KOMPOZYTY Z ODPADÓW FOLII HDPE I NAPEŁNIACZA ROŚLINNEGO W POSTACI ŁUSKI OWSA

Podobne dokumenty
CHOOSEN PROPERTIES OF MULTIPLE RECYCLED PP/PS BLEND

SPIENIANIE ODPADOWYCH TWORZYW SZTUCZNYCH

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Wskaźnik szybkości płynięcia termoplastów

WŁAŚCIWOŚCI KOMPOZYTÓW WYKONANYCH Z DREWNA I FOLII OKSYDEGRADOWALNEJ POCHODZĄCEJ Z RECYKLINGU

PL B1. INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ IM. PROF. IGNACEGO MOŚCICKIEGO, Warszawa, PL BUP 22/13

KOMPOZYTY POLIMEROWE Z ODPADAMI WŁÓKIEN POLIAMIDOWYCH

Zastosowanie ekologicznych tworzyw kompozytowych. w aplikacjach wykonywanych metodą wtrysku dla przemysłu samochodowego

Projekt: Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

1.1. Dobór rodzaju kruszywa wchodzącego w skład mieszanki mineralnej

Koncentraty z NAPEŁNIACZAMI opartymi na CaSO4

PL B1. INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ IM. PROF. IGNACEGO MOŚCICKIEGO, Warszawa, PL BUP 10/10

Nowe przyjazne dla Środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 237

OCENA ZMIAN STOPNIA ZśELOWANIA PVC W KOMPO- ZYTACH POLIMEROWO DRZEWNYCH THE ASSESMENT OF THE GELATION DEGREE OF PCV AS WPC MATRIC

Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych

WPŁYW BIODEGRADACJI NA WŁAŚCIWOŚCI KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE TERMOPLASTYCZNEJ SKROBI NAPEŁNIONEJ WŁÓKNAMI KENAFU LUB MĄCZKI DRZEWNEJ

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1256 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

Wydanie nr 9 Data wydania: 11 lutego 2016 r.

WŁAŚCIWOŚCI TERMOIZOLACYJNE WTÓRNEGO POLIETYLENU O STRUKTURZE KOMÓRKOWEJ

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

WYKORZYSTANIE DRZEWNYCH ODPADÓW PRZEMYSŁOWYCH DO WYTWARZANIA KOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

RuRy osłonowe dla telekomunikacji i energetyki

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE KOMPOZYTÓW AlSi13Cu2- WŁÓKNA WĘGLOWE WYTWARZANYCH METODĄ ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

KOMPOZYTY RECYKLATOWE POLIETYLENOWE MODYFIKOWANE ODPADAMI LAMINATÓW TERMOPLASTYCZNYCH Z WŁÓKNEM WĘGLOWYM. WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE

ZUŻYCIE TRYBOLOGICZNE KOMPOZYTU NA OSNOWIE ZGARU STOPU AK132 UMACNIANEGO CZĄSTKAMI SiC

PL B1. INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH I BARWNIKÓW, Toruń, PL BUP 10/13

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1256 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

INFLUENCE OF MONTMORILLONITE CONTENT ON MASS FLOW RATE COMPOSITE OF THE POLYAMIDE MATRIX COMPOSITE

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 01/17. TOMASZ GARBACZ, Lublin, PL ANETA TOR-ŚWIĄTEK, Lublin, PL

30/01/2018. Wykład VII: Kompozyty. Treść wykładu: Kompozyty - wprowadzenie. 1. Wprowadzenie. 2. Kompozyty ziarniste. 3. Kompozyty włókniste

PL B1. Sposób wytwarzania płyty kompozytowej na bazie tetra paków oraz płyta kompozytowa na bazie tetra paków

