Dergiler / Bartın Orman Fakültesi Dergisi / 2018 / Cilt: 20 - Sayı: 3

Uyumlaştırıcı Kimyasalla Güçlendirilmiş Nanoselüloz-Polipropilen Nanokompozitleri

Nanocellulose-Polypropylene Nanocomposites Enhanced With Coupling Agent

Sayfa
491–502
Yayın Tarihi
2018-12-15
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

TGA sonuçları PP/CNF kompozitlerinin termal kararlılığını değiştirmediğini gösterdi, buna karşın muamelesiz PP/CNF Kompozitleriyle karşılaştırıldığında muamele edilmiş kompozitlerde hafif artış kaydedildi.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Nanoselüloza olan talep giderek artmasıyla, bu önemli materyal uyumlaştırma kimyasallarıyla polipropilen matrikslerin güçlendirilmesinde kullanılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Çeşitli oranlarda uyumlaştırma kimyasalı PP ve CNFs arasında yüzeyler arası bağlanmayı iyileştirmek için incelendi.
💡
Sonuç & Katkı:TGA sonuçları PP/CNF kompozitlerinin termal kararlılığını değiştirmediğini gösterdi, buna karşın muamelesiz PP/CNF Kompozitleriyle karşılaştırıldığında muamele edilmiş kompozitlerde hafif artış kaydedildi.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Polypropylene · Nanocellulose · Nanocomposites

Özet

Nanoselüloza olan talep giderek artmasıyla, bu önemli materyal uyumlaştırma kimyasallarıyla polipropilen matrikslerin güçlendirilmesinde kullanılmaktadır. Polipropilen (PP)-selüloz nanofibril (CNF) ve Fusabond Hibrit kompozitler çift vidalı ekstruder kullanılarak hazırlanmıştır. Ticari uyumlaştırıcı kimyasal PP/CNF kompozitlerinin mekanik özelliklerini iyileştirmek için kullanılmıştır. Buradaki esas zorluk, PP ve CNFs arasında uyumlu bağları oluşturmak ve polimer matriks içerisinde CNFs iyi bir dağılımını elde etmektir. Çeşitli oranlarda uyumlaştırma kimyasalı PP ve CNFs arasında yüzeyler arası bağlanmayı iyileştirmek için incelendi. Kompozitlerin FTIR karekterizasyonu polipropilen ve selüloz nanfibrilin yüzeyler arası yapışmasını belirlemek için gerçekleştirildi. Polipropilen/selüloz nanofibril kompozitlerinin mekanik ve morfolojik özellikleri üzerinde uyumlaştırıcı kimyasalın etkisi sırasıyla çekme testi, dinamik mekanik analiz ve SEM resimleriyle çalışıldı. En Kompozitlerin en iyi mekanik özellikleri, saf polipropilen (14.45 MPa, 0.570 GPa) ile karşılaştırıldığında 19.99 MPa (çekme direnci) ve yaklaşık %87 iyileşme gösteren 1.067 GPa (Young’s modülü) idi. Kırılma morfoloji incelemesi PP matriks içerisinde uyumlaştırıcı kimyasal ilavesi (0.1 wt%) durumunda CNFs’nin iyi dağılımı sağlandı. TGA sonuçları PP/CNF kompozitlerinin termal kararlılığını değiştirmediğini gösterdi, buna karşın muamelesiz PP/CNF Kompozitleriyle karşılaştırıldığında muamele edilmiş kompozitlerde hafif artış kaydedildi.

