Mechanical, Thermal and Rheological Properties of Polyethylene-Based Composites Filled with Micrometric Aluminum Powder - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

Mechanical, Thermal and Rheological Properties of Polyethylene-Based Composites Filled with Micrometric Aluminum Powder

Abstrakt

Investigations related to polymer/metal composites are often limited to the analysis of the electrical and thermal conductivity of the materials. The presented study aims to analyze the impact of aluminum (Al) filler content (from 1 to 20 wt%) on the rarely investigated properties of composites based on the high-density polyethylene (HDPE) matrix. The crystalline structure, rheological (melt flow index and oscillatory rheometry), thermal (differential scanning calorimetry), as well as static (tensile tests, hardness, rebound resilience) and dynamic (dynamical mechanical analysis) mechanical properties of composites were investigated. The incorporation of 1 and 2 wt% of aluminum filler resulted in small enhancements of mechanical properties, while loadings of 5 and 10 wt% provided materials with a similar performance to neat HDPE. Such results were supported by the lack of disturbances in the rheological behavior of composites. The presented results indicate that a significant content of aluminum filler may be introduced into the HDPE matrix without additional pre-treatment and does not cause the deterioration of composites’ performance, which should be considered beneficial when engineering PE/metal composites.

Cytowania

  • 5

    CrossRef

  • 7

    Web of Science

  • 8

    Scopus

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 13 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuły w czasopismach
Opublikowano w:
Materials nr 13, strony 1 - 18,
ISSN: 1996-1944
Język:
angielski
Rok wydania:
2020
Opis bibliograficzny:
Mysiukiewicz O., Kosmela P., Barczewski M., Hejna A.: Mechanical, Thermal and Rheological Properties of Polyethylene-Based Composites Filled with Micrometric Aluminum Powder// Materials -Vol. 13,iss. 5 (2020), s.1-18
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/ma13051242
Bibliografia: test
  1. Bakis, C.E.; Bank, L.C.; Brown, V.L.; Cosenza, E.; Davalos, J.F.; Lesko, J.J.; Machida, A.; Rizkalla, H.; Triantafillou, T.C. Fiber-Reinforced Polymer Composites for Construction-State-of-the-Art Review. J. Compos. Constr. 2002, 6, 73-87. otwiera się w nowej karcie
  2. Chamis, C.C. Polymer Composite Mechanics Review-1965 to 2006. J. Reinf. Plast. Compos. 2007, 26, 987- 1019. otwiera się w nowej karcie
  3. Dixit, S.; Goel, R.; Dubey, A.; Shivhare, P.R.; Bhalavi, T. Natural Fibre Reinforced Polymer Composite Materials-A Review. Polym. Renew. Resour. 2017, 8, 71-78. otwiera się w nowej karcie
  4. Mohd Radzuan, N.A.; Sulong, A.B.; Sahari, J. A review of electrical conductivity models for conductive polymer composite. Int. J. Hydrog. Energy 2017, 42, 9262-9273. otwiera się w nowej karcie
  5. Chapple, S.; Anandjiwala, R. Flammability of Natural Fiber-reinforced Composites and Strategies for Fire Retardancy: A Review. J. Thermoplast. Compos. 2010, 23, 871-893. otwiera się w nowej karcie
  6. Thakur, V.K.; Kessler, M.R. Self-healing polymer nanocomposite materials: A review. Polymer 2015, 69, 369-383. otwiera się w nowej karcie
  7. Rudawska, A.; Jakubowska, P.; Kloziński, A. Surface free energy of composite materials with high calcium carbonate filler content. Polimery 2017, 62, 6, 434-440. otwiera się w nowej karcie