Wykład VII: Kompozyty. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

1.1. Dobór rodzaju kruszywa wchodzącego w skład mieszanki mineralnej

WPŁYW DODATKU SORBITOLU NA WYBRANE CECHY PRODUKTU PO AGLOMERACJI WYSOKOCIŚNIENIOWEJ

Temat: kruszyw Oznaczanie kształtu ziarn. pomocą wskaźnika płaskości Norma: PN-EN 933-3:2012 Badania geometrycznych właściwości

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1397

Technologia Materiałów Drogowych ćwiczenia laboratoryjne

METODYKA BADAŃ WYZNACZANIA ODPORNOŚCI NA KOROZJĘ NAPRĘŻENIOWĄ ELEMENTÓW Z TWORZYW POLIMEROWYCH

WŁAŚCIWOŚCI TERMOMECHANICZNE KOMPOZYTU POLIETYLENU Z NAPEŁNIACZEM POCHODZĄCYM Z PRZEMIAŁU DYWANIKÓW SAMOCHODOWYCH

RECYKLING MATERIAŁOWY ODPADÓW TETRA PAKU MATERIAL RECYCLING OF TETRA PAK WASTE

A. PATEJUK 1 Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej WAT Warszawa ul. S. Kaliskiego 2, Warszawa

WPŁYW WŁÓKIEN ARAMIDOWYCH FORTA-FI NA WŁAŚCIWOŚCI MIESZANEK MINERALNO-ASFALTOWYCH

Wykorzystanie metody Taguchi do oceny wpływu sposobu wytłaczania na wybrane właściwości kompozytów polimerowo-drzewnych

RAPORT Z BADAŃ NR LZM /16/Z00NK

Badania laboratoryjne mieszanek dla nawierzchni cienkowarstwowej typu PCC. mgr inż. Magdalena Słoboda Zakład Dróg i Mostów Politechnika Rzeszowska

METODY BADAŃ I KRYTERIA ZGODNOŚCI DLA WŁÓKIEN DO BETONU DOŚWIADCZENIA Z BADAŃ LABORATORYJNYCH

WYKORZYSTANIE GRANULATU GUMOWEGO W MIESZANKACH MINERALNO-ASFALTOWYCH

WPŁYW ILOŚCI DODATKÓW MĄCZKI DRZEWNEJ NA MIKROSTRUKTURĘ RECYKLATU POLIETYLENU

Analiza porównawcza dwóch metod wyznaczania wskaźnika wytrzymałości na przebicie kulką dla dzianin

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 237

WYTWARZANIE I BADANIE WŁAŚCIWOŚCI BIOKOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH NA BAZIE POLIETYLENU I SKROBI TERMOPLASTYCZNEJ

Materiały Drogowe Laboratorium 1

Odlewanie rotacyjne polimerów z napełniaczami naturalnymi

Recykling odpadów PVB z produkcji szyb samochodowych wzmocnionych włóknem metalowym

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

BADANIE CIEPLNE LAMINATÓW EPOKSYDOWO-SZKLANYCH STARZONYCH W WODZIE THERMAL RESERACH OF GLASS/EPOXY LAMINATED AGING IN WATER

WYSOKONAPEŁNIONE KOMPOZYTY Z TWORZYW RECYKLATOWYCH DO ZASTOSOWAŃ NA WYROBY ELEKTROTECHNICZE

SPRAWOZDANIE z BADAŃ Nr BP/135436/2016

30+ czyli doświadczenia krajowe w recyklingu na gorąco

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

WPŁYW STOPNIA ROZDROBNIENIA GRANULOWANEJ MIESZANKI PASZOWEJ NA WYTRZYMAŁOŚĆ KINETYCZNĄ GRANUL I WYDAJNOŚĆ PRODUKCJI ZWIERZĘCEJ

Możliwości wykorzystania frakcjonowanych UPS z kotłów fluidalnych w produkcji zapraw murarskich i tynkarskich

OCENA MOŻLIWOŚCI WYTWARZANIA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE PA6 NAPEŁNIANYCH CZĄSTKAMI MINERALNYMI

Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

ZAKŁAD BETONU Strona l. ul. Golędzinowska 10, Warszawa SPRAWOZDANIE Z BADAŃ NR TB-1/117/09-1

PL B1. Sposób wytwarzania kompozytów włóknistych z osnową polimerową, o podwyższonej odporności mechanicznej na zginanie


WPŁYW DODATKU MATERIAŁU NIEPRZETWARZALNEGO NA WYTRZYMAŁOŚĆ NA ROZCIĄGANIE FOLII LDPE

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

MATERIAŁY POLIMEROWE Polymer Materials. forma studiów: studia stacjonarne Liczba godzin/tydzień: 2W, 1L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

KOMPOZYT MIESZANINY PA/PP I WŁÓKNA SZKLANEGO

WPŁYW CECH FIZYCZNYCH SUROWCÓW ROŚLINNYCH NA JAKOŚĆ I ENERGOCHŁONNOŚĆ WYTWORZONYCH BRYKIETÓW

MASA WŁAŚCIWA NASION ZBÓś W FUNKCJI WILGOTNOŚCI. Wstęp. Materiał i metody

WYTRZYMAŁOŚĆ POŁĄCZEŃ KLEJOWYCH WYKONANYCH NA BAZIE KLEJÓW EPOKSYDOWYCH MODYFIKOWANYCH MONTMORYLONITEM

Temat: Badanie Proctora wg PN EN

Raport z badań betonu zbrojonego włóknami pochodzącymi z recyklingu opon

OCENA MOśLIWOŚCI ZASTOSOWAŃ WULKANICZNEGO TUFU JAKO NAPEŁNIACZA POLIMERÓW TERMOPLASTYCZNYCH

Popiół lotny jako dodatek typu II w składzie betonu str. 1 A8. Rys. 1. Stosowanie koncepcji współczynnika k wg PN-EN 206 0,4

Zadanie 3 Wytwarzanie kompozytów polimerowych z naturalnymi napełniaczami pod kątem ich wykorzystania w przemyśle

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 01/17. TOMASZ GARBACZ, Lublin, PL ANETA TOR-ŚWIĄTEK, Lublin, PL

Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych CuO SiO 2 z odpadowych roztworów pogalwanicznych siarczanu (VI) miedzi (II) i krzemianu sodu

Technologia Materiałów Drogowych ćwiczenia laboratoryjne

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA TECHNOLOGII POLIMERÓW

Badanie próbek materiału kompozytowego wykonanego z blachy stalowej i powłoki siatkobetonowej

WŁAŚCIWOŚCI KRUSZYW LEKKICH MODYFIKOWANYCH ZUśYTYMI ADSORBENTAMI

Materiałowe i technologiczne uwarunkowania stanu naprężeń własnych i anizotropii wtórnej powłok cylindrycznych wytłaczanych z polietylenu

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 065

Kaolin stosowany jest, obok kredy, talku czy krzemionki

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Transkrypt:

