów PVC (maksymalnie o 10 °C przy zastosowaniu 3 % HNT). Zaobserwowano także wzrost temperatury maksymalnej szybkości pierwszego (T_maxl) i drugiego (T_mox2) rozkładu w całym badanym zakresie stężeń N. Dla zawartości nanonapełniacza N równej 2 % wag. T_maxl wzrasta o 11 °C a przy 3 % wag. T_max2 rośnie o 16 °C.

Tabela 2 ilustruje wyniki badań dla kompozytów z udziałem nanonapełniacza modyfikowanego i wygrzewanego, N_n,_a. Wykresy TGA wykazały wyraźnie trójstopniowy rozkład polimeru - jak się okazało, partia odpadów PVC zawierała ok. 3 % wag. poli(tereftalanu etylenowego), PET. Okazało się, że - analogicznie jak w przypadku kompozytów z napełniaczem niemodyfikowanym -temperatura T_x kompozytów jest wyższa w całym stosowanym zakresie stężeń N_{m a} (o 13°C przy zawartości 3% wag. napełniacza). Zaobserwowano także nieznaczny, bo w granicach 2 - 3°C wzrost temperatury maksymalnej szybkości pierwszego rozkładu (T_maxl) w całym badanym zakresie stężeń nanonapełniacza N_m-a.

Analizując otrzymane wyniki można zauważyć, że modyfikowany ale nie wygrzewany napełniacz N_m praktycznie nie zmienia stabilności termicznej odpadów PVC. Za wyjątkiem T₅₀ poszczególne charakterystyczne tempe-

Przetwórstwo Tworzyw 5 (wrzesień - październik) 2013