  8. Zhang, J.; Wu, J.-L.; Mo, H.; Ma, Z.-M.; Zhou, N.; Yuan, J.; Shen, J. Rheology and processability of polyamide66 filled with different-sized and size-distributed calcium carbonate. Polym. Compos. 2011, 32, 1633-1639. otwiera się w nowej karcie
  9. Kloziński, A.; Jakubowska, P.; Przybylska, J.E.; Przekop, R. Application of in-line rheological measurements for characterization of polypropylene/opoka rock powder composites. Polimery 2019, 64, 4, 282-289. otwiera się w nowej karcie
  10. Stabik, J. Selected Problems of Rheology of Plasticized Filled Polymers; Publisher of the Silesian University of Technology: Gliwice, Poland, 2004.
  11. Mosavian, M.T.H.; Bakhtiari, A.; Sahebian, S. Influence of Alumina Particles on Thermal Behavior of High Density Polyethylene (HDPE). Polym. Plast. Technol. Eng. 2012, 51, 214-219. otwiera się w nowej karcie
  12. Xu, Y.; Chung, D.D.; Mroz, C. Thermally conducting aluminum nitride polymer-matrix composites. Compos. Part A Appl. S 2001, 32, 1749-1757. otwiera się w nowej karcie
  13. Huang, X.; Kim, C.; Ma, Z.; Jiang, P.; Yin, Y.; Li, Z. Correlation between rheological, electrical, and microstructure characteristics in polyethylene/aluminum nanocomposites. J. Polym. Sci. B Polym. Phys. 2008, 46, 2143-2154. otwiera się w nowej karcie
  14. Zhou, W. Thermal and dielectric properties of the AlN particles reinforced linear low-density polyethylene composites. Thermochim. Acta 2011, 512, 183-188. otwiera się w nowej karcie
  15. Bigg, D.M. Mechanical, thermal, and electrical properties of metal fiber-filled polymer composites. Polym. Eng. Sci. 1979, 19, 1188-1192. otwiera się w nowej karcie
  16. Tavman, I.H. Thermal and mechanical properties of aluminum powder-filled high-density polyethylene composites. J. Appl. Polym. Sci. 1996, 62, 2161-2167. otwiera się w nowej karcie
  17. Pinto, G.; Jiménez-Martín, A. Conducting aluminum-filled nylon 6 composites. Polym. Compos. 2001, 22, 65-70. otwiera się w nowej karcie
  18. Boudenne, A.; Ibos, L.; Fois, M.; Gehin, E.; Majeste, J.-C. Thermophysical properties of polypropylene/aluminum composites. J. Polym. Sci. B Polym. Phys. 2004, 42, 722-732. otwiera się w nowej karcie
  19. Kodjie, S.L.; Li, L.; Li, B.; Cai, W.; Li, C.Y.; Keating, M. Morphology and crystallization behavior of HDPE/CNT nanocomposite. J. Macromol. Sci. Phys. 2006, 45, 231-245. otwiera się w nowej karcie
  20. Gulmine, J.; Janissek, P.; Heise, H.; Akcelrud, L. Polyethylene characterization by FTIR. Polym. Test. 2002, 21, 557-563. otwiera się w nowej karcie
  21. Guadagno, L.; Naddeo, C.; Vittoria, V.; Camino, G.; Cagnani, C. Chemical and morphologial modifications of irradiated linear low density polyethylene (LLDPE). Polym. Degrad. Stabil. 2001, 72, 175-186. otwiera się w nowej karcie
  22. Almeida, G.; Rémond, R.; Perré, P. Hygroscopic behaviour of lignocellulosic materials: Dataset at oscillating relative humidity variations. J. Build. Eng. 2018, 19, 320-333. otwiera się w nowej karcie
  23. Fernlund, G.; Wells, J.; Fahrang, L.; Kay, J.; Poursartip, A. Causes and remedies for porosity in composite manufacturing. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2016, 139, 012002. otwiera się w nowej karcie
  24. Vaxman, A.; Narkis, M.; Siegmann, A.; Kenig, S. Void formation in short-fiber thermoplastic composites. Polym. Compos. 1989, 10, 449-453. otwiera się w nowej karcie
  25. Kubát, J.; Rigdahl, M.; Welander, M. Characterization of interfacial interactions in high density polyethylene filled with glass spheres using dynamic-mechanical analysis. J. Appl. Polym. Sci. 1990, 39, 1527-1539. otwiera się w nowej karcie
