国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术
菜单ISSN在线(2319 - 8753)打印(2347 - 6710)
ISSN在线(2319 - 8753)打印(2347 - 6710)
巴塔查里亚号1,Aadhar Mandot2
|
| 相关文章Pubmed,谷歌学者 |
访问更多的相关文章国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术
PP /纳米黏土非织造复合材料是由旋转键技术在纺粘型织物的机器上。准备的非织造复合材料通过SEM和EDX技术特点。使用DSC分析了热性能,降低Tg狂欢拐点以及我H值与纳米黏土添加非织造布。这种复合非织造织物也评估他们的机械性能的变化。抗拉强度被发现增加的纳米黏土。撕裂强度pp /纳米黏土非织造还发现改进,相比没有添加纳米黏土非织造准备。
关键字 |
| 聚丙烯;纳米黏土;非织造布;热性能;机械性能。 |
介绍 |
| 聚丙烯具有许多优势在我们的日常生活,但患有高度易燃和有机自然的主要缺点,限制了其广泛应用。更广泛的适用性聚丙烯,研究的一个主要挑战是提高聚合物的阻燃和热电阻特性[1]。纳米复合材料是材料的类型,至少一维纳米粒子添加应该的范围。纳米复合材料通常是由有机聚合物纳米无机粒子分散,从而导致显著增加界面面积相比与传统的复合材料[1 - 3]。他们的优点结合无机材料(如硬度、热稳定性)和有机聚合物(如灵活性、电介质、延性和加工性)[42]。一般来说,加入粘土颗粒增强聚合物的热稳定性作为热绝缘体和大众运输障碍(14 - 16)在分解生成的挥发性产品。然而,它是非常困难的亲水性粘土(montmorrilonite)的清新,和,分散在一个疏水性聚合物矩阵。因此,有机改性粘土(organoclay)通常是在夹层空间使用的粘土颗粒是由扩展允许聚合物分子国米。融化夹层是最常用的,少溶剂的方法来合成聚合物/粘土纳米复合材料。方法涉及到聚合物链的扩散到画廊之间的空间organoclay (17、18)。 Conventional flame retardants are required in large quantity to make the polymer fire retardant which may affect the processing of polymer. By use of organically modified clay (nanoclay), interaction between the clay particles and the polymer matrix has been enhanced [19,20]. Polypropylene (PP) is a semicrystalline engineering thermoplastic commodity polymer that finds widespread use in various applications. Recently much attention has been focused on Polypropylene /organoclay nanocomposites preparation by melt blending method [21], which is a solvent free approach and industrial viable to synthesize polymerclay nanocomposite and broadly applicable to many polar and nonpolar polymers. In this study, nonwoven fabric of PP and PP/nanoclay composite were prepared by spun bond technique on lab spunbonding machine. The composites were characterized by SEM and EDX. The thermal behavior of the composites was investigated through differential scanning calorimetry (DSC). Finally, the mechanical properties were measured using standard methods. |
二世。材料和实验方法 |
