Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

Transkrypt

1 Główny Instytut Górnictwa Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych Zadanie 2. Opracowanie napełniaczy i wzmocnień pochodzenia naturalnego (roślinnego i naturalnego) do przetwarzania z materiałami polimerowymi Projekt realizowany w ramach Działania 1.3 PO IG, Poddziałania Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego oraz ze środków budżetu państwa w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

2 Realizatorzy zadania nr 2 Główny Instytut Górnictwa Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich dr inż. Henryk Rydarowski mgr inż. Małgorzata Bojarska-Kraus dr inż. Jerzy Korol dr inż. Klaudiusz Wypior mgr inż. Joanna Lenża mgr inż. Jacek Mamos dr inż. Maria Władyka-Przybylak dr Dorota Wesołek mgr Krzysztof Bujnowicz

3 Harmonogram Opracowanie składu kompozytów na osnowie polietylenu i skrobi wzmocnionych / wypełnionych surowcami naturalnymi Opracowanie technologii przetwórstwa kompozytów na osnowie polietylenu i skrobi wzmocnionych / wypełnionych surowcami naturalnymi w skali laboratoryjnej Badania technologii otrzymywania kompozytów w skali laboratoryjnej i ocena ich właściwości przetwórczych, mechanicznych i ekologicznych Opracowanie podstawowych parametrów technologicznych wytwarzania kompozytów i założeo do projektu technologicznego. Opracowanie raportu z prac w zadaniu 2

4 Surowce Osnowa polimerowa HDPE Wtrysk Wytłaczanie Rozdmuch SABIC, typ: M SABIC, typ: B5411 LyondellBasell, typ: Hostalen GC 7260 Producent Typ Właściwości MFI 190 o C/2,16 kg [g/10min.] Gęstość [kg/m 3 ] Sabic M Sabic B (21,6kg) 954 LyondellBasell Hostalen GC

5 Surowce Wzmocnienia i wypełniania Włókna naturalne - Lniane - Konopne Paździerze - Lniane - Konopne Skrobia modyfikowana Rodzaj materiału Udział procentowy Długośd *mm+ [%] Włókno lniane > 10 1, 3, 5 Włókno konopne > 10 1, 3, 5 Paździerze lniane > 10 1, 3 Paździerze konopne > 10 1, 3

6 Surowce Dodatki Kompatybilizatory Chemtura Polybond DuPont Fusabond Plastyfikatory Stabilizatory UV STRUKTOL TPW x, TR x POLI-CH polepszający właściwości poślizgowe POLI-CH SLIP 67 polepszający właściwości poślizgowe POLI-CH UV 22H stabilizator UV Prisma DEGAS dodatek osuszający i polepszający odgazowanie

7 Wytłaczarka dwuślimakowa Leistritz Micro 27 GL/GG-44D System dozowania grawimetrycznego Brabender

8 Wytwarzanie kompozytów metodą wytłaczania: Temperatura procesu wytłaczania poniżej 230 o C Dozowanie składników kompozytu: Osnowa polimerowa i modyfikatory główna strefa dozowania Wypełniacze i wzmocnienia naturalne podajnik boczny Granulacja: cięcie na głowicy z chłodzeniem powietrzem lub cięcie z nitki po chłodzeniu w wannie wodnej Suszenie granulatów w temperaturze 80 o C

9 KOMPOZYTY: Kompozyty na osnowie HDPE z paździerzami (1, 3 mm) HDPE Konopie Kompatybilizator HDPE Len Kompatybilizator Zastosowanie jako wypełnienia paździerzy o wielkości cząstek ok. 3 mm w połączeniu z kompatybilizatorami zwiększyło wytrzymałośd mechaniczną kompozytu o 20-25%. To samo wypełnienie, ale bez kompatybilizatora zwiększyło wytrzymałośd mechaniczną jedynie o 7-15%. W przypadku wypełnienia w postaci paździerzy o wielkości cząstek ok. 1mm uzyskano nieznaczne pogorszenie właściwości mechanicznych. Zastosowanie kompatybilizatorów pozwoliło jednak poprawid właściwości mechaniczne o ok. 15%.

10 KOMPOZYTY: Kompozyty na osnowie HDPE z włóknem (1, 3, 5 mm) HDPE Konopie Kompatybilizator HDPE Len Kompatybilizator Zastosowane włókna naturalne wpłynęły na poprawę właściwości mechanicznych kompozytów i zwiększyły wytrzymałośd w zależności od długości i ilości zastosowanego włókna o około %. Zastosowanie kompatybilizatorów pozwoliło na dodatkowe zwiększenie wytrzymałości mechanicznej w granicach 50-70%.

11 KOMPOZYTY: Kompozyty na osnowie HDPE z włóknem (1, 3, 5 mm) i paździerzem (1, 3 mm) HDPE Konopie- paździerz Konopie- włókno Kompatybilizator HDPE Len - paździerz Len - włókno Kompatybilizator Zwiększenie wytrzymałości mechanicznej o 12% bez kompatybilizatora i 27% przy zastosowaniu kompatybilizatorów.

12 HDPE 70% + paździerze konopne 30%

13 HDPE 70% + paździerze konopne 25% + kompatybilizator 5%

14 Plan działao na 2011 rok: Badania technologii otrzymywania kompozytów w skali laboratoryjnej i ocena ich właściwości przetwórczych, mechanicznych i ekologicznych

15 Dziękuję za uwagę