Kamila SAŁASIŃSKA*, Joanna RYSZKOWSKA, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, 02-507 Warszawa, ul. Wołoska 141, *ksalasinska@meil.pw.edu.pl. KOMPOZYTY Z ODPADÓW FOLII HDPE I NAPEŁNIACZA ROŚLINNEGO W POSTACI ŁUSKI OWSA NATURAL FIBER COMPOSITES FROM POLYETHYLENE WASTE AND OAT HULLS Streszczenie: W ramach pracy wytworzono kompozyty, którego osnowę stanowił polietylen odpadowy pozyskany z selektywnej zbiórki odpadów opakowaniowych, zaś jako wypełnienie zastosowano drobno zmielone łuski owsa. Wykonano mieszanki o różnej zawartości napełniacza (11, 25 i 34% mas.) i poddano je serii badań pozwalającej na określenie ich cech użytkowych oraz odporności na działanie czynników środowiskowych. Najlepszymi właściwościami mechanicznymi charakteryzowały się kompozyty o udziale napełniacza na poziomie 25% mas., zaproponowana zawartość pozwala na wykorzystanie NFC również do aplikacji zewnętrznych. Abstract: Within the framework of the work composites were produced whose matrix constituted polyethylene gained from packaging waste while milled oat hulls was used as filling. The mixtures with different filler content were made (11, 25 and 34 wt. %), the produced materials were analyzed for their properties and resistance to environmental factors. The best mechanical properties were characterized by composites with 25% mass. filler, proposed content allows to use the NFC also to external applications. 1. WSTĘP W dobie zmniejszających się zasobów naturalnych uzasadnienie wydaje się działanie na rzecz poszukiwania nowych materiałów odpowiadających rosnącym potrzebom konsumentów poprzez łączenie w sobie pożądanych cech różnych grup materiałów. Wyrobami na bazie polimerów, które z powodzeniem mogą zastępować tradycyjne surowce oraz dobrze znane kompozyty napełniane włóknem szklanym są z pewnością kompozyty na bazie polimerów i drewna (Wood Polymer Composites). Zabiegiem pozwalającym na obniżenie ich ceny, polecanym zwłaszcza w krajach o małym zalesieniu, jest zastępowanie drewna dostępnym włóknem roślinnym pozyskiwanym z roślin jednorocznych. Kompozyty polimer napełniacz naturalny (Natural Fiber Composites) odznaczają się unikatowym zespołem właściwości tożsamym dla lekkich, łatwych w przetwórstwie i odpornych 1

na działanie czynników środowiskowych polimerów oraz estetycznego i twardego napełniacza roślinnego, pozwalających na ich zastosowanie we wskazanych aplikacjach związanych z przemysłem motoryzacyjnym, budowlanym, branżą meblarską, czy jako elementy infrastruktury drogowej i architektury ogrodowej. Włókna wykorzystywane jako napełniacz NFC są pozyskiwane z łodyg, liści, owoców, a także z części zdrewniałych, nasion i łupin owoców. Doskonałym źródłem surowca do produkcji kompozytów polimer napełniacz naturalny są odpady pozyskane z przemysłu rolno spożywczego. Interesującą grupę stanowi włókno pokarmowe w postaci łuski owsa znajdujące zastosowanie głównie jako składnik paszy dla wybranych grup zwierząt hodowlanych, a także źródło błonnika w przemyśle spożywczym. Pod uprawę owsa w naszym kraju przeznaczone jest ponad 550000 ha [1, 2], średni plon z 1 ha wynosi 2,5 t, z czego łuska stanowi od 25 do 30 % całkowitej masy. Łuski owsa nie przydatne do zastosowania na cele pokarmowe pozostają niewykorzystane. Celem pracy było wytworzenie tanich kompozytów polimer napełniacz naturalny o poszukiwanych cechach użytkowych. Na osnowę kompozytów zastosowano polietylen wysokiej gęstości (HDPE) w postaci folii, zaś jako napełniacz użyto drobno zmielone łuski owsa. 2. MATERIAŁY I SPOSÓB WYKONANIA PRÓBEK Na osnowę kompozytów zastosowano białą folię HDPE o wysokiej przezroczystości zakupioną od producenta toreb polimerowych - firmy MARINK Pack System s.j, stanowiącą substytut odpadowych materiałów opakowaniowych. Jako napełniacz zastosowano preparat błonnikowy przygotowany na bazie drobno zmielonych łusek owsa, zakupiony od firmy Microfood Poland Sp. z o.o. Produkt o handlowej nazwie NutriCELL OCO25R D90-75µm, zawierał poniżej 8% wody i miał postać mączki. Rys.1. Owsiany preparat błonnikowy firmy Microfood Poland Sp. z o.o. Fig.1. Oat fiber preparation of Microfood Poland Sp. z o.o. 2