Abstract

As the growth of the nanocellulose is evident, this important material was used to reinforce polypropylene matrix with a coupling agent. Polypropylene (PP) - cellulose nanofibril (CNF) and Fusabond hybrid composites were prepared using twin screw extrusion technique. The commercial coupling agent was used to improve mechanical properties of PP/ CNF composites. The main challenges were to obtain well-dispersed CNFs in the polymer matrix and to establish compatible linkages between the CNFs and PP. The various loadings of coupling agent were examined to improve the interfacial adhesion between PP and CNFs. FTIR characterization of the composites were performed to confirm the interfacial adhesion of polypropylene and cellulose nanofibrils. The effect of coupling agent on the mechanical and morphological properties of polypropylene/ cellulose nanofibrils hybrid composites was studied by tensile testing, dynamic mechanical analysis, and SEM images, respectively. The best mechanical properties of the composite were 19.99 MPa (tensile strength), 1.067 GPa (Young's Modulus), which represented about 87% improvement, respectively, compared to that of pure polypropylene (14.45MPa, 0.570 GPa). Fracture morphology examination indicated good dispersion of CNFs in the PP matrix was achieved in the case of loading coupling agent (0.1 wt %). TGA results show that thermal stability of PP/CNF composites did not change much but slightly increased in the treated composites compare to that of the untreated PP/CNF composite.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YAKKAN, E., UYSALMAN, T., ATAGÜR, M., SEVER, K., SEYDİBEYOĞLU, M. Ö. (2018). Uyumlaştırıcı Kimyasalla Güçlendirilmiş Nanoselüloz-Polipropilen Nanokompozitleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, Cilt: 20 - Sayı: 3, 491–502. https://ajindex.com/articles/111187

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Zini, E. and M. Scandola, Green composites: An overview. Polymer composites, 2011. 32(12): p. 1905-1915.
  2. Asokan, P., M. Firdoous, and W. Sonal, Properties And Potential Of Bio Fibres, Bio Binders, And Bio Composites. Rev. Adv. Mater. Sci, 2012. 30: p. 254-261.
  3. Jancar, J., et al., Current issues in research on structure–property relationships in polymer nanocomposites. Polymer, 2010. 51(15): p. 3321-3343.
  4. Fermeglia, M., P. Posocco, and S. Pricl, Nano tools for macro problems: multiscale molecular modeling of nanostructured polymer systems. Composite Interfaces, 2013. 20(6): p. 379-394.
  5. Chan, M.-l., et al., Mechanism of reinforcement in a nanoclay/polymer composite. Composites Part B: Engineering, 2011. 42(6): p. 1708-1712.
  6. Andrews, R. and M.C. Weisenberger, Carbon nanotube polymer composites. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2004. 8(1): p. 31-37.
  7. Azeredo, H., et al., Nanocellulose reinforced chitosan composite films as affected by nanofiller loading and plasticizer content. Journal of Food Science, 2010. 75(1): p. N1-N7. Ashori, A., Wood–plastic composites as promising green-composites for automotive industries! Bioresource Technology, 2008. 99(11): p. 4661-4667.
  8. Xie, Y., et al., Silane coupling agents used for natural fiber/polymer composites: A review. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2010. 41(7): p. 806-819.
  9. Nair, S.S., et al., High performance green barriers based on nanocellulose. Sustainable Chemical Processes, 2014. 2(1): p. 23. Bledzki, A.K., O. Faruk, and V.E. Sperber, Cars from Bio‐Fibres. Macromolecular Materials and Engineering, 2006. 291(5): p. 449-457.
  10. Koronis, G., A. Silva, and M. Fontul, Green composites: a review of adequate materials for automotive applications. Composites Part B: Engineering, 2013. 44(1): p. 120-127.
  11. Holbery, J. and D. Houston, Natural-fiber-reinforced polymer composites in automotive applications. Jom, 2006. 58(11): p. 80-86.
  12. Nakagaito, A., S. Iwamoto, and H. Yano, Bacterial cellulose: the ultimate nano-scalar cellulose morphology for the production of high-strength composites. Applied Physics A, 2005. 80(1): p. 93-97.
  13. Bledzki, A. and J. Gassan, Composites reinforced with cellulose based fibres. Progress in polymer science, 1999. 24(2): p. 221-274.
  14. Malainine, M.E., M. Mahrouz, and A. Dufresne, Thermoplastic nanocomposites based on cellulose microfibrils from Opuntia ficus-indica parenchyma cell. Composites Science and Technology, 2005. 65(10): p. 1520-1526.
  15. Nakagaito, A.N., et al