Effect of different compatibilizers on injection-molded green composite pieces based on polylactide filled with almond shell flour

[EN] Green composites made of polylactide (PLA) filled with almond shell flour (ASF) at a constant weight content of 25¿wt.-% were manufactured by injection molding. In order to increase the interfacial adhesion between the biopolymer and the lignocellulosic fillers, three different compatibilizers were tested, namely multi-functional epoxy-based styrene-acrylic oligomer (ESAO), aromatic carbodiimide (AC), and maleinized linseed oil (MLO). The effect of each compatibilizer on the thermal, mechanical, and thermomechanical properties and water uptake of the injection-molded PLA/ASF pieces was analyzed. The obtained results indicated that all the here-studied compatibilizers had a positive influence on both the thermal stability and the mechanical and thermomechanical performance of the green composite pieces but low impact on their water uptake profile. In addition, the morphological analysis performed at the fracture surfaces of the green composite pieces revealed that the filler¿matrix gap was substantially reduced. Among the tested compatibilizers, ESAO and MLO yielded the highest performance in terms of mechanical strength and ductility, respectively. In the case of MLO, it also offers the advantage of being a plant-derived additive so that its application in green composites positively contributes to the development of sustainable polymer technologies.This research was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO) program number MAT2014-59242-C2-1-R and AGL2015-63855-C2-1-R and Generalitat Valenciana (GV) program number GV/2014/008. A. Carbonell-Verdu wants to thank Universitat Politecnica de Valencia (UPV) for his FPI grant. D. Garcia-Garcia wants to thank the Spanish Ministry of Education, Culture and Sports (MECD) for his FPU grant (FPU13/06011). L. Quiles-Carrillo also wants to thank GV for his FPI grant (ACT/2016/182) and the MECD for his FPU grant (FPU15/03812).Quiles-Carrillo, L.; Montanes, N.; Garcia-Garcia, D.; Carbonell-Verdu, A.; Balart, R.; Torres-Giner, S. (2018). Effect of different compatibilizers on injection-molded green composite pieces based on polylactide filled with almond shell flour. Composites Part B Engineering. 147:76-85. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.04.017S768514

Biodegradable polymer composites with nanoparticles of silver and natural parts to the elements of rehabilitation equipment in veterinary medicine

W pracy przedstawiono rezultaty badań nad nową koncepcją zastosowania biodegradowalnego kompozytu na osnowie polilaktydu z nanocząstkami srebra i cząstkami naturalnymi na wtryskiwane elementy sprzętu rehabilitacyjnego w weterynarii. Celem badań było opracowanie materiału, który jest trwały, w określonym czasie oraz przeciwbakteryjny, a po czasie jego użytkowania ulegnie naturalnej biodegradacji. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość wykorzystania naturalnych napełniaczy do zwiększenia sztywności elementów oraz przyspieszenia ich degradacji. W zakończeniu zaproponowano wykorzystanie połączeń kształtowych do stworzenia szeregów takich elementów dla potrzeb sprzętu rehabilitacyjnego w weterynarii.The paper presents results of research on the new concept of the use of biodegradable polylactide matrix composite with silver nanoparticles and natural particles for injected elements of rehabilitation equipment in veterinary medicine. The aim of this study was to develop a material that is stable, at a specific time and antibacterial, and during its use will be inherently biodegradable. The results indicate the possibility of using natural fillers to increase the stiffness of components and to accelerate degradation. At the end of the connection, the proposed use to create a series of such components for the purpose of rehabilitation equipment in veterinary medicine

