Вплив відсотку сажі на механічні властивості та мікроструктуру суміші полібутилентерефталату/поліаміду 6/сажі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.299067

Ключові слова:

суміш ПБТ/ПA6, ПБТ, сажа, міцність на розрив, ударна в’язкість, мікроструктура

Анотація

Це дослідження зосереджено на аналізі впливу сажі на суміші полібутилентерефталату (ПБТ)/поліаміду 6 (ПА6). Це дослідження спрямоване на виявлення джерела відходів від нитки зубної щітки під час виробництва. Ця суміш ПБТ/ПA6 не відповідає механічним властивостям через несумісність цих двох пластмас, що означає, що ці відходи потрібно викинути та не можна використовувати повторно. У поєднанні із сажею він створює новий тип пластику з більш стабільними механічними властивостями, який можна застосовувати в багатьох сферах життя, і, в той же час, допомагає виробничим підприємствам заощаджувати витрати на переробку відходів. Для створення цих сумішей ПБТ/ПA6/сажа дослідницька група використовувала лиття під тиском із співвідношенням ПБТ/ПA6 75/25 у поєднанні з 0, 4, 8 та 12 % сажі. Міцність на розтягування та ударну міцність перевіряли відповідно до стандартів ASTM D638 та ASTM D256. Результати показали, що при додаванні 4 % сажі до пластикової суміші ПБТ/ПA6 міцність на розрив зменшилася з 34,9 до 34,8 МПа. Між тим, міцність на розрив покращується при додаванні 8 % сажі (35,3 МПа). При 12 % сажі виникає різниця в міцності на розрив, яка зменшується до 29,7 МПа. Цей результат показує, що співвідношення 75/25 може дати найкраще значення міцності на розрив суміші ПБТ/ПA6 з 8 мас. % сажі. Ударна в’язкість становила 3,5, 2,9 і 2,7 кДж/м2 за зразками 4, 8 і 12 % сажі. Механічні випробування якості показали, що міцність на розрив покращується при поєднанні сажі із сумішшю ПБТ/ПA6, але міцність на удар знижується. Результати скінченно-елементного моделювання показують, що більшість сажі взаємодіє з ПБТ/ПA6 головним чином через те, що частинки ПА6 мають сферичну форму та мають тенденцію легко відокремлюватися від суміші. Дослідження показали, що збільшення щільності сажі погіршує зв’язок між ПБТ і ПA6. Ці результати допомагають отримати досвід для найбільш відповідного застосування для кожної мети

Біографії авторів

Thi Hong Nga Pham, Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Doctor of Engineering, Associate Professor, Head of Department

Department of Welding & Metal Technology

Phan Hieu Hua, Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Student

Faculty of Mechanical Engineering

Quoc Bao Ngo, Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Student

Faculty of Mechanical Engineering

Trong Kien Ha, Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Student

Faculty of Mechanical Engineering

Vinh Tien Nguyen, Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Doctor of Chemistry, Associate Professor, Lecturer

Department of Chemical Technology

Chi Thanh Nguyen, Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Doctor of Polymer Engineering, Lecturer

Department of Materials Technology

Quan Anh Pham, Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Master of Engineering, Lecturer