Przygotowanie kompozytów obejmowało mieszanie substratów i proces wtryskiwania. Komponenty zostały wymieszane przy pomocy mieszarki Farrel Bridge firmy David Bridge and Co., a temperatura panująca w komorze mieszalnika urządzenia, wynosząca w zależności od udziału napełniacza maksymalnie od 120 do 145 C, generowana była dzięki siłom tarcia. Następnie powstałą mieszankę poddano procesowi walcowania w temperaturze 120 C, z wykorzystaniem urządzenia typu LWII firmy Veb Erste Maschinenfabrik, w celu jej ujednorodnienia. Otrzymane mieszaniny rozdrobniono przy pomocy granulatora Rapid 150-21 firmy Rapid Granulier-Systeme GmbH & Co. KG do postaci granulatu. Proces wtryskiwania dzięki, któremu wytworzono próbki o kształcie wiosełek typu 1A zgodnych normą EN ISO 527-2, prowadzono z wykorzystaniem wtryskarki BOY 22A firmy DR BOY. Parametry procesu wtryskiwania zestawiono w tab.2. Rys.2. Przykładowa mieszanka kompozytowa po pierwszym etapie przetwórstwa Rys.2. An example of the composite mix after the first stage of processing Rys.3. Zdjęcie próbki kompozytu O25 Fig.3. Picture of the composite sample LL21 W ramach pracy wytworzono trzy serie kompozytów o zawartości napełniacza 11%, 25% i 34% masowo, co odpowiadało udziałowi objętościowemu na poziomie około 20%, 40% i 50% oraz materiał wyjściowy wykonany z folii HDPE. Składy trzech wytworzonych mieszanek kompozytowych i próbki wyjściowej zamieszczono w tab.1. 3

Tab.1 Składy poszczególnych mieszanek Tab.1. Specification of compositions of individual mixtures Oznaczenia próbek Zawartość napełniacza, % mas. HDPE - O11 11 O25 25 O34 34 Tab.2 Parametry procesu wtryskiwania Tab.2. Parameters of injection molding process Ciśnienie, Ciśnienie docisku, Temperatury stref cylindra, C Oznaczenia próbek bar bar T D T 3 T 2 T 1 T Z HDPE 855 722 722 655 625 160 165 170 165 155 O11 1068 1068 1068 1000 600 160 165 170 165 155 O25 1068 1000 1000 900 600 160 170 180 170 160 O34 1068 1068 1068 1068 666 160 165 170 165 155 3. METODYKA BADAŃ 3.1. Charakterystyka napełniacza Rozkład wielkości ziaren zbadano w Instytucie Badawczym Dróg i Mostów w Warszawie na podstawie EN 933-10 [3], stosując przesiewanie w strumieniu powietrza. Badanie przeprowadzono z wykorzystaniem zestawu 10 sit o wymiarach oczek w zakresie od 2 do 0,032 mm. 3.2. Charakterystyka kompozytów 3.2.1. Właściwości przetwórcze Badanie wskaźnika szybkości płynięcia przeprowadzono przy pomocy plastomeru obciążnikowego MP 600 firmy Tinius Olsen wg procedury A opisanej w normie PN-EN ISO 1133 [4]. Próbki rozdrobniono do postaci granulatu o średnicy cząstek 5mm umożliwiającej załadowanie do cylindra plastomeru. Analizę prowadzono przy obciążeniu 2.16 kg i temperaturze 190 C. 3.2.2. Właściwości mechaniczne Właściwości mechaniczne przy statycznym rozciąganiu zbadano przy użyciu urządzenia Zwick Z005 na podstawie norm EN ISO 527-1 [5] and EN ISO 527-2 [6]. Pomiary wykonywano z 4