Poly(oxymethylene) POM composites reinforced by basalt fibers

W pracy dokonano oceny możliwości wzmacniania poli(oksymetylenu) POM różnymi rodzajami włókien syntetycznych. W części doświadczalnej przedstawiono wyniki badań podstawowych właściwości fizyko-mechanicznych kompozytów POM o handlowej nazwie Tarnoform T-400 wzmacnianych odpadowymi, długimi (20-30 mm) włóknami bazaltowymi. Dodatek 20 i 40% masowo włókien zwiększa o ponad 30-70% wytrzymałość i kilkukrotnie sztywność takich kompozytów. Rezultaty te, uzyskano bez kompandowania i wytwarzania granulatu. W zakończeniu wskazano potencjalne możliwości zastosowania nowych kompozytów.The paper presents the assessment of the potential reinforcing ofpoly(oxymethylene) POM by different types of synthetic fibres. The experimental part presents the results of the basic physical and mechanical properties of composites POM with their trade name Tarnoform 300 basalt fibre waste. The addition of 20 and 40% of fibres repeatedly increases the strength and rigidity of such composite by more than 30-70%. The results were obtained without compauding and manufacturing granules. In conclusion, the potential use of new composites is indicated

Composites of biodegradable matrix co-polyesters modified with titanium dioxide, cellulose particles and copper compounds for flexible dressings in veterinary medicine

W pracy dokonano oceny możliwości wykorzystania biodegradownych kopoliestrów termoplastycznych na opatrunki stosowane w weterynarii. Dla zrealizowania badań fizykomechanicznych przygotowano kompozycje na osnowie biodegradowalnego, termoplastycznego kopoliestru termoplastycznego firmy NaturePlast, modyfikowanego związkami miedzi oraz dwutlenkiem tytanu z dodatkiem mikrocelulozy. Metodą wtryskiwania wytworzono następujące kompozyty: kopoliester z 15% domieszką miedzi (TPU-M), kopoliester z 15% domieszką bieli tytanowej (TPU-B), kopoliester z 15% domieszką celulozy (TPU-C), kopoliester z 5% domieszką miedzi, 5% domieszką bieli tytanowej oraz 5% domieszką celulozy (TPU-Z). Na otrzymanych próbkach wykonane zostały badania zmian podstawowych właściwości wytrzymałościowych na kolejnych etapach degradacji hydrolitycznej oraz cech mikrostruktury dla oceny homogenizacji wszystkich trzech składników. W podsumowaniu przedstawiono wnioski z badań oraz podano przykład możliwości wykorzystania zaproponowanej kompozycji na opatrunek wykonany z biodegradowalnego kopoliestru.The paper evaluates the possibilities of using biodegradable thermoplastic copolyesters for dressings used in veterinary medicine. In preparation for the physico-mechanical research, compositions based on the biodegradable, thermoplastic copolyester manufactured by NaturePlast, modified with copper compounds and titanium dioxide with the addition of microcellulose were prepared. The following compositions were applied using injection method: copolyester with 15% copper admixture TPU-M, copolyester with 15% titanium white admixture TPU-B, copolyester with 15% cellulosem admixture TPU-C, 5% copper admixture copolyester, 5% titanium white admixture and 5% cellulose admixture (TPU-Z). On the samples obtained, a research on changes in basic strength properties was carried out at subsequent stages of hydrolytic degradation and microstructure characteristics for the homogenization of all three components. The conclusions of the study were summarized in the following paper and an example of the possibility of using an exemplary composition for a dressing made from biodegradable copolyester was suggested

Composites of PA 10.10 and flax fibres : processing limitations and performance

Artykuł poświęcony jest kompozytom wytworzonym z biopochodnych komponentów dostępnych komercyjnie: plastyfikowanego poliamidu 10.10 i ciętego, niskoskręconego rowingu lnianego (10, 20, 30% mas.). Omówiono w nim problemy związane z przetwórstwem wtryskowym tworzyw termoplastycznych z krótkim włóknem lignocelulozowym i przedstawiono wyniki badań kompozycji wytworzonych kilkuetapowo w procesie wtrysku. Oznaczone właściwości wytrzymałościowe i obserwacje mikroskopowe świadczą o znacznej fragmentacji włókien i ich nierównomiernym rozkładzie w objętości kompozytu. Uzyskano jednak efekt wzmocnienia przy zachowaniu znacznej odkształcalności, zarówno w temperaturze pokojowej jak i obniżonej i podwyższonej, a względem stosowanych powszechnie poliamidów krótkołańcuchowych, wytworzone kompozycje o osnowie poliamidu długołańcuchowego odznaczały się niską gęstością i ograniczoną chłonnością wody.Composites produced from commercial biobased components: plasticized polyamide 10.10 and low-twist flax rowing (10, 20, 30%wt.) were here discussed. The problems connected to injection molding of thermoplastics with short lignocellulosic fiber were shown as well as the test results of the composites processed in several stages via injection molding. Fiber fragmentation and inhomogeneous distribution were observed in SEM micrographs and affected the mechanical properties. However, the reinforcement effect was achieved for the composites at room temperature and at lowered and elevated temperatures, and compared to short-chain polyamides, the composites with long-chain polyamide matrix exhibited low density and limited water absorption

