Search

Z modifikacijo pogosto izboljšamo obstoječe lastnosti polimernega materiala, lahko pa dosežemo tudi takšne, ki jih polimerna matrica nima. Uspešnost polimernih modifikatorjev je predvsem odvisna od jakosti interakcij na fazni meji polimer/modifikator. Preučevali smo vpliv polimernih modifikatorjev na polipropilensko matrico. Uporabili smo več vrst in tipov stirenskih blokkopolimerov v koncetracijah do 20 vol.%. Vzorce smo pripravili iz taline v Brabenderjevem gnetilniku in s stiskanjem v plošče na laboratorijski stiskalnici. V delu so komentirani rezultati meritev predelovalnih lastnosti (torzijski moment mešanja), mehanskih lastnosti (natezne lastnosti, zarezna udarna žilavost) in študija morfologije v odvisnosti od sestave mešanic polimerov. With a modification the current properties of polymeric material can be improved, and even some new properties can be obtained. The success of polymeric modifiers mostly depend on the interaction intensity at the phase boundary of the polymer/modifier. The influence of polymeric modifiers on polypropylene matrices were investigated. Different sorts and types of styrene block-copolymers were used in a concentration range up to 20 vol.%. Samples were prepared by melt-mixing in a Brabender kneading chamber and were compression molded into plates on a laboratory press. In this article the results of processing properties (torque), mechanical properties (tensile properties, notched impact strenght) are discussed and the morphology in relation to the composition of the polymer blends is defined.

Incorporation of fillers in polymer matrix is a rather simple way to produce new polymer material with tailored properties. The effects of sillica and wollastonite fillers on the morphology, orientation and mechanical properties of binary polypropylene (PP) composites were studied with optical and electron microscopy (SEM), and tensile and impact strength measurements. Optical microscopy and SEM revealed the formation of well homogenized binary composites with wollastonite and sillica homogeneously dispersed in PP matrix. Small amounts of both of fillers incorporated in the PP matrix decreased the spherulite size by nucleation effect. Higher disturbance of spherulitic morphology with increasing amounts of acicular wollastonite than spherical sillica particles indicated the additional steric hindrance effect of particles. Moreover, PP matrix with hydrophobic silica particles exhibited better spherulitization than this one with hydrophilic silica particles. Incorporated needle-like wollastonite particles were orientated plane-parallel to the sample surface, while microsilica particles with nearly spherical shapes reasonable did not exhibit orientation effect. Mechanical properties of the PP composites were significantly influenced by incorporation of silica and wollastonite fillers. Whereas Young's modulus increased, elongation at yield and break, tensile strength at yield and impact strength decreased in both composite systems. Significant difference in mechanical behavior of these two composite systems was observed in tensile strength at break, where break value decreased with incorporation of wollastonite, while it increased with incorporation of silica. There was a slight difference in tensile strength at break between composites with hydrophylic and hydrophobic silica particles. It seems that the difference beetween different surface treatment has more profound effect on morphology and mechanical properties of silica composites. It could be concluded that changes in supermolecular structure of binary PP/sillica and PP/wollastonite composites had strong influence on mechanical properties of those composites.

Razvoj polimernih nanokompozitov predstavlja pomemben inovacijski potencial pri načrtovanju polimernih materialov z izboljšanimi lastnostmi. Kljub izjemnim prednostim polipropilena (PP), predvsem izotaktičnega PP (iPP), je v razvoju novih polimernih materialov še vedno velika pozornost namenjena njegovim modifikacijam z različnimi polnili. V zadnejm obdobju so se raziskave iPP mikrokompozitov razširile še na študij iPP nanokompozitov, ki so odličen substitut za osnovne polimerne materiale in polimerne mikrokompozite. Preučevali smo binarne - iPP/silika in ternarne - iPP/silika/PP-g-MA nanokompozite. Vzorce smo pripravili v talini v Brabenderjevem sistemu in s stiskanjem v plošče na laboratorijski stiskalnici. V ta namen smo uporabili komercialno dosegljiva tipa nanosilike, ki se med seboj razlikujeta po površinski obdelavi in specifični površini. Vzorce smo karakterizirali s preučevanjem predelovalnih lastnosti s torzijsko reometrijo, preučevanjem mehanskih lastnosti z merjenjem nateznih lastnosti in zarezne udarne žilavosti ter trdote po Shoru D, morfologijo pa smo opredelili z vrstično elektronsko mikroskopijo. Rezultati raziskav so pokazali, da s površinsko obdelavo silike dosežemo večjo hidrofobnost površine polnila in s tem boljšo kompatibilnost z nepolarnim iPP. Z dodajanjem kompatibilizatorja PP-g-MA smo dosegli izboljšanje predelovalnih lastnosti. Nanodelci silike niso individualno dispergirani v polimerni matriki, temveč bolj ali manj kot aglomerati. Stopnja aglomeracije je odvisna od količine dodane nanosilike, kot tudi od njenega hidrofilnega ali hidrofobnega značaja. Najustreznejši profil mehanskih lastnosti binarnih iPP/silika nanokompozitov je bil ugotovljen pri uporabljenih 2 vol. % polnila. Pri ternarnih iPP/silika/PP-g-MA nanokompozitih smo ugotovili, da je za doseganje ustreznega profila mehanskih lastnosti potrebno v primeru dodatka hidrofilnega polnila uporabiti več PP-g-MA. Pri hkratnem dodajanju silike in kompatibilizatorja je glede togosti ugotovljen sinergijski učinek (večje vrednosti Youngovega modula kot pri ustreznih binarnih kompozitih), medtem ko se žilavost lažje uravnava in dosega višje vrednosti pri uporabi obdelanega polnila

