Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

WYNIKI Tabela 1. Zależność siły zrywającej od stężenia aktywatora fotodegradacji i masy powierzchniowej modyfikowanych włóknin PP zestawiono w tabeli 1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "WYNIKI Tabela 1. Zależność siły zrywającej od stężenia aktywatora fotodegradacji i masy powierzchniowej modyfikowanych włóknin PP zestawiono w tabeli 1."— Zapis prezentacji:

1 WYNIKI Tabela 1. Zależność siły zrywającej od stężenia aktywatora fotodegradacji i masy powierzchniowej modyfikowanych włóknin PP zestawiono w tabeli 1. Rysunek 1. Zestawienie wyników badań analizy mikroskopowej dla włóknin A/100 dla wybranych serii badania MODYFIKOWANE WŁÓKNINY POLIPROPYLENOWE O ZWIĘKSZONEJ PODATNOŚCI NA FOTODEGRADACJĘ WYTWARZANE METODĄ SPUN-BONDED Konrad SULAK *, Tomasz MIK *, Małgorzata LICHOCIK *, Beata WITKOWSKA **, Katarzyna WIERUS **, Izabela KRUCIŃSKA # * Instytut Biopolimerów i Włókien Chemicznych, ul. M. Skłodowskiej-Curie 19/27, Łódź ** Instytut Włókiennictwa, ul. Gdańska 118, Łódź # Politechnika Łódzka, Polska Platforma Przemysłu Tekstylnego, Wydział Technologii Materiałowych i Wzornictwa Tekstyliów, Katedra Materiałoznawstwa, Towaroznawstwa i Metrologii Włókienniczej,ul. Żeromskiego 116, Łódź WPROWADZENIE Polipropylen (PP) należy do najbardziej popularnych tworzyw sztucznych. Bardzo szeroki przedział zastosowań polipropylenu narzuca konieczność jego modyfikacji tak aby wytworzone z niego wyroby były z jednej strony odporne mechanicznie oraz na warunki środowiskowe (np. rury do transportu cieczy, folia ogrodnicza, osłony kabli energetycznych) z drugiej powinny ulegać w miarę szybkiemu rozkładowi po zużyciu (np. materiały medyczne i higieniczne, opakowania jednorazowe). Wrażliwość włókien polipropylenowych na naturalne promieniowanie UV, będąca wadą w wypadku tradycyjnych zastosowań włókienniczych, może być zaletą w produktach, które po spełnieniu swojej funkcji powinny ulec rozkładowi możliwie bez dodatkowych nakładów na utylizację. Konieczne jest jednak dodanie do polimeru związku zawierającego grupy chromoforowe inicjujące degradację fotooksydacyjną polimeru. Dodatek do PP takiego związku umożliwi wyprzędzenie włókien, trwałych w warunkach magazynowania, które będą jednak ulegały rozkładowi w zaprogramowanym okresie użytkowania. Fotodegradacja zachodząca pod wpływem promieni UV polega na wzbudzeniu reakcji rodnikowych prowadzących do skracania łańcucha polimerowego a w konsekwencji do zmian właściwości fizycznych i mechanicznych produktów wykonanych z polipropylenu. Warunki mechaniczne i środowiskowe takie jak natężenie i długość fali światła, naprężenie, temperatura, czas ekspozycji mają istotny wpływ na mechanizm i przebieg procesu fotodegradacji [1-5]. CEL PRACY Celem pracy była ocena właściwości włóknin wytworzonych techniką spun-bonded z polipropylenu modyfikowanego aktywatorem fotodegradacji. MATERIAŁY I METODYKA BADAWCZA Materiały: Do formowania włóknin zastosowano polipropylen wyprodukowany przez firmę Basell Orlen Polyolefins Sp. z o.o. o nazwie handlowej Moplen HP462. Jako aktywator fotodegradacji stosowano stearynian żelaza w postaci koncentratów w polipropylenie o stężeniach