PP矩阵的物理力学行为分析钢筋与填充材料和阻燃添加剂

沾光Kumar.C.D¹,亚莎Rani.N²

机械工程系助理教授,MVJ工程学院,印度班加罗尔- 67
助理教授、医疗电子、MVJ工程学院,印度班加罗尔- 67

文摘

现在工作处理聚丙烯的物理力学行为矩阵的研究钢筋与木粉填充材料和氧化decabromodiphenyl作为阻燃剂。人民党具有良好的机械性能,WF具有较高的弹性模量更少耐火为了提高耐火decabromodiphenyl氧化物作为阻燃剂,PP / WF / FR装配式复合材料已经评估了预先的属性如比重、表面硬度、吸水率、拉伸行为、弯曲行为和冲击强度。发现处女聚丙烯的拉伸强度为36.4 mpa和复合材料在于范围31.4 - 35.1 mpa。FR添加剂包含复合材料有助于提高可燃性财产但显示抗拉强度略有降低,但拉伸模量增加。

关键字

PP(聚丙烯),WF(木粉),DCO (decabromodiphenyl), FR(阻燃),PP-g-MA(马来酸酐接枝PP)、材料(木塑复合材料)

介绍

传统方法修改性能的热塑性塑料行业使用无机填料如滑石、碳酸钙、云母、玻璃和碳纤维。最近,有机填料由木材或农业植物从塑料行业引起了巨大的关注[1 - 2]。农业植物是一个很好的有机填充剂的原料来源。进行了几项研究制造热塑性复合材料使用WF或纤维包括麻、亚麻、黄麻、麻、苎麻(3 - 10)。

木粉填料的弹性模量大约是40倍高于PP和力量大约是20倍但木粉导致低的热行为[11]。人民党矩阵已经用于许多工业应用。玩具行业调查研究在这一领域,利用PP与WF填料[12]。目前业内更多的增援部队使用合成纤维,因其良好的物理和化学性质。另一方面这些材料问题丢弃,因此他们不是生物降解,对环境有害。所以研究人员处理合成纤维的替代天然纤维如椰子、剑麻、竹子等[13 - 15]。木材-聚丙烯通常用于汽车应用和消费产品和这些组件最近调查用于建筑档案[16]。

制备的复合材料

DCO的制造和WF加载与PP复合DCO对PP / WF的性能的影响。复合材料的配方如表1.1所示。一系列的复合材料不同数量即。,0、3、6和9 wt %的FR 30 wt % WF +填料填充PP复合材料所制作的熔融混合方法。在复合材料的制造3% PP-g-MA作为增容剂PP和WP之间。PP-g-MA的比率保持不变在3%对PP复合材料的水平。

结果与讨论

物理性质

比重

计算复合材料的平均比重表1.2所示。复合材料的比重变化从1.016到1.093比0.896原始页。很明显,WF和FR人民党矩阵的比重增加。在女警官,增加特定重力可能导致更好的纤维束分散,聚合物中空纤维膜渗透或更好的散装包装由于增加WF填料的纤维排列。

水吸收

整洁的处女PP的吸水率是0.01%,复合材料是在环境温度范围1.28 - -1.41%,在沸水温度的处女PP为0.08%,吸水复合材料是在2.1 - -3.3%。水的溶液扩散通过复合材料表面的水吸收行为结果高于核心,增加衰减特性的复合材料的问题。WF填充复合材料的吸水主要是因为存在的木质纤维素的填料。水吸收倾向于保留在国米纤维素结构的纤维空间这些填充物以及缺陷的接口和微孔隙的复合材料。

表面硬度

表面硬度是衡量抗渗透。维珍PP和复合材料的表面硬度测量表1.2中给出。处女PP的表面硬度是65 D,而对于复合73.5海岸D .复合材料的表面硬度值是71.5到73.0范围海岸D平均表面硬度显著增加WF填料的添加。这是因为WF有机填料和在本质上是刚性的,预计增加复合材料的刚度。

机械性能

复合材料的力学性能起着至关重要的作用在大多数承载的应用程序。航空复合材料的需求增加,民用、汽车和结构的应用程序。PP的力学性能/ WF / FR 3标题下,讨论了复合材料拉伸、弯曲和冲击强度

抗拉强度

FR整合提出了复合材料的拉伸性能测量在表1.3

WF的增加降低了复合材料的抗拉强度比处女PP从表1.3发现处女PP和PP / WF的抗拉强度分别为36.4和34.8 mpa。的抗拉强度PP / WF / FR在于范围31.4 - -33.2 MPa。它指出,抗拉强度下降30 wt % WF的增加。

从表1.3发现处女聚丙烯的拉伸模量是1657 MPa和PP / WF复合是4131 MPa。有人指出PP / WF综合表现出比处女PP拉伸模量急剧增加,因为由于分子流动性的限制或变形的PP WF颗粒占复合材料的模量增加。拉伸模量的PP / WF / FR在于范围3558 - 4450 MPa。的FR (DCO) PP / WF显示了复合材料的拉伸模量增加。PP的延伸率是12.7,而PP / WF和PP / WF / FR 2.7结果大大减少伸长后的30 wt % WF页。