S ponovno uporabo odpadnih materialov dosežemo dva cilja: razbremenimo okolje, saj odpadka ni potrebno odlagati, hkrati pa zmanjšamo potrebo po naravnih virih materiala. Prispevek prikazuje nekatere možne načine uporabe odpadnih snovi v proizvodnji gradbenih materialov, katerih raziskave so potekale na Zavodu za gradbeništvo Slovenije. Obravnavali smo uporabo ciklonskega prahu kot stabilizatorja nevezanih materialov nizke kvalitete v voziščni konstrukciji; možnosti uporabe črne jeklarske žlindre, ki je po mehanskih lastnostih enakovredna eruptivni kamnini in tako primerna za najbolj zahtevne aplikacije v cestogradnji; uporabo recikliranega agregata, pridobljenega iz odpadnega drobljenega betona, v betonu; dodajanje žagovine, papirnega in kamenega mulja v surovino za opečne izdelke; uporabo odpadkov industrije polimerov v gradbenih materialih.

V razvoju ternarnih polimernih kompozitov je s teoretičnega in praktičnega vidika zanimiv pojav enkapsulacije punila z elastomerom. V prispevku je podan pregled raziskav vpliva enkapsulacije na mehanske lastnosti hibridnih polipropilenskih (PP) kompozitov na podlagi spoznanj iz znanstvene literature. Primerjalno so prikazani tudi rezultati nekaterih naših raziskav kompozitov PP/talk/elastomer in PP/wollastonit/elastomer, v katerih smo kot elastomerni komponenti uporabili poli(stiren-b-etilen-co-butilen-b-stiren) (SEBS) in SEBS graftiran z maleinanhidridom (SEBS-g-MA). Ugotovili smo, da je na enkapsulacijo možno vplivati z izbiro ustreznih komponent in tehnoloških pogojev priprave kompozitov. Ne obstaja pa splošno pravilo za soodvisnost med pojavom enkapsulacije in mehanskimi lastnostmi ternarnih PP kompozitov.

The unsaturated polyester resins composition and properties influence on mechanical and thermal properties of cured polyesters and on mechanical properties of glass fiber reinforced polyesters were determined. The polyester composition was varied by changing the unsaturated polyester resins components ratio (mleic anhydride, phthalic anhydride, propylene glycol, diethylene glycol, styrene). Viscosity was determined by rotational viscosimeter, actual composition by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), molecular weight distribution by gel permeation chromatography (GPC) and heat generated during the curing reaction by differential scanning calorimetry (DSC). The glass transition temperature of cured polyesters was measured by DSC. Measuring tensile properties of cured polyesters and of glass fiber reinforced polyesters the effect of unsaturated polyester resin composition on interaction with glass fiber and consequently on the mechanical propetrties of polyester composites were evaluated. Based on these results, the composition of unsaturated polyester resin with improved interaction with glass fiber was predicted as the most adequate for polyester composites fabrication. V delu predstavljamo rezultate raziskave o vplivih sestave in lastnosti nenasičenih polestrskih smol na mehanske in termične lastnosti zamreženih poliestrov in na mehanske lastnosti s steklenimi vlakni ojačenih poliestrskih kompozitov. Sestavo poliestrov smo spreminjali z razmerjem med komponentami nenasičenih poliestrskih smol (mleinanhidrid, ftalanhidrid, propilen glikol, dietilen glikol, stiren). Viskoznost smo določili z rotacijskim viskozimetrom,dejansko sestavo z jedrsko magnetno resonančno spektroskopijo (NMR), porazdelitev molske mase z izključitveno kromatografijo (GPC), sproščeno toploto pri zamreževanju pa z diferenčno dinamično kalorimetrijo (DSC). Zamreženim poliestrom smo z DSC določili tudi temperaturo steklastega prehoda. Z meritvami nateznih lastnosti zamreženih poliestrov in poliestrskih laminatov smo ugotavljali vplive sestave nenasičenih poliestrskih smol na interakcije s steklenimi vlakni in s tem na mehanske lastnosti poliestrskih kompozitov. Na podlagi rezultatov smo napovedali sestavo nenasičene poliestrske smole z največjimi interakcijami s steklenimi vlakni, ki bi bila najbolj primerna za izdelavo poliestrskih kompozitov.