odpowiednio 1; 2,5; 5 i 15 %. Koncentraty zostały wytworzone przez Instytut Włókiennictwa. Formowanie włóknin: Ekspozycja próbek włóknin: Celem ekspozycji próbek modyfikowanych włóknin na światło słoneczne w Instytucie Włókiennictwa zaprojektowano i skonstruowano stanowisko badawcze, które zamontowane zostało na południowej ścianie budynku Instytutu. Próbki włóknin mocowane były na stalowej ramie, natomiast do stelaża stanowiska przymocowano dwa czujniki natężenia promieniowania: CMP 3 i CUV 4 f-my Kipp & Zonen B.V. Czujniki umożliwiają pomiar natężenia światła w następujących zakresach widmowych: CMP 3 w zakresie ultrafioletu i widzialnym 310 ÷ 2800 nm, CUV 4 w zakresie ultrafioletu 305 ÷ 385 nm. Czujniki współpracują z komputerem wyposażonym w oprogramowanie LOGBOX, które umożliwia rejestrację (co 30 s) i archiwizację energii promieniowania UV i widzialnego. Naświetlanie modyfikowanych próbek włóknin zaplanowano na okres pół roku rozpoczynając od 18 kwietnia Przyjęto dwutygodniowy interwał pobierania próbek ze stanowiska. Ogółem wykonano 8 serii naświetlania. Całkę dobową P wyliczano ze wzoru: P – energia promieniowania [kJ/m 2 ], W – natężenie promieniowania [W/m 2 ], n – liczba pomiarów w ciągu doby. Równolegle prowadzono badania naświetlania próbek badanych wariantów włóknin w świetle lampy ksenonowej w aparacie Xenotest Alpha HE firmy Atlas w natężeniu UV odpowiadającym serii naświetlania światłem słonecznym. Do symulacji światła dziennego na zewnątrz pomieszczeń zastosowano filtry Xenochrome 300 oraz cylinder zewnętrzny ze szkła Suprax. Czujniki mierzyły i regulowały temperaturę wewnątrz komory (CHT, ang. chamber temperature) oraz na powierzchni próbki (BST, ang. black- standard thermometer). Dla wszystkich badanych wariantów włóknin wykonano badania siły masymalnej przy zerwaniu przed naświetlaniem oraz dokonano analizy topografii włóknin. Parametry te przyjęto jako wyjściowe i w stosunku do nich odnoszono wyniki uzyskiwane w kolejnych seriach naświetlania zarówno światłem słonecznym jak i lampy ksenonowej. Badania metrologiczne: Właściwości fizyko-mechaniczne włóknin badano stosując zrywarkę Instron 5544, zgodnie z odpowiednimi normami polskimi dla włóknin: masa powierzchniowaPN-EN :1994, siła zrywająca PN EN ISO 5079:1999 Podziękowania Praca wykonana w ramach projektu kluczowego, numer POIG /08 wpófinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Literatura: [1] McKellar JF, Allen NS. Photochemistry of man-made polymers. Essex, England: Applied Science Publishers Ltd.; p. 31. [2] Rabek JF. Photostablization of polymers, principle and applications. New York, USA: Elsevier Science Publishers Ltd.; [3] Allen NS, Edge M. Fundamental of polymer degradation and stabilisation. New York: Elsevier Applied Science Publishers; [4] Yang CQ, Martin LK. Photo- and thermal-oxidation of the nonwoven polypropylene fabric studied by FT-IR photoacoustic spectroscopy. J Appl Polym Sci 1994;51:389e97. [5] Zhengfeng Z, Xingzhou H, Zubo L. Wavelength sensitivity of photooxidation of polypropylene. Polym. Degrad.Stab 1996;51: 93-7 Seria/energia promieniowania, kJ/m 2 Średnia wartość siły zrywającej [N], ekspozycja na świtało lampy ksenonowej