Rheological studies of highly-filled polyolefinic composites taking into consideration p-v-T characteristics

Abstract

Badania reologiczne kompozytów poliolefinowych o wysokim stopniu nape³nienia z uwzglêdnieniem charakterystyk p-v-T * *) Streszczenie-W czêoeci wstêpnej publikacji podano obszern¹ ogóln¹ charakterystykê nape³niaczy oraz omówiono mo¿liwooeci ich modyfikacji i jej wp³yw na w³aoeciwooeci uzyskiwanych z nich kompozytów. Przedstawiono wyniki w³asnych pomiarów reologicznych wysokonape³nionych (48-64 % mas.) kompozytów poliolefinowych, w których nape³nienie stanowi³ wêglan wapnia wprowadzany w postaci koncentratu i-PP/CaCO 3 do osnowy, któr¹ by³ PE-HD (tabela 1). Zastosowano przy tym tradycyjne urz¹dzenia pomiarowe, mianowicie reometr obrotowy typu sto¿ek/p³ytka (por. tabela 3), plastometr obci¹¿nikowy o zmiennym obci¹¿eniu t³oka, oraz dwuotworowy reometr kapilarny. Przebiegi uzyskiwanych za ich pomoc¹ krzywych lepkooeci kompozytów (metody typu off-line) porównywano z odpowiednimi przebiegami krzywych lepkooeci otrzymanymi na drodze pomiarów prowadzonych bezpooerednio w linii wyt³aczarskiej (metoda typu in line, reometr wyt³aczarkowy z g³owic¹ pomiarow¹ o wymiennych dyszach, rys. 3-9). Badania dotyczy³y trzech rodzajów materia³u: mieszanin PE-HD z i-PP (tabela 2, grupa R), kompozytu zawieraj¹cego koncentrat handlowy (tabela 2, grupa H) oraz kompozytu zawieraj¹cego koncentrat w³asny wytworzony w warunkach laboratoryjnych (tabela 2, grupa M). Zaobserwowano zjawisko tzw. rozrzedzania oecinaniem, czyli zmniejszania siê lepkooeci kompozytów ze wzrastaj¹c¹ szybkooeci¹ oecinania, jak równie¿ spadek tej lepkooeci ze wzrostem zawartooeci nape³niacza. Ta druga zale¿nooeae jest zauwa¿alna zw³aszcza w obszarze niewielkich szybkooeci oecinania, a niemal zanika w warunkach du¿ych szybkooeci oecinania. Porównanie krzywych lepkooeci otrzymanych metodami off-line i in-line wykaza³o istnienie analogicznych w obydwu przypadkach zale¿nooeci, pozwoli³o jednak na wykazanie znaczenia uwzglêdnienia zmian gêstooeci badanych materia³ów w toku pomiarów, a tak¿e wskaza³o na istotne znaczenie efektu pooelizgu wywo³anego przede wszystkim przez substancje modyfikuj¹ce nape³niacz (tu kwas stearynowy i woski). Pooelizg ten bezpooerednio wp³ywa na w³aoeciwooeci reologiczne kompozytów o wysokim stopniu nape³nienia modyfikowanym wêglanem wapnia. S³owa kluczowe: poliolefiny, wêglan wapnia, kompozyty, modyfikacja nape³niacza, w³aoeciwooeci reologiczne, zjawisko pooelizgu.

The evaluation of extensional viscosity of highly filled polyolefins composites films with calcium carbonate

“…For the polypropylene only 5.54 3 10 3 PaÁs. The drop in viscosity is the result of the increase in the contents of the iPP and CaCO 3 modifiers that is, stearic acid and waxes, in the system, as has been reported by the authors of the publication [30,38]. The behaviors of the viscosity curves determined for the reference curves have confirmed the previous MFR variation results.…”

The Influence of Processing Conditions on the Polypropylene Apparent Viscosity Measured Directly in the Mold Cavity

“…Rheological properties tests by using the devices previously described are off‐line measurements. There is also possibility to evaluate the viscosity of plasticized polymer materials on‐line or in‐line . It should be noted, however, that the first two research methods (by using plastometer and rheometer) do not comply all phenomena that occur in the plasticizing system of processing machines.…”

“…There is also possibility to evaluate the viscosity of plasticized polymer materials on-line or in-line. [4][5][6][7] It should be noted, however, that the first two research methods (by using plastometer and rheometer) do not comply all phenomena that occur in the plasticizing system of processing machines. Friesenbichler has showed that the viscosity measured by a capillary rheometer differs by 10% from the value determined during injection molding.…”

Nonisothermal crystallization of highly‐filled polyolefin/calcium carbonate composites

“…Owing to different statements regarding the influence of calcium carbonate on thermal properties and crystallinity degree of polyethylene and polypropylene, the main task of our studies was to determine the influence of CaCO 3 and its surface modification on nonisothermal crystallization of highly‐filled polyolefin composites (HFPCs). The HFPCs are ternary composites (PE‐MD/iPP/CaCO 3 ) that may be used in the production of paper‐like films …”

“…The HFPCs are ternary composites (PE-MD/iPP/CaCO 3 ) that may be used in the production of paper-like films. 27,28 One of the most significant difficulties occurring in the production of oriented materials, like films and fibers, is early viscosity increase caused by additives acting as nucleating agents on the semicrystalline polymeric matrix. In case of highly-filled composites (that contain between 30 and 50 wt % of the filler) designated for cast film production, the evaluation of crystallization kinetics, especially during primary crystallization, is necessary.…”