Hybrydowe kompozyty na osnowie polipropylenu wzmacniane włóknami bazaltowymi i węglowymi

Hybrid composites based on the homopolymer polypropylene Moplen HP500N reinforced with a mixture of basalt and carbon fibers in weight content of 10, 15 and 20 % were produced by injection molding. The density of these composites, their shrinkage and the Vicat softening temperature were determined. Tests of tensile and bending strength properties were carried out and Charpy impact was determined at three temperatures: -24, 22 and 80 °C. SEM images were taken to assess the effects of reinforcement and homogenization of composites and to determine the characteristics of their microstructure. Light-weight hybrid composites with already 10 wt % basalt fibers and 10 wt % carbon fibers are characterized by more than two and a half times increase in strength and over four times increase of the modulus of elasticity in a wide range of temperatures.Wytworzono metodą wtryskiwania hybrydowe kompozyty homopolimeru polipropylenowego Moplen HP500N wzmacniane mieszaniną włókien bazaltowych i węglowych o udziale wagowym 10, 15 i 20 %. Wyznaczono gęstość wytworzonych kompozytów, ich skurcz oraz temperaturę mięknienia Vicata. Wykonano badania właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu i zginaniu oraz oznaczono udarność wg Charpy`ego w temperaturze: -24, 22 i 80 °C. W celu oceny efektów wzmocnienia oraz homogenizacji kompozytów i oznaczenia cech ich mikrostruktury wykonano mikrofotografie SEM. Stwierdzono, że w przypadku lekkich hybrydowych kompozytów z włóknami bazaltowymi i węglowymi już 10-proc. udział włókien powoduje ponad dwu i pół krotne zwiększenie wytrzymałości oraz ponad czterokrotne zwiększenie modułu sprężystości w szerokim zakresie temperatury

Evaluation of the possibility of manufacturing and obtaining new visual effects of composites based on polyacetal (POM)modified by natural fiber and particles

W artykule dokonano oceny możliwości wytworzenia i uzyskania nowych efektów wizualnych kompozytów na osnowie poliacetalu (POM) modyfikowanych włóknami i cząstkami naturalnymi. Wytworzono trzy kompozycje na osnowie poliacetalu z 12.5% udziałem masowym mączki drzewnej, kawy mielonej oraz pociętvch: banknotów 200 złotowych, jako kompatybilizator zastosowano Aldrich Tris (2-metoxyetoxy)(vinyl). Wykonano badania podstawowych właściwości fizyko-mechanicznych w szerokim zakresie temperatur oraz zdjęcia makro i mikroskopowe za pomocą mikroskopu optycznego i elektronowego dla zobrazowania charakteru zastosowanych napełniaczy. Kompozyty tego typu przeznaczone są na elementy sprężyste o wysokich wymaganiach odnośnie trwałości, ale też estetyki w przemyśle dekoracyjnym.In this paper the possibility of producing and obtaining new visual effects of composites based on polyacetal (POM), modified by natural fibers and particles was evaluated. Three compositions based on polyacetal matrix with 12.5wt% content of wood flour, ground coffee and cut 200 PLN banknotes were prepared. As a compatybilizer Aldrich Tris(2-metoxyetoxy) (vinyl) was used. The basic physical and mechanical properties were estimated. The tests were conducted at wide temperature range. In order to illustrate the nature of used fillers macro and microscopic images were taken using optical and electron microscopy. Composites of this type are designed for elastic elements with high demands on durability, as well as aesthetics in the decorative industry