wykorzystaniem ekstensometru, założona długość odcinka pomiarowego wyniosła 50 mm, a prędkość rozciągania 10 mm/min. 3.2.3. Obserwacje mikroskopowe Obserwacje mikroskopowe wykonano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego TM 3000 firmy Hitachi. Obrazy mikrostruktury wykonano dla przekrojów kompozytów napylonych złotem z palladem. Podczas obserwacji, prowadzonych przy napięciu przyspieszającym 15 kv, zastosowano stukrotne powiększenie. 3.2.4. Spęcznianie i absorpcja wody Spęcznianie na długości, szerokości i grubości oceniono na podstawie różnicy wymiarów próbek, a absorpcję na podstawie zmiany masy próbek umieszczonych w wodzie o temperaturze pokojowej na zadany okres czasu. Zmiany wymiarów oraz masy oceniano po upływie 1, 2, 4, 7, 17 i 28 dni. Badanie przeprowadzono zgodnie z metodyką opisaną w normie EN 317 [7]. 4. WYNIKI BADAŃ Na podstawie analizy rozkładu wielkości ziarna, przedstawionej na Rys.3, potwierdzono znaczne rozdrobnienie łusek owsa, 50% cząstek zastosowanego napełniacza ma wielkość poniżej 32 µm. Stopień rozdrobnienia napełniacza warunkuje wielkość powierzchni kontaktu komponentów i wpływa na właściwości mechaniczne wytworzonego kompozytu. Rys.4. Rozkład wielkości ziarna napełniacza Fig.4. Particle size distribution of the filler Wartości masowego wskaźnika szybkości płynięcia wytworzonych NFC oraz próbki wyjściowej zamieszczono w Tab.1. Zastosowanie napełniacza naturalnego utrudnia płynięcie materiału w wyniki czego następuje obniżenie wartości MFR kompozytów w porównaniu do próbki 5

HDPE (Tab.1). Wzrost zawartości drobno zmielonych łupin owsa powoduje dalszy spadek badanej właściwości. Rys.5. Obrazy mikrostruktury kompozytów a) O11, b) O25 i c) O34 Fig.5. Images of the microstructure of composites a) O11, b) O25 and c) O34 Analiza obrazów mikrostruktury kompozytów, przedstawiona na rys. 4, pozwala zaobserwować występowanie cząsek napałniacza o dość zróżnicowanej wielkości oraz licznych aglomeratów. Tworzenie się aglomeratów wpływa nagatywnie na jakość połączenia składników mieszaniny kompozytowej. Zdjęcia SEM potwierdzają występowanie pustych przestrzeni na granicy styku komponentów i wewnątrz aglomeratów, co istotnie wpływa na właściwości fizykomechaniczne materiałów oraz czas ich użytkowania. 6

Tab.3. Zestawienie wyników badań przetwórczych i mechanicznych Tab.3. Specification of the test results of processing research and mechanical properties Oznaczenia MFR, Rm, E, próbek g/10min MPa GPa PE 0,88 (0,2 a ) 21,75 (0,25) 0,93 (0,08) O11 0,54 (0,2) 25,1 (0,32) 1,51 (0,12) O25 0,43 (0,2) 23,2 (0,30) 1,86 (0,06) O34 0,31 (0,2) 14,1 (0,23) 2,25 (0,18) a W nawiasach podano wartości odchylenia standardowego Zastosowanie drobno mielonych łusek owsa w ilości 11% mas. podnosi wytrzymałość na rozciąganie o ponad 15 %, zaś 25 % mas. o niespełna 7 %, w porównaniu do wartości uzyskanych przez próbkę wyjściową. W przypadku kompozytu o udziale napełniacza na poziomie 34 % wag. odnotowano znaczny spadek badanego parametru, wynoszący aż 35 %. Na uzyskane wartości niewątpliwy wpływ wywarły pustki będące efektem niepełnego zwilżenia włókien napełniacza przez polimerową osnowę zaobserwowane na zdjęciach SEM. Podobne zależności zostały przedstawione w literaturze [8]. Wprowadzenie napełniacza roślinnego do poliolefinowej osnowy istotnie podnosi sztywność otrzymanych kompozytów. W zależności od zawartości łuski owsa wartości modułu Young a wzrosły od 62% do 142% w porównaniu do wyniku uzyskanego przez polimerową osnowę. 7

