PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2014 | 578 |
Tytuł artykułu

Badanie wytrzymałości wyprasek biopolimerowych z dodatkiem włókien lnianych

Autorzy
Treść / Zawartość
Warianty tytułu
EN
Evaluation of selected mechanical properties of biopolymers mouldings reinforced with flax fibers
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W pracy przedstawiono rezultaty badań wpływu dodatku wypełniaczy w postaci włókien lnianych na wytrzymałość mechaniczną oraz odkształcenie wyprasek biopolimerowych. Do wytworzenia granulatu zastosowano zmodyfi kowany ekstruder jednoślimakowy TS 45 o L/D = 18 z dodatkowym chłodzeniem końcowej części cylindra urządzenia. Badano wpływ prędkości obrotowej ślimaka ekstrudera, ilości stosowanego wypełniacza oraz temperatury wtrysku tworzywa na wybrane właściwości fi zyczne wyprasek biopolimerowych. Zaobserwowano, że wypraski uzyskane z granulatów wytworzonych przy wyższej prędkości obrotowej ślimaka ekstrudera oraz zwiększającym się udziale włókien lnianych charakteryzowały się wyższą wytrzymałością mechaniczną. Dodatek włókien lnianych zmniejszył wartość odkształcenia wyprasek z granulatów TPS.
EN
The research covered mechanical properties of mouldings of maize thermoplastic starch (TPS) reinforced with fl ax fi ber. The thermoplastic starch granules were produced from mixtures of maize starch, glycerol and fl ax fi bers in amount from 5 to 30%. In the study, a modifi ed single-screw extruder TS-45 was used with L/D = 18 with an extra cooling section of the last part of the cylinder. Stainless steel forming die was applied with open 3 mm in diameter. TPS granulates were processed with extruder screw speed 60 and 100 rpm. Processing temperature was set in a range from 60 to 110°C. The tests of the high-pressure injection process of TPS granulates reinforced with fl ax fi ber was done on the injection moulding machine ARBURG 220H90-350, L/D = 20.5. Injection speed was set at the level 70–90 mm·s–1, injection time was 5 s, processing temperature ranged from 100 to 160°C. Biopolymer samples shaped for standardized bone-type mouldings were assessed for mechanical properties. Mechanical properties were evaluated with universal testing machine Zwick BDO-FBO0,5TH (Ulm, Germany) equipped with 0.5 kN working head. Test speed was 5 mm·min–1. Maximum tensile at break and maximum elongation of mouldings were evaluated during elongation test. The research focused on the effect of the extruder screw speed, injection temperature and the amount of fl ax fi bers applied for tensile at break and elongation of mouldings. Maize starch samples processed without fi ber addition characterized lower mechanical resistance during elongation tests. It was concluded the highest tensile at break for mouldings with 30% of fl ax fi bers processed on the base of granulate extruded at 60 rpm and injected in temperature 140°C with value 32.5 MPa. During the measurements, the higher values of tensile at break were reported for mouldings with increasing of fl ax fi bers addition independently the injection temperature used. Addition of fi bers signifi cantly infl uenced on biopolymer elongation. It was observed that elongation lowered with increasing fl ax fi ber amount in the recipe. The highest values of elongation were observed for maize mouldings without fi ber addition in a whole range of injection temperature used. Samples reinforced with 30% of fl ax fi bers characterized the highest stiffness. Maximum elongation of these mouldings reached 25% for samples processed at injection temperature 140°C. Injection-moulding temperature had an insignifi cant infl uence on mouldings elongation. Increasing amount of fl ax fi ber in biopolymer recipe infl uenced on higher tensile at break and lowered elongation of tested mouldings.
Słowa kluczowe
Wydawca
-
Rocznik
Tom
578
Opis fizyczny
s.81-90,rys.,tab.,bibliogr.
Twórcy
autor
  • Katedra Inżynierii Procesowej, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul.Doświadczalna 44, 20-236 Lublin
Bibliografia
  • Ayse A., Mohini S., 2008. Biocomposites from wheat straw nanofibers: morphology, thermal and mechanical properties. Com. Sci. Tech. 68, 557–565.
  • Carvalho A.J.F., Job A.E., Alves N., Curvelo A.A.S., Gandini A., 2003. Thermoplastic starch/natural rubber blends. Carb. Polym. 53, 95–99.
