Na podstawie artykułu naukowego „A comparison of compounding processes and wood type for wood fibre–PP composites” (Bledzki et al., Composites Part A, 2005).
Temat wracający jak przysłowiowy bumerang, ze względu na przyjazność środowisku. Jak można zauważyć grupa Profesora A. Błeckiego zajmowała się WPC już na początku wieku. Warto skorzystać z tej wiedzy.
Wprowadzenie
Kompozyty z udziałem włókien drzewnych (WF) i polipropylenu (PP) zdobywają coraz większą popularność jako materiały przyjazne środowisku. Łączą korzystny stosunek wytrzymałości do masy z atrakcyjnymi właściwościami mechanicznymi i szerokim zakresem zastosowań. Zespół badawczy pod kierunkiem A.K. Bledzkiego przeprowadził analizę wpływu rodzaju drewna oraz procesu przetwarzania na właściwości końcowe tych materiałów.
Technologie przetwórcze
Porównano trzy procesy wytwarzania kompozytów:
- Dwuwałkowa mieszarka walcowa (two-roll mill)
- Szybkomieszalnik (agglomerator)
- Wytłaczarka dwuślimakowa (twin-screw extruder)
Wytłaczanie zapewniło najlepsze właściwości mechaniczne i najniższą chłonność wody, co przypisuje się skuteczniejszemu wymieszaniu składników i lepszej dyspersji włókien.
Rodzaje drewna
W badaniu zastosowano włókna:
- Liściaste (hardwood)
- Iglaste (softwood)
Mimo różnic anatomicznych i chemicznych między nimi, chłonność wody była zbliżona. Liściaste włókna charakteryzowały się większym udziałem krótkich odcinków, co mogło wpływać na lepkość kompozytu.
Rola kompatybilizatorów
Aby poprawić adhezję między hydrofobowym PP a hydrofilowym WF, zastosowano kompatybilizatory oparte na maleinizowanym PP (MAPP). Efekty:
- Zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i zginanie
- Ograniczona skuteczność w redukcji chłonności wody, ze względu na brak modyfikacji wewnętrznej struktury włókien
Wnioski z badań
- Najlepsze parametry uzyskano dla kompozytów wytłaczanych
- Kompatybilizatory poprawiają właściwości mechaniczne, ale nie eliminują wodochłonności
- Typ drewna ma drugorzędne znaczenie w porównaniu do metody przetwarzania i rodzaju modyfikatora
Źródło
A.K. Bledzki, M. Letman, A. Viksne, L. Rence
Composites Part A, Vol. 36 (2005), s. 789–797
DOI: 10.1016/j.compositesa.2004.10.029