| 材料:聚丙烯聚合物纤维级芯片35 MFI是从信实工业采购的。Organoclay(天然蒙脱土改良CTAB)是在实验室准备的。在这项研究中表示为纳米纳米黏土。所有这些材料和化学品使用前未经纯化。各种PP /纳米黏土非织造复合材料的成分在表1中给出。制备PP /纳米黏土复合材料:PP和纳米黏土与期望的比例(表1)熔体混合使用单螺杆挤出机(麦克斯韦混合挤出机,¾英寸dia)进给速率为200 g / h产生复合材料。挤压前,PP颗粒在85 oC烤箱干10 h和获得粗磨材料。挤压温度范围内执行240−250 oC的螺杆速度30 rpm。旋转债券面料生产使用实验室模型旋转焊接机。挤出机的机由四个区加热和加热旋转与计量泵头。喷丝板的测量数量的材料,突然进入拉伸区域。 The chamber consists of air suction and distributing unit, which stretches the filaments a high rate and then uniformly distributes on the conveyor below. This prepared layer is further passed through pair of heated rollers to make an uniform nonwoven fabric. A control sample with pure PP chips was also prepared for comparative study at same machine parameters. Processing conditions maintained for the production of different samples are optimized. Extruder and spinning conditions were maintained same for all the samples with the target fabric weight of 160 grams per square meter (GSM). All the samples produced in the experiments were conditioned for 24 hours under standard textile laboratory conditions before testing and evaluation. |
 |
PP /纳米黏土复合材料的表征 |
| )表面形貌和元素分析:进行了SEM和EDX测量和扫描电子显微镜(模型房子- 5610日本LV)配有牛津印加软件。b)热特性:热特征分析了非织造布的使用差示扫描量热法(DSC PerkinElmer型号6000,新加坡)温度范围从50°C到300°C下的10摄氏度/分钟升温速率常数氮50毫升/分钟的流量。c)机械测试:测试力学性能,标本在65±2%相对湿度条件和物理试验前27±2°c。非织造布的强度在gf /平方毫米不同浓度测量拉力试验机(LRY模型、劳埃德、U K),以50毫米/分钟的速度和长度20毫米计。 |
三世。实验结果和讨论 |
| 聚丙烯/粘土纳米复合材料纳米织物制备与添加纳米黏土颗粒在不同比例即,0.1,0.4,0.7,1 & 1.6到聚合物基质。PP /粘土纳米复合材料制备实验室模型旋转债券非织造机器。制备聚丙烯/纳米黏土复合非织造织物:从研究样品的粘度明显高于纳米添加剂的样品准备好纯 |
| 聚丙烯。这些粘度差异的主要作用是在加工性能,在压力旋转粘度增加而增加。这可能需要使用更高的融化温度进行适当的处理。然而,在这项研究中,熔体温度保持不变。处理几乎是没有任何重大问题1%添加纳米粘土颗粒。也观察到,加工性能不是很好1%以上的纳米黏土颗粒。与更高水平的(在这种情况下,1.6%)织物的粘土,有增加背压在模具和聚合物流动问题。为了避免任何进一步的问题,在这个阶段计量泵1增加到5,通过把值从0.09增加了gms /孔/分钟/分钟0.11 gms /洞。为了维护GSM、小卷取速度增加。以后,只对短期运行进行,没有观察到喷丝头脸上可能积聚。样品准备与不同组成的PP和纳米黏土如图1所示。 However, there was drip formation after a while and good quality fabrics could not be collected especially with higher than 1.6 % addition of nanoclay in composite samples. |
