Регулювання реологічних та механічних властивостей поліпропіленових композицій для деталей автомобілів

Автор(и)

  • Svetlana Saitarly Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0002-1344-444X
  • Viktoriia Plavan Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0001-9559-8962
  • Nataliia Rezanova Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0002-7956-3767
  • Nadiya Sova Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0003-3550-6135

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.152056

Ключові слова:

поліпропілен, концентрат кальциту, пропілен-октеновий блокспівполімер, реологічні властивості, механічні властивості, ударна в’язкість, деталі автомобілів

Анотація

Об’єктом дослідження є технології отримання наповнених удароміцних композицій на основі поліпропілену для виготовлення деталей автомобілів. Головною проблемою є зниження міцності і технічних характеристик зі збільшенням кількості наповнювача в композиціях. Для вирішення цієї проблеми запропоновано введення модифікатору в кількості 5 % мас. до наповнених поліпропіленових композицій.

Вивчено вплив наповнювача та модифікатора на реологічні та механічні властивості композицій на основі поліпропілену. Встановлено, що наявність концентрату кальциту як наповнювача та пропілен-октенового блокспівполімеру як модифікатора в композиції сприяє зниженню її в’язкості, що обумовлено переважним впливом емульгуючої дії стеарата кальцію над загущуючим ефектом мінерального наповнювача. Показано збільшення показника текучості розплаву в композиціях з 5 % пропілен-октенового блокспіволімеру, що пояснюється його пластифікуючою дією та хорошим суміщенням з поліпропіленом. Показано, що введення наповнювача до 10 % мас. підвищує ударну в'язкість у порівнянні з вихідним поліпропіленом. Подальше збільшення вмісту наповнювача до 20 % в композиціях знижує ударну в'язкість майже до значення для вихідного поліпропілену при некритичному зменшенні міцності при розриві. Показано, що наявність 5 % мас. модифікатора в композиціях підвищує значення відносного подовження.

Визначено, що розроблені композиції з 5 % мас. модифікатора та з варіюванням кількості наповнювача можуть використовуватися для виробництва деталей автомобілів різного призначення без суттєвих змін технологічного циклу. Перевагою досліджених композицій є зменшення енерговитрат на переробку високонаповнених композицій. Впровадження розроблених технологій не вимагає додаткових капіталовкладень на переоснащення підприємства, оскільки розроблені композиції можуть перероблятись з використанням звичайного екструзійного обладнання.

Біографії авторів

Svetlana Saitarly, Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011

Аспірант

Кафедра прикладної екології, технологій полімерів та хімічних волокон

Viktoriia Plavan, Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра прикладної екології, технологій полімерів та хімічних волокон

Nataliia Rezanova, Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра прикладної екології, технологій полімерів та хімічних волокон

Nadiya Sova, Київський національний університет технологій та дизайну, вул. Немировича-Данченка, 2, м. Київ, Україна, 01011

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра прикладної екології, технологій полімерів та хімічних волокон