Properties of glass-fiber reinforced polyesters depend on resin and glass type, on fiber weight fraction, on processing, and on structural variables. The tensile properties of different types of E-glass-fiber chopped strand mat reinforced polyester laminates were analysed. The influence of unsaturated polyester resins composition, styrene content and type of glass-fiber on interphase properties, which dictate polyester laminate tensile strength, were determined and correlated. Uporabne lastnosti poliestrskih kompozitov so odvisne od vrste in sestave nenasičene poliestrske smole, od vrste in vsebnosti steklenih vlaken v kompozitu in načina njihove izdelave. Pri različnih tipih laminatov iz nenasičene poliestrske smole in polsti iz steklenih vlaken smo določili natezne lastnosti. Vpliv sestave nenasičene poliestrske smole, vsebnosti stirena v njej in vrste steklenih vlaken na interakcije med nenasičeno poliestrsko smolo in steklenimi vlakni smo določili z meritvami in primerjavo nateznih trdnosti poliestrskih laminatov. Nadaljuje se kot: Materiali in tehnologije

Polymer composites based on polypropylene (PP) play an important role in the development of new polymeric materials. Composites of PP, surface treated talc and polymer modifier were investigated. The composites contained 12 vol.% of treated talc and up to 10 vol.% of poly(styrene-b-ethylene-co-butylene-b-styrene) block copolymers (SEBS) of different molecular weights, SEBS grafted with maleic anhydride (SEB-gMA) or PP grafted with maleic anhydride (PP-gMA). Samples were prepared by melt-mixing in a Brabender kneading chamber and were compression molded into plates on a laboratory press. PP/talc/SEBS-gMA and PP/talc/PP-gMA composites were also prepared at different kneading durations. The results of measurement on processing properties (torque), mechanical properties (tensile properties, notched impact strength) and the study of morphology are commented in this article as a function of composition and technological conditions of composites preparation. V razvoju novih polimernih materialov zavzemajo pomembno mesto polimerni kompoziti, proizvedeni iz polipropilena (PP). Preučevali smo kompozite iz PP in talka, površinsko obdelanega z aminosilani, in polimernega modifikatorja. Kompoziti so vsebovali 12 vol.% obdelanega talka in do 10 vol.% blokkpolimerov poli-(stiren-b-etilen-co-butilen-b-stirena)(SEBS) različnih molskih mas, SEBS, grafitiranega z maleinanhidridom (SEBS-gMA), ali PP, grafitiranega z maleinanhidridom (PP-gMA). Vzorce smo pripravili preko taline v Brabenderjevem gnetilniku in s stiskanjem v plošče na laboratorijski stiskalnici. Kompozite PP/talk/SEBS-gMA in PP/talk/PP-gMA smo pripravili tudi pri različnih časih gnetenja. V delu so komentirani rezultati meritev predelovalnih lastnosti (torzijski moment mešanja), mehanskih lastnosti (natezne lastnosti, zarezna udarna žilavost) in študija morfologije v odvisnosti od sestave in tehnoloških pogojev priprave kompozitov.

Compatibilization effects of poly(styrene-b-butadiene-b-styrene) (SBS) on morphology and mechanical properties of immiscible blends of polypropylene (PP) and polystyrene (PS) with different weight ratios were studied. Notched impact strength, yield stress, elongation at yield and Young's modulus in dependence on PP and PS weight ratio as well as SBS concentration were measured. Experimental yield stress data were compared with the values calculated by different theoretical models. Preučevali smo kompatibilizacijske učinke poli(stiren-b-butadien-b-stirena) (SBS) na morfologijo in mehanske lastnosti nemešljive mešanice polipropilena (PP) in polistirena (PS) v različnih masnih razmerjih. Za nekompatibilizirane in kompatibilizirane PP/PS mešanice smo določili vrednosti zarezne udarne žilavosti, meje plastičnosti, raztezka na meji plastičnosti in Youngovega modula v odvisnosti od masnega razmerja PP in PS ter količine dodanega SBS. Eksperimentalno določene vrednosti meje plastičnosti binarnih PP/PS mešanic smo primerjali z vrednostmi, dobljenimi iz teoretičnih modelov.

Konstruiranje in dimenzioniranje izdelkov iz polimernih kompozitnih materialov zahteva drugačen način, kot smo ga bili vajeni pri izdelkih iz klasičnega konstrukcijskega materiala, kot so npr. jeklo oziroma homogeni polimerni materiali. V prispevku je prikazan način dimenzioniranja izdelkov iz laminiranih kompozitnih materialov in nekatere naše izkušnje pri dimenzioniranju konstrukcij iz poliestrskih laminatov. Prikazane so možnosti: 1. izračuna mehanskih lastnosti in debelin posameznih plasti laminatov z različno armaturo in različnim razmerjem smola - armatura 2. izračun mehanskih lastnosti in debelin posameznih plasti že izdelanega laminata 3. računalniške analize odziva konstrukcije iz poliestrskega laminata na predvidene obtežbe z metodo končnih elementov, s katero je možno analizirati konstrukcijo po posameznih plasteh in poljubnem številu točk.