References

plasticnews

Пластические массы

Plasticheskie massy

0554-2901

PLASTMASSY Publishing House (Moscow)

10.35164/0554-2901-2018-3-4-40-45

plasticnews-253

Research Article

Статьи

Наполненные короткими базальтовыми волокнами композиты на основе смеси полипропилена и металлоценового этиленпропиленового эластомера

Нгуен

М. Т.

mtuan1801@gmail.com

Чалая

Н. М.

noemail@neicon.ru

Осипчик

В. С.

noemail@neicon.ru

Российский химико-технологический университет им. Д.И. МенделееваRussian FederationОАО «МИПП - НПО «Пластик»Russian Federation

2018

05062019

03-44045

2019

Нгуен М.Т., Чалая Н.М., Осипчик В.С.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/253

Исследованы механические свойства и структура наполненных короткими базальтовыми волокнами (БВ) композитов на основе смеси полипропилена (ПП) и металлоценового этиленпропиленового эластомера (мЭПЭ). Показано, что введение коротких БВ в смеси ПП/мЭПЭ при обеспечении хорошей адгезии «волокно-матрица» путем добавления малеинизированного полипропилена (МАПП) приводит к значительному повышению модуля упругости и предела текучести при растяжении. При испытании на образцах с надрезом ударная вязкость композитов ПП/мЭПЭ/БВ/МАПП улучшается с увеличением содержания волокон. Такая тенденция наблюдается в случае образцов без надреза только при низких температурах испытания. Для объяснения наблюдаемых явлений рассмотрены результаты влияния введенных волокон и условий испытания на зарождение и распространение трещины.

The mechanical properties and structure of composites filled with short basalt fibers (SBF) based on blend of polypropylene (PP) and metallocene ethylene-propylene elastomer (mEPE) are studied. It has been shown that the introduction of SBF in the PP/mEPE blend while ensuring good adhesion fiber-matrix by adding maleated polypropylene (MAPP) lead to significant increases in the modulus of elasticity and the tensile yield stress. When tested with notched specimens, the impact strength of PP/mEPE/SBF/MAPP composites improves with increasing fiber content. This trend is also observed in the case of un-notched specimens only at low test temperatures. To explain the observed phenomena, the influence of introduced fibers and test conditions on crack nucleation and crack propagation is proposed.

полипропиленметаллоценовый этиленпропиленовый эластомербазальтовое волокноударная вязкость

polypropylenemetallocene ethylene-propylene elastomerbasalt fiberimpact strength

References1

Vikas G. A Review on Properties of Basalt Fiber Reinforced Polymer Composites / G. Vikas, M. Sudheer // American Journal of Materials Science, -2017. -Vol. 7. -p. 156-165.

Mechanical properties and viscoelastic behavior of basalt fiber-reinforced polypropylene / M. Botev, H. Betchev, D. Bikiaris, C. Panayiotou // Journal of Applied Polymer Science, -1999. -Vol. 74. -p. 523-531.

Use of silane agents and poly(propylene-g-maleic anhydride) copolymer as adhesion promoters in glass fiber/polypropylene composites / D. Bikiaris, P. Matzinos, A. Larena, V. Flaris, C. Panayiotou // Journal of Applied Polymer Science, -2001. -Vol. 81. -p. 701-709.

Polypropylene/short glass fibers composites: effects of coupling agents on mechanical properties, thermal behaviors, and morphology / JH. Lin, CL. Huang, CF. Liu, CK. Chen, ZI. Lin, CW. Lou // Materials, -2015. -Vol. 8. -p. 8279-8291.

Roux C. Parameters regulating interfacial and mechanical properties of short glass fiber reinforced polypropylene / C. Roux, J. Denault, M. F. Champagne // Journal of Applied Polymer Science, -2000. -Vol. 78. -p. 2047-2060.

Some studies on glass fiber-reinforced polypropylene. Part I: Reduction in fiber length during processing / V. B. Gupta, R. K. Mittal, P. K. Sharma, G. Mennig, J. Wolters // Polymer composites, , -1989. -Vol. 10. -p. 8-15.

Some studies on glass fiber-reinforced polypropylene. Part II: Mechanical properties and their dependence on fiber length, interfacial adhesion, and fiber dispersion / V. B. Gupta, R. K. Mittal, P. K. Sharma, G. Mennig, J. Wolters // Polymer composites, -1989. -Vol. 10. -p. 16-27.

