Polyamides from renewable sources as matrices of short fiber reinforced biocomposites

STANISLAW KUCIEL, PAULINA KUZNIAR, ANETA LIBER-KNEC
2012 Polimery  
Polyamides from renewable sources as matrices of short fiber reinforced biocomposites Summary -At present, in production of commercially available biopolyamides, castor oil is used as one of raw materials. In this paper possibilities of processing biocomposites based on biopolyamide (commercially delivered by Chinese company Suzhou Hipro Polymers) filled with 10 or 20 wt. % of glass, carbon or flax fibers were presented. Tensile properties (tensile strength, modulus of elasticity and elongation
more » ... city and elongation at break) of the composites in their conditioned state and after water soaking were discussed. As the results showed, a strong effect of reinforcement was obtained for all of the composites. The composites with glass and flax fibers have a great elongation and impact resistance. To evaluate fatigue stress of tested materials, simplified shortened Lehr's method was used. The results of this work can be used in the designing process of structural materials with varying stiffness and ability to dissipate energy depending on the expectations of the recipient. Keywords: biopolyamide, biocomposite, renewable sources, flax fiber, glass fiber, carbon fiber. POLIAMIDY ZE RÓDE£ ODNAWIALNYCH JAKO OSNOWY BIOKOMPOZYTÓW WZMAC-NIANYCH KRÓTKIMI W£ÓKNAMI Streszczenie -W pracy zaprezentowano aktualne mo¿liwooeci wytwarzania i modyfikacji poliamidów z surowców odnawialnych. Na przyk³adzie poliamidu otrzymywanego z oleju rycynowego i produkowanego na skalê przemys³ow¹ (Hiprolon 211) przedstawiono wyniki badañ kompozytów z dodatkiem 10 lub 20 % mas. w³ókien -szklanych, wêglowych lub lnianych. Porównano podstawowe w³aoeciwooeci wytrzyma³ooeciowe czystego biopoliamidu i jego kompozytów o ró¿nym stopniu nape³nienia (rys. 2-4). Wprowadzenie w³ókien we wszystkich przypadkach da³o wyraŸny efekt wzmocnienia. Wyznaczono wartooeci gêstooeci, temperatury miêknienia Vicata, udarnooeci okreoelanej metod¹ Charpy'ego z karbem (tabela 1), a tak¿e ch³onnooeci wody po 1, 7 i 30 dniach moczenia. Zbadano równie¿ zmiany w³aoeciwooeci wytrzyma³ooeciowych po 30-dniowej inkubacji w wodzie (rys. 6 i 7) czystego biopoliamidu i kompozytów z dodatkiem 10 % mas. nape³niaczy. Technik¹ SEM wykonano fotografie powierzchni prze³omów po rozci¹ganiu wytworzonych kompozytów. Widoczne s¹ na nich charakterystyczne cechy struktury i morfologia ró¿nych w³ókien (rys. 3). Przedstawiono rezultaty badañ dynamicznych kompozytów, a w szczególnooeci poziomy si³ wymuszaj¹cych, oerednie wyd³u¿enie oraz energie dyssypacji odpowiadaj¹cych narastaj¹cym ilooeciom pêtli mechanicznej histerezy (tabela 2, rys. 9). Porównano pêtle histerezy kompozytów z w³óknami szklanymi, wêglowymi i lnianymi (rys. 8). Wyniki przedstawionych badañ wykaza³y, ¿e istniej¹ du¿e mo¿liwooeci projektowania w³aoeciwooeci wytrzyma³ooeciowych kompozytów na osnowie d³ugo³añcuchowych biopoliamidów, poniewa¿ w³aoeciwooeci te zale¿¹ od rodzaju oraz ilooeci wprowadzanych w³ókien. S³owa kluczowe: biopoliamid, biokompozyt, surowce odnawialne, w³ókna lniane, w³ókna szklane, w³ókna wêglowe.
doi:10.14314/polimery.2012.627 fatcat:lzjpxqmelzhhnmwsvf7xauhdnq