Посилання

  1. Lunin, A. S., Yakhnenko, V. A., Gerasimova, N. V. (2002). Perspektivy primeneniya plastmass v kryliakh avtomobiley. Polimernyye materialy: izdeliya, oborudovaniye, tekhnologii, 11 (42), 1–5.
  2. Codolinia, A., Lia, Q. M., Wilkinson, A. (2017). Influence of machining process on the mechanical behaviour of injection-moulded specimens of talc-filled polypropylene. Polymer Testing, 62, 342–347. doi: http://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2017.07.018
  3. Nomura, M., Shanmuga Ramanan, S. M., Arun, S. (2018). Automobile Bumpers. Comprehensive Composite Materials II, 3, 460–468. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-12-803581-8.03962-x
  4. Xanthos, M. (2010). Functional Fillers for Plastics. Weinheim: Wiley-VCH, 507. doi: https://doi.org/10.1002/9783527629848
  5. Mikhaylin, Yu. A. (2000). Primeneniyepolimernykhmaterialov v amtomobilestroyenii. Polimernyyematerialy: izdeliya, oborudovaniye, tekhnologii, 4 (11), 1–7.
  6. Mann, D., Van den Bos, J. C., Way, A. (1999). Plastics and Reinforcements used in Automobile Construction. Automotive Plastics and Composites, 27–28. doi: http://doi.org/10.1016/b978-185617349-0/50005-2
  7. Gahleitner, M., Paulik, C. (2017). Polypropylene and Other Polyolefins. Brydson’s Plastics Materials, 279–309. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-323-35824-8.00011-6
  8. Srivabut, C., Ratanawilai, T., Hiziroglu, S. (2018). Effect of nanoclay, talcum, and calcium carbonate as filler on properties of composites manufactured from recycled polypropylene and rubberwood fiber. Construction and Building Materials, 162, 450–458. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.12.048
  9. Drobny, J. G. (2014). Polyolefin-Based Thermoplastic Elastomers. Handbook of Thermoplastic Elastomers, 209–218. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-323-22136-8.00007-7
  10. Nguyen, M. T., Chalaya, N. M., Osipchik, V. S. (2017). Modifikatsiya polipropilena metallotsenovym etilenpropilenovym elastomerom. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii, 11, 79–81.
  11. Münstedt, H. (2016). Rheological Properties of Filled Thermoplastics with Respect to Applications. Rheological and Morphological Properties of Dispersed Polymeric Materials. Hanser, 173–201. doi: http://doi.org/10.3139/9781569906088.007
  12. Melnichenko, M. A., Yershova, O. V., Chuprova, L. V. (2015). Vliyanie sostava napolniteley na svoystva polimernykh kompozitsionnykh materialov. Molodoy ucheniy, 16, 199–202.
  13. Liang, J.-Z. (2017). Impact fracture toughness and flow properties of polypropylene composites. Polymer Testing, 60, 381–387. doi: http://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2017.04.022
  14. Bauman, N. A., Volkov, A. M., Ryzhikova, I. G., Volokhova, N. G., Volfson, S. I. (2010). Issledovaniye vliyaniya razvetvlennosti etilenpropilenovogo kauchuka na udarnuyu vyazkost smesey polipropilena i SKEPT. Rezinovaya promyshlennost. Syrye, materialy, tekhnologii. Moscow, 32–33.
  15. Ruksakulpiwat, Y., Sridee, J., Suppakarn, N., Sutapun, W. (2009). Improvement of impact property of natural fiber–polypropylene composite by using natural rubber and EPDM rubber. Composites Part B: Engineering, 40 (7), 619–622. doi: http://doi.org/10.1016/j.compositesb.2009.04.006
  16. Mohamad, N., Zainol, N. S., Rahim, F. F., Maulod, H. E. A., Rahim, T. A., Shamsuri, S. R. et. al. (2013). Mechanical and Morphological Properties of Polypropylene/Epoxidized Natural Rubber Blends at Various Mixing Ratio. ProcediaEngineering, 68, 439–445. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.12.204
  17. Singh, U. P., Biswas, B. K., Ray, B. C. (2009). Evaluation of mechanical properties of polypropylene filled with wollastonite and silicon rubber. Materials Science and Engineering: A, 501 (1-2), 94–98. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2008.09.063
  18. Sengers, W. G. F. (2005). Rheological properties of olefinic thermoplastic elastomer blends. Dutch Polymer Institute, 172.
  19. Yang, Y.-C., Jeong, S.-B., Yang, S.-Y., Chae, Y.-B., Kim, H.-S. (2009). The Changes in Surface Properties of the Calcite Powder with Stearic Acid Treatment. Materials Transactions, 50, 695–701. doi: http://doi.org/10.2320/matertrans.mer2008388
  20. Glikshtern, M. V. (2002). Modifikatsiya napolniteley dlya plastmass. Polimernyye materialy: izdeliya, oborudovaniye, tekhnologii, 8 (39), 10–12.
  21. Arshinnіkov, D. І., Svіderskiy, V. A., Nudchenko, L. A. (2016). Sklad, struktura і dispersnіst prirodnoi kreydi rodovishch Ukraini. Vіsnik Natsіonalnogo tekhnіchnogo unіversitetu Ukraini «Kiivskiy polіtekhnіchniy іnstitut», 1, 103–107.
  22. Cao, Z., Daly, M., Clémence, L., Geever, L. M., Major, I., Higginbotham, C. L. et. al. (2016). Chemical surface modification of calcium carbonate particles with stearic acid using different treating methods. Applied Surface Science, 378, 320–329. doi: http://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.03.205
  23. Deshmukh, G. S., Pathak, S. U., Peshwe, D. R., Ekhe, J. D. (2010). Effect of uncoated calcium carbonate and stearic acid coated calcium carbonate on mechanical, thermal and structural properties of poly(butylene terephthalate) (PBT)/calcium carbonate composites. Bulletin of Materials Science, 33 (3), 277–284. doi: http://doi.org/10.1007/s12034-010-0043-7
  24. Kovalenko, A. N., Gurova, A. V. (2015). Vsya pravda o melovykh dobavkakh. Polimernyye materialy: izdeliya, oborudovaniye, tekhnologii, 8, 6–12.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-05-31

Як цитувати

Saitarly, S., Plavan, V., Rezanova, N., & Sova, N. (2018). Регулювання реологічних та механічних властивостей поліпропіленових композицій для деталей автомобілів. Technology Audit and Production Reserves, 6(3(44), 9–13. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.152056

Номер

Том 6 № 3(44) (2018): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Svetlana Saitarly, Viktoriia Plavan, Nataliia Rezanova, Nadiya Sova

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.