Department of Mechanical Practising

Посилання

  1. Mohanty, A. K., Vivekanandhan, S., Pin, J.-M., Misra, M. (2018). Composites from renewable and sustainable resources: Challenges and innovations. Science, 362 (6414), 536–542. https://doi.org/10.1126/science.aat9072
  2. Banik, K., Mennig, G. (2008). Effect of mold temperature on the long‐term viscoelastic behavior of polybutylene terepthalate. Polymer Engineering & Science, 48 (5), 957–965. https://doi.org/10.1002/pen.20989
  3. Li, H., Wang, J., Li, G., Lu, Y., Wang, N., Zhang, Q., Qu, X. (2016). Preparation of core-shell structured particle and its application in toughening PA6/PBT blends. Polymers for Advanced Technologies, 28 (6), 699–707. https://doi.org/10.1002/pat.3969
  4. Lievana, E., Karger‐Kocsis, J. (2003). Impact modification of PA‐6 and PBT by epoxy‐functionalized rubbers. Macromolecular Symposia, 202 (1), 59–66. https://doi.org/10.1002/masy.200351206
  5. Chiou, K.-C., Chang, F.-C. (2000). Reactive compatibilization of polyamide-6 (PA 6)/polybutylene terephthalate (PBT) blends by a multifunctional epoxy resin. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 38 (1), 23–33. https://doi.org/10.1002/(sici)1099-0488(20000101)38:1<23::aid-polb3>3.0.co;2-y
  6. Wakita, N. (1993). Melt elasticity of incompatible blends of poly(butylene terephthalate)(PBT) and polyamide 6 (PA6). Polymer Engineering & Science, 33 (13), 781–788. https://doi.org/10.1002/pen.760331302
  7. Hu, J., Zhang, H.-B., Hong, S., Jiang, Z.-G., Gui, C., Li, X., Yu, Z.-Z. (2014). Simultaneous Improvement in Both Electrical Conductivity and Toughness of Polyamide 6 Nanocomposites Filled with Elastomer and Carbon Black Particles. Industrial & Engineering Chemistry Research, 53 (6), 2270–2276. https://doi.org/10.1021/ie4035785
  8. Chang, B. P., Mohanty, A. K., Misra, M. (2018). Tuning the compatibility to achieve toughened biobased poly(lactic acid)/poly(butylene terephthalate) blends. RSC Advances, 8 (49), 27709–27724. https://doi.org/10.1039/c8ra05161e
  9. Tran, K. L., Pham, T. H. N., Tran, M. T. U. (2023). Research on tensile strength of PBT/PA6/activated carbon composite materials. Proceeding The International Conference on Science, Education and Viable Engineering (ICSEVEN 2023), 207–215.
  10. Pham, T. H. N., Phuc, L. H. T., Ngan, L. D. H., Triem, T. D., Uyen, T. M. T., Van Thuc, N. et al. (2023). Effect of Glass Fiber on the Tensile Strength of Poly(butylene terephthalate)/Polyamide 6 Blends. Polymer Science, Series A, 65 (5), 543–549. https://doi.org/10.1134/s0965545x23701158
  11. Yang, H., Li, B., Zhang, Q., Du, R., Fu, Q. (2011). Simultaneous enhancement of electrical conductivity and impact strength via formation of carbon black‐filler network in PP/EPDM Blends. Polymers for Advanced Technologies, 22 (6), 857–862. https://doi.org/10.1002/pat.1588
  12. Huang, J. (2002). Carbon black filled conducting polymers and polymer blends. Advances in Polymer Technology, 21 (4), 299–313. https://doi.org/10.1002/adv.10025
  13. Li, H., Tuo, X., Guo, B.-H., Yu, J., Guo, Z.-X. (2021). Comparison of Three Interfacial Conductive Networks Formed in Carbon Black-Filled PA6/PBT Blends. Polymers, 13 (17), 2926. https://doi.org/10.3390/polym13172926
  14. Tang, L., Wang, L., Chen, P., Fu, J., Xiao, P., Ye, N., Zhang, M. (2017). Toughness of ABS/PBT blends: The relationship between composition, morphology, and fracture behavior. Journal of Applied Polymer Science, 135 (13). https://doi.org/10.1002/app.46051
  15. Xiao, J., Hu, Y., Yang, L., Cai, Y., Song, L., Chen, Z., Fan, W. (2006). Fire retardant synergism between melamine and triphenyl phosphate in poly(butylene terephthalate). Polymer Degradation and Stability, 91 (9), 2093–2100. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2006.01.018
  16. Fang, H., Wu, F. (2014). Nonisothermal crystallization kinetics of poly(butylene terephthalate)/multiwalled carbon nanotubes nanocomposites prepared by in situ polymerization. Journal of Applied Polymer Science, 131 (19). https://doi.org/10.1002/app.40849
  17. Pham, N. T.-H. (2021). A Study of Recycled Poly(butylene terephthalate) and Low-Density Polyethylene Blend. Polymer Science, Series A, 63 (6), 800–803. https://doi.org/10.1134/s0965545x21060080
  18. Sato, Y., Masumizu, S., Sakaue, K., Koyanagi, J., Ohtani, A., Sakai, T. (2022). Evaluation of viscoelastic non-isochoric plastic behavior of PBT and PA6. Mechanics of Time-Dependent Materials, 27 (3), 829–841. https://doi.org/10.1007/s11043-022-09552-1
  19. Shuidong, Z., Lingcao, T., Jizhao, L., Hanxiong, H., Guo, J. (2014). Relationship between structure and properties of reprocessed glass fiber reinforced flame retardant poly(butylene terephthalate). Polymer Degradation and Stability, 105, 140–149. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2014.04.009
  20. Jubinville, D., Chang, B. P., Pin, J.-M., Mohanty, A. K., Misra, M. (2019). Synergistic thermo-oxidative maleation of PA11 as compatibilization strategy for PA6 and PBT blend. Polymer, 179, 121594. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.121594
Вплив відсотку сажі на механічні властивості та мікроструктуру суміші полібутилентерефталату/поліаміду 6/сажі

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Pham, T. H. N., Hua, P. H., Ngo, Q. B., Ha, T. K., Nguyen, V. T., Nguyen, C. T., & Pham, Q. A. (2024). Вплив відсотку сажі на механічні властивості та мікроструктуру суміші полібутилентерефталату/поліаміду 6/сажі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(12 (127), 20–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.299067

Номер

Том 1 № 12 (127) (2024): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Phan Hieu Hua, Quoc Bao Ngo, Trong Kien Ha, Thi Hong Nga Pham, Vinh Tien Nguyen, Chi Thanh Nguyen, Quan Anh Pham

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.