 |
| SEM分析:从SEM显微图观察图2好焊接的样品,没有纳米黏土添加。从债券的SEM显微图的比较点添加剂,没有添加剂,它显然是明显的,存在纳米黏土1%会导致更强的和统一的织物通过改善纤维的性质和焊接的质量。然而,仔细检查的几个键点显示差异键点和表面微观结构。扫描电镜显微图显示,在轧光纤维添加剂保持更好的完整性。增加粘土表面拓扑装载有不利影响。要更高水平的纳米黏土不显示进一步改善,可能是由于困难得到更好的分散和剥落的粘土聚合物。 |
 |
| EDX分析:EDX扫描样品没有纳米黏土和1 wt。%纳米黏土如图3所示。EDX曲线(b)的PP纳米黏土展览两个强烈的山峰Si和Al没有整洁的PP无纺布曲线(a)。 |
| 热分析:图4 (a)展示了差示扫描量热法(DSC)曲线的纯聚丙烯非织造布。这里纯聚丙烯非织造布样本加热10°C /分钟的速度高达300°C,它显示了T°聚丙烯非织造布的峰值温度为163.64°C和所需的总热量融化即焓(ΔH)是350.52 mJ。 |
 |
| 图4 (b和c)显示了纳米复合材料的无纺织物聚丙烯的DSC曲线和粘土纳米颗粒在1.0%和1.6%。T°峰值温度和焓的复合织物表2中给出。T°纳米黏土聚丙烯复合非编织的峰值温度分别为162.81°C和163.67纳米黏土加载PP复合非织造布为1.0%和1.6%。数据显示没有显著影响熔化温度的纳米复合材料织物由于粘土纳米颗粒。从最初结果ΔH值降低1 wt %添加纳米黏土。但这是进一步增加增加1.6 wt %的纳米黏土加载。没有重大改变T°发病峰值以及温度的样品;然而Tg拐点减少被发现的纳米黏土而产生的网络没有纳米填料的加入。这可能是由于粘土血小板在球粒的隔离边界,类似的结果也报道了Maiti等人在研究聚合物/粘土混合动力车[22]。Tg拐点以及ΔH值被发现低的非织造纳米黏土,这可能是由于纳米黏土颗粒的障碍的分子间结构页,因为均匀分散。 |
 |
 |
| 影响应变:非织造布伸长的结果如表3所示,它们在%应变转换适当的比较。通常,伸长主要关心的是无定形区域的变形主要和次要的债券是拉伸和剪切。从机器方向的结果和图6,可以看出公司的纳米粒子,随着应力值延伸率也会增加,这是一个独特的特性。通常情况下,材料的延伸率随压力的增加价值,但由于结构差异的材料即非织造布可以由于减少了焊接点。从SEM显微图,它也被观察到的整体结构旋转键无纺织物与增加纳米黏土加载变得开放。这可能导致债券分代的不均匀导致应变%的不可预知的行为。尽管纳米黏土材料的掺入聚合物的结构增加了内部应力值但减少债券点减少了国米摩擦,导致滑移和应变增加百分比。比例应变的结果的横向显示没有明显的趋势。已经清楚地看到从图6,添加0.1 wt %纳米粘土增加了紧张但增加0.4,0.7,1.0和1.6 wt %纳米黏土导致混合应变值的变化。这些观察不显示任何趋势或特定的行为,按照理论,应变%应减少的填充材料,但我们没有得到这样的结果,可能是由于旋转键的方法生产。 |
 |
| 对弯曲模量的影响:弯曲长度是织物的长度,弯下自己的体重在一定的程度上。弯曲长度和抗弯刚度的测量刚度决定覆盖质量。从图7,发现弯曲长度和抗弯刚度几乎不变的纳米黏土,轻微的弯曲长度和抗弯刚度增加0.4 wt %的纳米黏土。除了这并不重要,但进一步的粘土材料变得limpy。这可能是由于更少的焊接点从SEM粘土的比例更高。在交叉方向的情况下,弯曲长度和抗弯刚度的变化并不显著。 |
| 弯曲模量是一个价值维度的独立的带测试和被认为是“内在刚度”。从图7可以看出,代表机器方向的弯曲模量的数据,可以看出弯曲模量随聚合物的纳米黏土添加矩阵。这一趋势是0.4 wt %纳米黏土添加但同时改变并不重要。但是有轻微的弯曲模量下降超出0.4 wt %纳米黏土添加。这可能是由于纳米粒子的小尺寸不干涉聚合物矩阵或web。同时,无机物在聚合物基质中,内外不允许增加焊接点。图7中,还提出了横向的弯曲模量无纺织物,使没有明显的趋势,材料的模量/刚度。不过,可以看出,材料的弯曲模量减少。 |
 |
四。结论 |
| PP /纳米黏土非织造纳米复合材料织物成功由旋转键技术。SEM和EDX显示均匀分布的纳米黏土高达1 wt %加载。DSC数据表明,Tg拐点以及¯H值被发现低与纳米黏土添加非织造布。有提高抗拉强度和应变的函数填充wt %添加(0.1到1.0 wt %)。突然观察机械性能下降为1.6 wt % PP无纺布中添加纳米黏土。非织造复合织物的应用程序可以在不同食品包装、医疗和生物应用。这也可以为汽车行业是非常有用的产品。 |
引用 |
|