弯曲性能

变形曲线为所有的情节PP / WF复合材料图2所示。

弯曲的结果清楚地表明在挠曲强度显著提高整合WF和DCO (FR) PP矩阵。观察到,维珍的挠曲强度PP和PP / WF, PP / WF / FR分别25.6和47.6 MPa(表1.4)。圣母页平均抗弯模量1650 MPa,将30 wt % WF PP矩阵大大提高弯曲模量。FR的掺入聚丙烯/ WF注意到改善弯曲模量的值与增加阻燃和价值在于3312 - 3328 MPa的范围(表1.4)

悬臂梁式冲击强度

悬臂梁式冲击试验是广泛用于冲击韧性的表征。FR的影响切口冲击强度值的维珍PP、PP / WF复合材料展示在表1.4。从表中发现处女PP的悬臂梁式冲击强度为22.3 J / m和PP / WF是18.4 J / m。WF的加入降低了冲击强度值,这是因为WF填料扰乱矩阵连续性和每个填料粒子是应力集中的网站,也作为微裂纹引发剂。PP的冲击强度值/ WF / FR被发现从22.4增加到24.7 J / m (DCO从3%到9%)。添加DCO (FR)边际改善PP / WF显示冲击强度值。冲击强度增加而增加FR PP / WF复合。

结论

在这项工作中,一个企图利用WF资源和减少碳足迹的塑料。WF公司后复合材料的吸水行为增加,因为WF在本质上是亲水的。复合材料的抗拉强度从36.4下降到31.8 MPa和模量从1657年到4450年成立后的MPa的WF PP矩阵。延伸率大大减少从12.3到2.7%。弯曲强度和模量的值显示提高两倍,比原始页。由悬臂梁式冲击强度韧性测量显示边际增量。

引用

C。克莱蒙斯,塑复合材料在美国,两个行业的接口,森林Prod.J。2002 10 - 18,52岁(6)。
测向c·克莱蒙斯·考尔菲德,右眼Jacopson和智慧罗手册木材化学和木材复合材料,泰勒和法国,纽约(2005)365。
J, Gassan A.K.Bledzki,纤维表面处理对jute-PP复合材料的力学性能,部分。28 (A) (1997) 993 - 1000
L.Y. Mwaikambo和议员Ansell,麻麻麻的化学改性和kopakfibers碱性化,j .达成。聚。科学。,84 (2002) 2222-2234.
K,约瑟夫,C。Pavithran和S。托马斯,附着力的影响力学性能和断裂行为的短剑麻纤维增强聚合物复合材料,欧元。聚。J。,32 (10) (1996) 1243-1250.
M.M.祈神保佑,帐面价值Kokta,改性PP对木屑填充PP复合材料的物理性能,j .副词变异较大。抛光工艺。,12(2) (1993) 167-183.
M。祈神保佑,H。李高刚度天然纤维增强PP复合材料混合,pOLym-plast。Technol.Eng。,423 (5) (2003) 853-862.
B.M.普拉萨德和M.M.祈神保佑,机械性能的热处理大麻纤维在惰性气氛潜在的复合强化,板牙。研究创新。,7 (2003) 231-238.
K。范德维德和P。Keikens,热塑性聚合物,概述几种属性及其后果的亚麻纤维增强复合材料,变异较大。测试。,20(2001) 885-893.
一个。Proc Backiel,纤维的方程。木fiber-plastic复合材料,麦迪逊,WI, (1995) 3 - 7。
K。Oksman和参考书籍《、塑料和复合材料从polyactic酸:•瓦伦堡英尺,Wetson <编辑。天然纤维、塑料和复合材料、Norwell Kluwner学术出版社,(1)(2004)。
G。Zanotto E。Hilig, K。灰鼬鼠,大肠Freire十六国会Brasilerio de Engenaria——Ciencia dos材料,portoalegre, CD, (2004)。
年代。达塔d . Lohse j .聚合物增容剂:在聚合物混合使用和收益,CincinattiHansergardner出版物(1996)。
一个。里昂和S。保罗,Plastico印度河。,229 (2001)214 - 229。
J.M.F. Paiva和大肠Frollini、天然聚合物和agro-fibers复合材料为基础,(2000)229 - 255。
W。王,巴尔莫雷尔,水的吸附特征两个木头/塑料复合材料、森林刺激。J。54 (12)(2004)209 - 212。
Guneri Akovali,手册复合制作,编辑,Rapra Tech.有限公司,英国。
H。Dvir, M。Gottlieb, S.Daren&E。对此,火焰的优化——迟钝PP复合,Comp.Sci&科技,63 (13)(2003)1865 - 1875。