Microstructure and fracture ehavior of short and long fibre-reinforced polypropylene composites / D. E. Spahr, K. Friedrich, J. M. Schultz, R. S. Bailey // Journal of Materials Science, -1990. -Vol. 25. -p. 4427-4439.

Zebarjad S. M. Hybrid PP-EPR-GF composites. Part 1 - Deformation mechanisms / S. M. Zebarjad, R. Bagheri, A. Lazzeri // Plastics, Rubber and Composites, -2001. -Vol. 30. -p. 370-376.

Zebarjad S. M. Hybrid PP-EPR-GF composites. Part II: fracture mechanisms / S. M. Zebarjad, R. Bagheri, A. Lazzeri // Plastics, Rubber and Composites, -2003. -Vol. 32. -p. 439-444.

Gupta A. K. Glass-fiber-reinforced polypropylene/EPDM blend. I. Melt rheological properties / A. K. Gupta, P. Krishna Kumar, B. K. Ratnam // Journal of Applied Polymer Science, -1991. -Vol. 42. -p. 2595-2611.

Gupta A. K. Glass fiber reinforced polypropylene/EPDM blends. II. Mechanical properties and morphology / A. K. Gupta, K. R. Srinivasan, P. Krishna Kumar // Journal of Applied Polymer Science, -1991. -Vol. 43. -p. 451-462.

Weizhi Wang. Mechanical properties and morphological structures of short glass fiber reinforced PP/EPDM composite / Weizhi Wang, Longxiang Tang, Baojun Qu // European Polymer Journal, -2003. -Vol. 39. -p. 2129-2134.

Jancar J. Yielding and impact ehavior of pp/sgf/epr ternary composites with controlled morphology / J. Jancar // Journal of Materials Science, -1996. -Vol. 31. -p. 3983-3987.

Stamhuis J. E. Mechanical properties and morphology of polypropylene composites. III. Short glass fiber reinforced elastomer modified polypropylene / J. E. Stamhuis // Polymer composites, -1988. -Vol. 9. -p. 280-284.

Arencón D. Fracture toughness of polypropylene-based particulate composites / D. Arencón, J. I. Velasco // Materials, -2009. -Vol. 2. -p. 2046-2094.

Lauke B. Contribution to the micromechanical interpretation of fracture work of short-fibre-reinforced thermoplastics / B. Lauke, B. Schultrich, R. Barthel // Composites Science and Technology, -1985. -Vol. 23. -p. 21-35.

Fracture resistance of short-glass-fiber-reinforced and short-carbon-fiber-reinforced polypropylene under Charpy impact load and its dependence on processing / S.Y. Fua, B. Lauke, E. Mäder, X. Hua, C.Y. Yue // Journal of Materials Processing Technology, -1999. -Vol. 89-90. -p. 501-507.

Zebarjad S. M. The influence of glass fiber on fracture behavior of isotactic polypropylene / S.M. Zebarjad // Materials & Design, -2003. -Vol. 24. -p. 531-535.

Szabó J. S. Static fracture and failure behavior of aligned discontinuous mineral fiber reinforced polypropylene composites / J. S. Szabó, T. Czigány // Polymer Testing, -2003. -Vol. 22. -p. 711-719.

Karger-Kocsis J. Instrumented impact fracture and related failure behavior in short- and long-glass-fiber-reinforced polypropylene / J. Karger-Kocsis // Composites Science and Technology, -1993. -Vol. 48. -p. 273-283.

Шитов Д. Ю. Разработка наномодифицированных полиолефинов: Афтореф. дис. …канд. техн. наук: 05.17.06 / Шитов Дмитрий Юрьевич; РХТУ. - М., 2015.- 16 с.

Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие / М. Л. Кербер, В. М. Виногардов, Г. С. Годовский и др.; под ред. А. А. Берлина. - СПБ.: Профессия, 2008. -560 с.

Нгуен Минь Туан, Н. М. Чалая, В. С. Осипчик Структура и физико-механические свойства смесей полипропилена и металлоценового этиленпропиленового эластомера // Пластические массы, -2017. - № 9-10. - С. 12-16.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.