A/50B/50C/50D/50A/100B/100C/100D/100 Przed naświetlaniem 15,318,320,622,730,527,230,233,1 III / ,99,84,41,126,221,54,24,3 V / degradacja6,42,4degradacja Seria/energia promieniowania, kJ/m 2 Średnia wartość siły zrywającej [N], ekspozycja na świtało słoneczne A/50B/50C/50D/50A/100B/100C/100D/100 Przed naświetlaniem 15,318,320,622,730,527,230,233,1 III / ,90,60,9degradacja15,59,30,90,2 V / degradacja2,61,3degradacja A/100 przed naświetlaniem A/100 po naświetlaniu lampą ksenonową III series kJ/m 2 A/100 po naświetlaniu światłem słonecznym III series kJ/m 2 Proces formowania włóknin prowadzono na stanowisku laboratoryjnym zaprojektowanym i zbudowanym przez Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Maszyn Włókienniczych "Polmatex- Cenaro" w ramach PZ 3.1. Włókniny formowano w następujących warunkach: temperatura stopu polimeru o C, wydajność wytłaczania 0,10-0,21 g/min/otw, filiera 467 otworowa (0,6mm/2,0mm), ciśnienie powietrza w komorach dolotowych 1550 Pa, szybkość odbioru włókniny 2,4-5,0 m/min. Wytworzono osiem wariantów włóknin różniących się masą powierzchniową, tj. 50g/m 2 i 100g/m 2 oraz stężeniem procentowym aktywatora fotodegadacji w masie polimeru. Warianty stężenia: A - 0,02%; B - 0,05%; C - 0,1%; D - 0,3%. W dalszej części przyjęto następujące oznaczenia A/50, B/50, C/50, D/50 oraz A/100, B/100, C/100, D/100. PODSUMOWANIE Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że proces fotodegradacji modyfikowanych włóknin PP jest silnie uzależniony od stężenia aktywatora w masie włókna. Przyjęte warianty stężenia stearynianu żelaza C - 0,1% i D - 0,3% okazały się zbyt wysokie. Po trzeciej serii (6 tygodni) naświetlania światłem słonecznym w przypadku włóknin C/50 i D/50 wystąpił blisko 100% spadek siły maksymalnej i rozpad włókniny. Po piątej serii naświetlania nastąpił rozpad wszystkich włóknin o masie powierzchniowej 50 g/m 2 uniemożliwiający wykonanie badań wytrzymałości. Ponadto stwierdzono, że próbki włóknin PP eksponowanych na zewnątrz ulegają intensywniejszej fotodegradacji niż badane w aparacie Xenotest. Potwierdzają to zarówno wyniki badań siły maksymalnej przy zerwaniu jak i wyniki badań mikroskopowych. Wspomniane powyżej warianty włóknin A/100 i B/100 po piątej serii naświetlania światłem lampy ksenonowej zachowały odpowiednio 20% i 4% wytrzymałości wyjściowej włóknin. Różnice takie zaobserwowano pomimo, że natężenie UV lampy xenonowej w każdej serii naświetlania odpowiadało natężeniu UV światła słonecznego. Świadczy to o tym, że warunki badań w xenoteście nie są w stanie w pełni zasymulować warunków zewnętrznych. Warto jednak podkreślić, że siła maksymalna przy zerwaniu i analiza mikroskopowa są tylko narzędziem w ocenie postępu procesu fotodegradacji modyfikowanych włóknin PP i zasadności doboru stężenia aktywatora w masie włókna. W ramach projektu Biogratex prowadzone są również badania w rzeczywistych warunkach polowych, które pozwolą w pełni ocenić przydatność nowego asortymentu włóknin PP.


Pobierz ppt "WYNIKI Tabela 1. Zależność siły zrywającej od stężenia aktywatora fotodegradacji i masy powierzchniowej modyfikowanych włóknin PP zestawiono w tabeli 1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google