Rys.6. Wpływ chłonności cieczy na zmianę masy i wymiarów próbek po 1, 2, 4, 7, 14 i 28 dniach moczenia Fig.6. Influence of water absorption on changes in mass and sample dimensions after 24 h, 2, 4, 7, 14 and 28 days immersion Badanie spęcznienia i absorpcji po sezonowaniu w wodzie, oceniające zdolność materiału do jej pochłaniania, dostarcza informacji na temat trwałości kompozytu wystawionego na działanie wody. Ilość zaabsorbowanej cieczy istotnie zależy od czasu przebywania kompozytu w wodzie i udziału napełniacza. NFC o zawartości mączki łuski owsa na poziomie 25% mas. charakteryzuje się dość niską zdolnością do pochłaniania wody, po 28 dniach moczenia kompozyt zaabsorbował jedynie 1,1%. W przypadku kompozytu z najwyższym udziale napełniacza zaobserwowano gwałtowny wzrost chłonności, materiał O34 po czterech tygodniach moczenia pobrała ponad 9% wody. Następstwem absorpcji była zmiana wymiarów próbek, dotyczyło to przede wszystkim przyrostu na grubość oraz na szerokość, natomiast długość badanych materiałów zmieniła się nieznacznie. Niewielką zmianę wymiarów, niemalże nie widoczną w przypadku masy, odnotowano również dla próbki HDPE. 8

5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Procesy przetwórcze kompozytów wykonanych z folii HDPE i drobno mielonej łuski owsa przebiegały z zastosowaniem urządzeń i technologii stosowanych powszechnie w przetwórstwie tworzy sztucznych. Do wytwarzania NFC użyto materiały odpadowe, ponadto nie stosowano dodatków uszlachetniających, które podniosłyby jego cenę i utrudniły późniejszy proces unieszkodliwienia. Wytworzone kompozyty odznaczają się dobrymi właściwościami mechanicznymi, dla wszystkich NFC obserwowano znaczny wzrost sztywności, a kompozytów zawierających do 25% mas. napełniacza również wytrzymałości na rozciąganie. Badane kompozyty nadają się do aplikacji zewnętrznych pod warunkiem, że zawartość napełniacza nie przekroczy 25% mas. PODZIĘKOWANIA ZA FINANSOWANIE: Praca była finansowana ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach projektu nr: N R15 0023 06 / 2009, pt. Kompozyty polimerowe z biomasą. LITERATURA [1] Cyfert R., Odmiany owsa, http://www.ihar.edu.pl/img/e4457cba.pdf, 09.02.2012. [2] http://www.allseasons.pl/produkty/58-produkty-roslinne1/709-owies-1, 09.02.2012. [3] EN 933-10, Badania geometrycznych właściwości kruszyw -- Część 10: Ocena zawartości drobnych cząstek -- Uziarnienie wypełniaczy (przesiewanie w strumieniu powietrza) (2009). [4] ISO 1133, Tworzywa sztuczne. Oznaczenie masowego wskaźnika szybkości płynięcia (MVR) tworzyw termoplastycznych (2002). [5] EN ISO 527-1, Tworzywa sztuczne -- Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu -- Część 1: Zasady ogólne (1998). [6] EN ISO 527-2, Tworzywa sztuczne -- Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu Część 2: Warunki badań tworzyw sztucznych przeznaczonych do prasowania, wtrysku i wytłaczania (1998). [7] EN 317, Płyty wiórowe i płyty pilśniowe -- Oznaczanie spęcznienia na grubość po moczeniu w wodzie (1999). [8] Araujo J.R. i inni, Biomicrofibrilar composites of high density polyethylene reinforced with curaua fibers: Mechanical, interfacial and morphological properties. Composites Science and Technology, 2010, 70, str. 1637-1644. 9