  • Janiszewska E., Olszak G., 2013. Morfologia kawy i mleka suszonych rozpyłowo. ZPPNR 572, 33–42.
  • Janssen L.P.B.M., Moscicki L. (eds.), 2009. Thermoplastic starch. Wiley-VchVerlagGmbh& Co., Weinheim, Germany, 1–29.
  • Kuna-Broniowska I., Gładyszewska B., Ciupak A., 2011. Storage temperature influence on Young Modulus of tomato skin. Teka Com. Mot. En. Agr. 11, 218–228.
  • Liu H., Xie F., Yu L., Chen L., Li L., 2009. Thermal processing of starch-based polymers. Prog. Polym. Sci. 34, 1348–1368.
  • Li J., Luo X., Lin X., Zhou Y., 2013. Comparative study on the blends of pbs/thermoplastic starch prepared from waxy and normal corn starches. Starch 65, 831–839.
  • Li M., Liu P., Zou W., Yu L., 2011. Extrusion processing and characterization of edible starch films with different amylose contents. J. Food Eng. 106, 95–101.
  • Liu P., Xie F., Li M., Liu X., 2011. Phase transitions of maize starches with different amylose contents in glycerol–water systems. Carb. Polym. 85, 180–187.
  • Labet, M., Thielemans, W., Dufresne, A. 2007. Polymer grafting onto starch nanocrystals. Biomacromolecules. 8, 2916–2927.
  • Ma X., Yu J., Kennedy J.F., 2005. Studies on the properties of natural fibers-reinforced thermoplastic starch composites. Carb. Polym. 62, 19.
  • Mościcki L., Mitrus M., Wójtowicz A., Oniszczuk T., Rejak A., Janssen L.P.B.M., 2012. Application of extrusion-cooking for processing of thermoplastic starch (TPS). F. Res. Intern. 47, 291–299.
  • Oniszczuk T., Pilawka R., 2013. Wpływ dodatku włókien celulozowych na wytrzymałość termiczną skrobi termoplastycznej. Przem. Chem. 2, 265–269.
  • Oniszczuk T., Pilawka R., Oniszczuk A., 2013. Wpływ dodatku mielonej kory sosnowej na wytrzymałość termiczną skrobi termoplastycznej. Przem. Chem. 8, 1554–1557.
  • Oniszczuk T., Wójtowicz A., Mitrus M., Mościcki L., Combrzyński M., Rejak A., Gładyszewska B., 2012. Biodegradation of TPS mouldings enriched with natural fillers. Teka Com. Mot. En. Agr. 123(1), 175–180.
  • PN-68/C-89034: 2000. Tworzywa sztuczne. Oznaczanie cech wytrzymałościowych przy statycznym rozciąganiu.
  • Rudy M., Stanisławczyk R., Głodek E., 2011. Badanie właściwości mechanicznych korzeni buraków cukrowych w zależności od ich wielkości, odmiany i czasu składowania. ZPPNR 558, 231–238.
  • Teixeira E., DáRóz A., Carvalho A., Curvelo A., 2007. The effect of glycerol/sugar/water and sugar/water mixtures on the plasticization of thermoplastic cassava starch. Carb. Polym. 69, 619–624.
  • Yu J., Chen S., Gao J., Zheng H., Zhang J., Lin T., 1998. A study on the properties of starch/glycerine blend. Starch. 50, 246.
  • Wollerdorfer M., Bader H., 1998. Influence of natural fibres on the mechanical properties of biodegradable polymers. Ind. Cr. And Prod. 8, 105.
  • Wójtowicz A., 2011. Wpływ parametrów ekstruzji na cechy jakościowe błyskawicznych makaronów pełnoziarnistych. ZPPNR 558, 287–300.
  • Zhang Y.R, Wang X.L, Zhao G.M, Wang Y.Z., 2013. Influence of oxidized starch on the properties of thermoplastic starch. Carb. Polym. 96, 358–364.
  • Zhang Y.R., Zhang S.D., Wang X.L., Chen R.Y., Wang Y.Z., 2009. Effect of carbonyl content on the properties of thermoplastic oxidized starch. Carb. Polym. 78, 157–161.
  • Zou W., Yu L., Liu X., Chen L., 2012. Effects of amylose/amylopectin ratio on starch-based superabsorbent polymers. Carb. Polym. 87, 1583–1588.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.agro-f94a12a3-670d-423f-9995-7a4fd291873f
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.