Polipropilen/huntit kompozitlerinin mekanik, fiziksel ve morfolojik özellikleri
Huntit hidromagnezit (HH) polimere eklenmeden önce, silan bağlayıcı kullanılarak polipropilen (PP) matris ile uyumlu hale getirilmiştir. Buna ek olarak, HH ile uyumlu olması amacıyla maleik anhidrit aşılanmış PP (Ma-g-PP) matrisi ile de kompozitler oluşturulmuştur. Kompozit malzemeler, sanayide en sık tercih edilen yöntem olan eriyik karıştırma metodu ile laboratuvar ölçekli çift vidalı ekstruder kullanılarak, % 10 HH içerecek şekilde hazırlanmıştır. Granül haline getirilen kompozitler enjeksiyonlu kalıplama yöntemi ile şekillendirilmiştir. Hazırlanan kompozitlere sırasıyla çekme testi, dinamik mekanik analiz (DMA) ve erime akış indisi testleri uygulanmıştır. Numunelerin mekanik dayanımlarına ek olarak, dış hava şartlarında kullanımını belirlemek amacıyla su emme testleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca toz parçacıkların polipropilen matris içinde dağılımını gözlemlemek amacıyla tarayıcı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde,silanlanmış HH ve Ma-g-PP kullanımı ile elde edilen kompozitlerin mekanik özelliklerinde iyileşme gözlemlenmiştir. SEM görüntüleri incelendiğinde, silanlama işlemine tabi tutulmuş huntit ve Ma-g-PP kompozitlerinde huntit parçacıklarının PP matris içerisinde iyi dağılım gösterdigi ve parçacık ile polimer yüzeylerinin uyumlu olduğunu görülmektedir. Bu sonuç mekanik özelliklerdeki iyileşmeyi desteklemektedir. Kompozitlerin erime akış değerlerinde belirgin bir değişme olmamıştır. Bu sonuç, PP matrisine huntit dolgu maddesi eklenmesiyle polimerin işlenmesinde önemli bir sorunla karşılaşılmayacağını göstermektedir.
Mechanical, physical and morphological properties of polypropylene/huntite composites
Huntite hydromagnesite (HH) is compatibilised with the polypropylene (PP) matrix by using silane coupling agents before addition to polymer. In addition, composites with maleic anhydride grafted polypropylene (Ma-g-PP) matrix were prepared in order to compatible with HH. Composite materials which contain 10% HH content were prepared by using twin screw extruder which is the most common method in industry. Granulased composites were shaped with injection molding. Tensile test, dynamic mechanical analysis (DMA) and melt flow index tests were applied to composites, respectively. In addition to the mechanical properties of prepared composites, water absorption test of the composites were performed to consider their outdoor usage conditions. Scanning electron microscopy (SEM) was used to observe the dispersion of huntite particles inside the polypropylene matrix. Mechanical properties of composites obtained by using silanized huntite and Ma-g-PP were improved. SEM images show that composites which contain silanized huntite and Ma-g-PP have good dispersion of particles inside the PP matrix and particle surfaces were compatible with polymer surface. This results also support the mechanical test results. Distinct changes did not observed for the melt flow index results of the composites. This results indicate that addition of the huntite to the PP matrix causes no obvious problem to the processibility of the polymer.
___
- R. Stewart, V. Goodship, F. Guild , M.
Green, J. Farrow, “Investigation and
demonstration of the durability of air plasma
pre-treatment on polypropylene automotive
bumpers,” International Journal of
Adhesion and Adhesives, vol.25(2), pp.93–
99, 2005
- W. Hufenbach, R.Böhm, M.Thieme,
A.Winkler, E. Mader, J. Rausch, M. Schade,
“Polypropylene/glass fibre 3D-textile
reinforced composites for automotive
applications,” Materials and Design, vol.
32(3), pp.1468-1476, 2011.
- C. Mao, C. Zhang, Y. Qui, A. Zhu, J. Shen,
S.Lin, “Introduction of anticoagulation
group to polypropylene film by radiation
grafting and its blood compatibility,”
Applied Surface Science, vol.228(1-4),pp.
26-33,2004
- P.Tos, S.Artiaco,S. Coppolino, L.G.
Conforti,B. Battiston, “A simple sterile
polypropylene fingernail substitute,”
Chirurgie de la Main, vol.28(3), pp.143–
145, 2009
- Y.Kanbur, Z.Küçükyavuz, “Electrical and
mechanical properties of
polypropylene/carbon black composites,”
Journal of Reinforced Plastic and
Composites, vol.28(18), pp.2251-2260,
2009.
- S.P. Bao,S.C. Tjong, “Mechanical behaviors
of polypropylene/carbon nanotube
nanocomposites: The effects of loading rate
and temperature,” Materials Science and
Engineering:A., vol.485(1-2), pp.508-516,
2008.
- H.Y. Atay, E. Çelik, “Use of Turkish
huntite/hydromagnesite mineral in plastic
materials as a flame retardant,” Polymer
Composites, vol.31(10), pp. 1692-1700,
2010.
- L. Haurie, A.I. Fernández, J.I. Velasco, J.M.
Chimenos, J.M.L. Cuesta, F. Espiell,
“Synthetic hydromagnesite as flame
retardant. Evaluation of the flame behaviour
in a polyethylene matrix,” Polymer
Degradation and Stability, vol.91(5), pp.
989-994,2006.
- B. Larsson, A.G. Incemin, G. Georgiades, C.
Pust, “Huntite-hydromagnesite production
and applications,” 12th Industrial Minerals
International Congress, Chicago, 1996, pp.
57-60.
- H.Y. Atay, E. Çelik, “Mechanical properties
of flame-retardant huntite and
hydromagnesite-reinforced polymer
composites” Polymer-Plastics Technology
and Engineering, vol.52(2), pp.182-188,
2013.
- A. Basfar, H. Bae, “Influence of magnesium
hydroxide (MH) and huntite hydromagnesite
(HH) on mechanical properties of ethylene
vinyl acetate (EVA) compounds crosslinked by dicumyl peroxide and ionizing
radiation,” Journal of Fire Sciences,
vol.28(2), pp. 161-180, 2010.
- L.A. Savas, T.K. Deniz, U. Tayfun, M.
Dogan, “Effect of microcapsulated red
phosphorus on flame retardant, thermal and
mechanical properties of thermoplastic
polyurethane composites filled with
huntite&hydromagnesite mineral,” Polymer
Degradation and Stability, vol.135, pp.121-
129, 2017.
- T. Güler, U. Tayfun, M. Dogan, E. Bayramli,
“Effect of expandable graphite on flame
retardant, thermal and mechanical properties
of thermoplastic polyurethane composites
filled with huntite&hydromagnesite
mineral,” Thermochimica Acta, vol.647,
pp.70-80, 2017.
- A.S. Dike, U. Tayfun, M. Dogan, “Influence
of zinc borate on flame retardant and thermal
properties of polyurethane elastomer
composites containing huntite‐
hydromagnesite mineral,” Fire and
Materials, DOI: 10.1002/fam.2428.
- D. Metin, F. Tihminhoglu, D.Balköse, S.
Ülkü, “The effect of interfacial interactions
on the mechanical properties of
polypropylene/natural zeolite composites,”
Composites Part a-Applied Science and
Manufacturing, vol.35(1), pp. 23-32, 2004.
- G.A. Öktem, T. Tincer, “Preparation and
characterization of perlite‐filled high‐
density polyethylenes. I. Mechanical
properties,” Journal of applied polymer
science, vol. 54(8), pp.1103-1114, 1994.