  26. Rojas, J.; Crespo, D. Onset Frequency of Fatigue Effects in Pure Aluminum and 7075 (AlZnMg) and 2024 (AlCuMg) Alloys. Metals 2016, 6, 50. otwiera się w nowej karcie
  27. Correa, C.A.; Razzino, C.A.; Hage, E. Role of maleated coupling agents on the interface adhesion of polypropylene-wood composites. J. Thermoplast. Compos. 2007, 20, 323-338. otwiera się w nowej karcie
  28. Moonchai, S.; Moonchai, D. Modelling and optimization of rebound resilience and hardness of defatted rice bran/calcium carbonate-filled NR vulcanisates. Polym. Test. 2013, 32, 1472-1478. otwiera się w nowej karcie
  29. Jamil, M.S.; Ahmad, I.; Abdullah, I. Effects of Rice Husk Filler on the Mechanical and Thermal Properties of Liquid Natural Rubber Compatibilized High-Density Polyethylene/Natural Rubber Blends. J. Polym. Res. 2006, 13, 315-321. otwiera się w nowej karcie
  30. Kawasaki, M.; Alhajeri, S.N.; Xu, C.; Langdon, T.G. The development of hardness homogeneity in pure aluminum and aluminum alloy disks processed by high-pressure torsion. Mater. Sci. Eng. A 2011, 529, 345- 351. otwiera się w nowej karcie
  31. Brostow, W.; Hagg Lobland, H.E.; Narkis, M. Sliding wear, viscoelasticity, and brittleness of polymers. J. Mater. Res. 2006, 21, 2422-2428. otwiera się w nowej karcie
  32. Hato, M.J.; Ray, S.S.; Luyt, A.S. Melt-State Viscoelastic Properties of POSS-Containing Polyethylene Nanocomposites. Adv. Sci. Lett. 2011, 4, 3585-3589. otwiera się w nowej karcie
  33. Li, J.; Zhou, C.; Wang, G.; Zhao, D. Study on rheological behavior of polypropylene/clay nanocomposites. J. Appl. Polym. Sci. 2003, 89, 3609-3617. otwiera się w nowej karcie
  34. Sahraeian, R.; Esfandeh, M.; Hashemi, S.A. Rheological, Thermal and Dynamic Mechanical Studies of the Ldpe/Perlite Nanocomposites. Polym. Compos. 2013, 21, 243-250. otwiera się w nowej karcie
  35. Zhou, Z.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Yin, N. Rheological behavior of polypropylene/octavinyl polyhedral oligomeric silsesquioxane composites. J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 2008, 46, 526-533. otwiera się w nowej karcie
  36. Cho, K.; Lee, B.H.; Hwang, K.M.; Lee, H.; Choe, S. Rheological and mechanical properties in polyethylene blends. Polym. Eng. Sci. 1998, 38, 1969-1975. otwiera się w nowej karcie
  37. Roy, S.; Scionti, V.; Jana, S.C.; Wesdemiotis, C.; Pischera, A.M.; Espe, M.P. Sorbitol-POSS Interactions on Development of Isotactic Polypropylene Composites. Macromolecules 2011, 44, 8064-8079. otwiera się w nowej karcie
  38. Vleeshouwers, S.; Meijer, H.E.H. A rheological study of shear induced crystallization. Rheol. Acta 1996, 35, 391-399. otwiera się w nowej karcie
  39. Fan, Y.; Lin, Y.; Ruan, M. Effect of substrates on crystallization of high density polyethylene. J. Cent. South. Univ. Technol. 2008, 15, 67-71. otwiera się w nowej karcie
  40. Arina, M.; Honkanen, A.; Tammela, V. Mineral fillers in low density-polyethylene films. Polym. Eng. Sci. 1979, 19, 30-39. otwiera się w nowej karcie
  41. Zhou, W. Thermal and Dielectric Properties of the Aluminum Particle Reinforced Linear Low-Density Polyethylene Composites. Polym. Eng. Sci. 2011, 51, 917-924. otwiera się w nowej karcie
  42. Di Lorenzo, M.L.; Silvestre, C. Non-isothermal crystallization of polymers. Prog. Polym. Sci. 1999, 24, 917- 950. otwiera się w nowej karcie
  43. Low, A.; Vesely, D.; Allan, P.; Bevis, M. An investigation of the microstructure and mechanical properties of high density polyethylene spherulites. J. Mater. Sci. 1978, 13, 711-721. otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 16 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi