Click here to load reader
Upload
debashis-roy
View
215
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
����� ����������� ��� �� 1.B)))6;)).3 �.��) "C/B )�!)��.2��!?63
Blends of maleic-anhydride-graftedpolyethylene with polyethylene for improvedcathodic disbondment performanceDebashis Roy, George P Simon� and Maria ForsythSchool of Physics and Materials Engineering, Monash University, PO Box 69M, Victoria 3800, Australia
(Rec
� CoAustE-ma
� .
��������� ��� ����� �������� ��� �� ����� ��� ����� �������� �� � �������� ����� �� ����������
���� ����� �� ���������� ����� ������ ���� ������ �� ���������� �� ��� ���� ��� �� ��� ���� �� � ������
������� ��� ��������!� ������� �� ����� ������� �� � ���������� ����� ����� �� ����� ����
��"�� #� ���� �� �� !����� �� ��$ ������ ������������ �%"�&� ������������ ���� ������$
���� �� �$������ $������������ �%�'$�$�&� ��!� ���� �������� �� ��!�������� ��� ������ �� �"
������������ �� ���� �� ���� ��� �� �� ��� ��������� (�� ������ �� ����� �� �����!����� �� ����
�" ����������� �� ��� �������� ��� ��� ������������� "����������� �������� ����������� �")�� ��
�������$!����$���������� ��*(� �+��������� ��� �� �� ���������� � ��� ������� �����������
�!����� �� �� �� �� ��� � ������ ��� �� ��� ������� ��� ��� �����!������ &����� �������!�
,$��� ������������ �&",)� ��� ���� �� �� ������ ������ �������� ��� �� ����� � ��������� ��
�� �� �� �!����� ��� ������ �� � ���� ��� �" �������� #� �� ��� ���� ����� ��� �� �� ������
��� ��� �� ��� ����� ��������� ����� �� %"�& ��������� ��� ��� ���� �" ������������ �� ���� ���
� ������ �������� ������� ���� ��� �� �� ��������� ��������� �� ������ �� � ������ ��� �"
����������� �� ���������
� -../ )������ �� �������� #� ����
0����� �� ������������ ����� ����� �� ��� � ����� ��������� ������� ��° ���� ����� ��� � �� �
INTRODUCTION����� ����� ���������� �� ����� �������� ������ ���
���� ��� ����������� � �� ���� �� ����������� ����
� ����� ���������� ��� � � � �� � ��������
�������! � ����� �������� ��" �� ��� �� ���
� �� � ����� ��������� ��� ��� ��� �� ����� �� �����
���������� ���� ��# � � � �� �� ��� ���� ��
��������� ���������� ��� ��� ��� � � ��� ��� �� �������
�� � ����� ���� ��� ����� �� ����! �" � � �
�$�� � ��� ���� �� ������ ������ ����������
�� ���� � ��� ��� � ����� ��! ���� ��� ��� �� � ���
���� % � ������ ����� &���� �' �� ��� �� ����#
� �� ������� �� � �� �� ��� ����� ���� �� ����(��
���� ����� ���� �(���� �������� �� �� � �����
������� � �� ��� ��� � ����� ��!) *���+������� ���
�� ����� ��� �� ����������� ���� � ����� ����������
�� ��,���� �� � �� ��� ����� �� ������ ����
�������� �� ������ ����# ������ ������� ����!
������������ �� ��� �� ��� ���� ����� ��� ���������
���������� �������� ���� �� ���� � ���� �� �����
�������� ����� ���� ��������� � �������� �����
�� �(����# � ��� � ��������� ����!
-���� ���# ��� ��� ������ �� ������������ ��
�����# ��������� �� ��,���� ����� ������ �(� ����
�� ��� �������!. /� �� ������ �� � ��� ���� �� ����� �
�(� ���� ����� � 0�� �� �� � ��� ���� ������ ����� ��
eived 23 January 2001; revised version received 3 May 2001; accept
rrespondence to: George P Simon, School of Physics and Materiaraliail: [email protected]
��) 5������ �� ������ � /������! ��� �� ��6�;@)�32.��)2A3
������������ �� ���� �� ����� ���� ����� ��� � �����
� ����� �(����+���� ����� ������# ����� � � ������
�� 1���� ��2 �� ����� ������ ���� ���� ���� ��
������ ����� �� ��0� �����!3#4 ��� ��� �� �� ����� �����
��� � ���� �� ��� � �������� � ������# ���� �
���� ������+ ��+���$�+�������������# ����� �
% �� ���������� �� ��� ���� �� 5�� � �� ��#6 � ��
����� � ����������� �� ��� ������ �� � ��
�������� �� ��� ��������� �� ����� ���� ��� � �� ��
�� ��� ���� �� �!6�7 8 �� �������� � � �����
������� � �� �)!6� ������ ��� � ��� �� � �����
�������� �5�9 ! ��� ���� ����� ���� �� ���� �� ��#
�������# ������ �� �(����!
:������ ������ �� �� ���� �� ������������ �� � � �
����� ��� �" ���������� �� ��� ��� ������ � ��� ����$+
����� �� ����� � �(� ����� ������ ����� �� ��� �� �+
���# ����� �� ��� ).;)4 ����� � ���� �� � �� � ��
��� �����< � � � ������ �� ����� � �����0 ��
��������! ��� ���� ����� � ����� ����� ��������� � ��
������� ������ �� ��� ��� �� ���� ����� ���=�� �
����$�� ������� � ������ ���� �� �����# �� �����
�� �� ��0 ����� ����� �� �������! >�� ����+
����� ����� �������� ���� ����� �� ��� ��# ��� ����� �+
������ �� �� � ������ �� ���� �� ��� ����� � ������
����������? ����� � � ������ � ������ � ��� ��
���� ���������� �� �������2��������� ������ �� �
ed 22 May 2001�
ls Engineering, Monash University, PO Box 69M, Victoria 3800,
�!�� )))6
� ��� � ����� � ������
� �����! >�� ���# � ������ �� ������� ���� �� ���+
��� ���� �� ���� ��� ��������� ���������� �� �� ������
�� � ������ �� � ��� ��� �� ��� �������� �� � ���
� ����(�� ����!@
/� ���� ����# �� �������� �� ��� ���������� �� � �"
������� ��� � �� �������� � � � �����$� ����
������� � ������ � ����+ ������+�� ���+����+
�������� �7:*+�+�9 ���� ���� �� ����� � �����+
������ ������������ �7"�9 �� �����! �� ������ ���
����������# � ����� ������������ � ����� ���� ����
7:*+�+�9 � � ��� �� �������� ����� ���� �����
�� ����� �� ��� � ����������� ������� �� ���� �"
� � ����� ���� ����� �� � ������� �� ����� �����
����� �� ������ ������� �" ������� ���!
Figure 1. Schematic diagram of the 90° peel-test rig.
Figure 2. Typical curve trace (dry) from 90° peel test for blend 1 at a cross-head speed of 1mm min�1 at room temperature.
EXPERIMENTALMaterials��� � �� ������� ��� �� ���� ���0 � � �����+
������ ������������ �7"�9# 9(�������� � -� �#
������ � D���� ! ���� 7"�9 � � ���$� �
������ ���� � ����+ ������+�� ��� ����+������
������������ �7:*+�+�9 � � ��� �� �������� +
�����! : � ���� ��� �7� ���� ����� � ��� � �0
��� � �� � �� ���=�� � � ��� �� �� � �����#
�� ��� �� ��� �������� ���� �� .!6��!6E � ���
� �0 � �� � � �� � �� ���=�� ������� ���� � ��
� ����!
Blend preparation��� 7"�9# 7� � 7:*+�+�9 ���������� ����
���� �� ���� ��(�� �F������ �� �� *::G9 /��
� )?�°� � <���� ��� <;@���! ��� ��(��� � ���� ��
7"�9 ��������� 7� 27:*+�+�9 ���2�� ����
)��2�# �?!62.!6# �626# ��2)� � @�2.�!
Calorimetric measurementsC�� �� ��� ���� ����� ��� ������ ��� ����� ����
��� ����� �� ����� ������� ���� �� � �� ������ �� ����+
����� ���� ��������� � �� ����� � ��������� �"5� !
������� �� ����� �������� �� ����� �B
� ����� ������� � ������� � )�� �)������ ���H�� � �� ������ �� ���� � ����# �
�� ���� � ��� �� ���� ��� � �� �� 0 �� ���
"5� �����! ���H�� � �� ������ �� ��� )��E ����� �+
���� � ���� �! ��� ����� ������� �� ��� ���� � ��
������� ���� �������� �� ����� ���0�� 9����
"5�+?! ��� � ����� � ��� 6;)��� ���� �� ��
���� 4�°� �� )?�°� � �� ����� � �� �� )�°� ����)!
�� �������� ��� ������� �� ����� ������� �� �� �
�������� � ����� ����# �� � �� �������� ���
��� � �� ������ �� ���� ����� ����� ������������ �� �
.�3I��)!)�
Peel-test set-up: ��° ����+���� ��� � � ������ � ����# � � �
������ ���� ��� ����� �� �� �������� � ��� �����+
�� �� ������� ������! : *����$�� ������� ������ � �
��� ��� � ����� ����� � �����+�� ���� �� )��
)))<
����) � ��� �!�)�� ����) ���� � ����� �
/������ 46�6 � � ���# � ����� �� >�� )! ��� )+08
�� ���� � � ��� �� �� ���� ��� ���� ����� �8�����
�� ��� �� ���� � ���� .6+�� ����# � � � ����+
,������ �������� ���� 8���) ��� ���� �������� �
������ �� ���� ���� ����� � ����! J��� �� ����
�� ����� ���� ��� ����� �� � ����� �� � ��# ���
�� ���� ����� ����� �� ��� � ����� ��! /� �� �����
���� �� ��� ��# � ����� �� ��� ����� �� >�� .! J��� ���
������� �� �������# ��� �� � � ���� �� ���� ������ ��
��������!))
Method of peel-test sample preparation (variousfailure initiation techniques): � ����� �� ������ �� ����� ���� ��� ���� ����� ����
���# ������� �� ��� � ���� �� ���� ���� �� �� ! ���
��������� ������,��� ���� �������B � ���� ��� �
���� ����� ���� � ������ ��� �� ���� �������# �
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
������ � ������ ��������� ������� !���������� "��� !����������
���� ��� � ������� � ������# ������� � ���������
�� )7 8 C* �������� ��� � �� �� )� �������
�������� �������# � �� ����� ���� �� � ����� �
� ����� ��� ������� ��� � ���� ���� ��= ����
������� � �)!6�5�9 �� �!6)7 8 �� ���� � ���� ���
������ ��� ��� ���� ������� ! /� ����� � ���� �� �
��� ������ � � �� ��� ��� ���� ������� ���� ����
�� � ������ �� ����� � ���� ������ � ����� �
������� �� ���� �� ����� �� ��� � ����� ������
� ����� �� ��� �" ���� ������! "�� ������ �������
������ �� � ������ �� � �� �� �� ����� � �����
��������# �� ���� ���� ���� � ��� �� ������� �� ���
����� ���� �� � �� �������� �� ���� ���� ����� ��
�� �� �������� �� � ����� �� ���� � �����# � ����
�� � ��� �� ���� ������ ���� �� ��� �" �������# �
����� ���� ����� ���� ��� ��� ������ �������� ��
���������� � �����!
>�� ����+���� ���������# .+�� ����0 �� ���� � �
����� �� � �+� ��� ����� ����� �)�����)����.6�� ���� ���� � ���� �)�����).���.6�� � 3.�°� ��� 3;4��� �� �� ��
����� � )�7� # � � � ����,������ ,������ ��
��� ��� �����! ��� ��������� �� ������� ������ �� ���
� ���� �� ����� ��� � ����� ����� �� ��������! /�
��� � �� �� �� ���� �����# ��� �����������+�����
� ���� � � �������� ��� � ��� 6��� ���� ��� ���
�� ����� �� ��� ��° ����+���� ��� � ����,������
�� ��� � ��� ������� ������ ����! 7���� � ��� ���
���� ������� ������� ���������� ��� ����(�� ����
6��� �� ������� ���� ��� ��� � �� ���� ���
� ���� �� )7 8 C* �������� ��* ������ �� �� ����
�� ���� ���� K�5 � �����# ��� ����� ����# � �
������ )3!? � )3!� � ��� �� �� .@ �� �� �" ����
���� ���� � ���������# ����� �� ��� )7 8 C*
������� �� �������� ������� ��� � �� �� )� �����
��� ���� ���� � � �������! >�� ����� �� # �� �
������ �� ����� �� ���� ������ � �����# � ����� ���
����� ����+���� ��������� �>�� 3 ���� ���� ��
� �� ���� ���� �� 3��E 8 �� �������� ���� 3�:
������� ��� ����� �� �� )7 8 C* �� ���� � �*
�����# � ���� � ���� ���� # ���� ����� ��� ������� 6���
�� �� ���� ���� ��� �� �� ��� �� �� ����� �� �� ����
������!
CD test sample preparation: .+�� ����0 �� ���� �� ���� � ���� � � � �����
Figure 3. Schematic representation of the CD induced peel-test samplepreparation.
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
� ����������� ������� �� � �+� ��� �� �� �
����� $���� �:5 )<.?!4L�� �� .).
). ����� �� ��
�.3����.3����4�� ���� ���� � ����
�)�����)�����.�� � 3.�°� ��� 3;4��� �
�������� �� )�7� # ����� �� ��+��������� ��%�� �
����+���� �� ����! ��� � ���� � � ,������ ��
��� ��� ����� � ������� � �� �� ����(�� ���� @�°�����)# ����� ���� ���� ���� ������ ���� ��� ���
�����!
CD test set-up��� ��� �(�������� � ���+�� ��,���� �� ��� :��+
�� �� � 5� � � :5 43.)L)��6)3 ������ � �� :5�7
-@+�6 � � ������� ��� ��� �� �� ���� �� ��� �"
������� ��� �� � ����� �� ���� � �����! /� ����+
��� ���� ���� ���� �����# <+�� � ����� % � � �
����� ������� ��� �����������+����� �� ����
� ���� �� ��� ��� � ���� �� �� ��� ������ �� � �� �"
���� ��� ���� ����� % �+�� ���� ��! F��� ��� �����
� ���� � ����� �� @��� � ����(�� ���� ����
���� ���� $(� ����� ��� ���� ��� ���� � ����� ��������
������! : ��� �� ������� ���� �@��� ����� �
� ����� � � �� ��� �� ��� ��� ���� ���� ���
������� ������! ���� ���� ������� ���� $��� ����
3��E 8 �� ��������# �� �!6.7 8 �� ��������# � �
�������� ������� �3��!�.�: � � ����� �����
�� ����� ��� ����� �� 0��� � ��� �)!6� ������5�9 �� ��� �����2�������� ������ ��! :� ������ �� ���
�(������ 3 ��# ��� ������� ������� � � ������ �
����� �� 3�: �� ������ ��! ��� ���� ������ ����
� � � ��� ��� � .3�.°� ���������� ��� ���� �����
� � ��� ��� .@ ��! :���� .@ �� ��� �� ���� � �
������ �� �� ���� ��� �(���� �� ��������! ����
�� ������� � � ��� �� � � � �������� �F" !
Pressure-volume-temperature (PVT) experiments��� � )4 ����� ��� �����$� ������ �� � ���� � �
�������� �� �������� � ������ ����! ��� ��� �
� � �� ��� �� -����( ����� ����� ��� ���$����
%�� ��� � � �������! 5���� ������� �� ����� �
������������� %�� ���� ��� � ��� �� ������ �����
� ��������# ��� ������ �� ��� �� ���� �� �� � � �
� ���� ��� ��� ������� � ��� ���� ���! ���
� �� �� �� ���� ���� �� ��� ����� �� �� � ��� � ����
�� ���� ������ ��� �������� � �� ����� � ����� ��
������� �������� ��� �� 0 �� �������! 9 �� � ����
� � �� �� �� .6�°� � ����� �� 6�°� � �� �����
� �� �� 3°�����)# � ������ �������� �������� ��
)�7� �� � �� ����� �� ��� � !
��� ��������� �,� ����)6 � � ��� ��� ��� � ���� +
���� �� ��� ����$����� �� ����� � �(� �����#
� � )�� �������� �.������ � �� ��� ����$����� �� ����� � �(� ����� �� ���
��������# � �� ��� ������ �� ��� ��������# �
���2�� � �� ��� �� ��� �� ������ ���� ������� ��
�� ��� �� ������ ���� � ����� �� ��������# # �� ���
��� ����!
)))?
Figure 4. DSC thermograms for MDPE, MAH-g-PE and MDPE/MAH-g-PEblends.
Figure 5. Plot of degree of crystallinity versus addition of MAH-g-PE (wt%).
� ��� � ����� � ������
Energy-dispersive X-ray spectroscopy:���� �������� ��� ����� ������������ ���� ���
�� ���������� �� ��� .@ �� �� �" ����# ���� ����
���+�� �� �� � 0� ���� ���������� � ������+
��������� K+� � ������������ �9"K5 �����=���
7�� � 5������$� 5���� �� � � ������� �� �������+
���� ���� I��� I57+@4�:# �� ����� �������� �����+
����� �597 �� � ��=� ��� ����� ���� ���
,� ��� ������# �� ����� ��� �������� �� ���� � �����
�������� �� ��� �9 ���� ��! 9"K5 � � ��� ��������
�� ��� � ������# � ����� ��� ����� ����� ���� ��!
RESULTS AND DISCUSSIONEffect of blending on degree of crystallinity"5� �(��������� ���� �������� �� �������� ���
������ �� ����� ������� �� � 0��� � ����� ����! "�����
�� ����� ������� � � �������� ���� "5� �(���������
� ��� �� ��� ��� ��� � ����� ��� ������������ ��
����� �� >�� 4! ��� �� � �� ������ �� ��� ����������
� ���� �� � �� ��� ���� ��� �� ���� ����������
�� 0 �� ��� ����� � �������� �� ������� �� ����� �+
������ ����� �,� �) ! ��� ����� �� ����� ������� �� �����
��>��6 � ������������E �������7:*+�+�9 ����
7"�9 � �� � � � ���� �� � ��� �� ��� �� ���� ���
����� ������� � ���� � ���� � 7:*+�+�9 ������ �������
��� )<E ���� ���� ������ ����� ������ ���� � ����
�7"�9������ ������� �� ���4<E �������� ���� ���
��� ��� � ����� �� ��� ����� �������! ��� ���� �������
�� ��� �� ���� ��=� �� � �� )# ����� ����� �� �
��� � ���� �� ��� ������� �� ����� ������� �� ��� ��� ��
�������� ��� ��� �� ��������� ��� ���� ����(�����# ��
Table 1. Degree of crystallinity of neat polymersand blends
������
����
��� � �
���� ���
������ ���
���� ���
����� ���
���� ���
�������� ��
)))@
�� � ���� ����� ������� �� � ��� ���! 9��� ������ ���
���� ����� ����� 7"�9 �� �������� �����# ��� ��������
�� �� �� 7:*+�+�9 ��� �� �� ����� �� ����� �
����� ������� �� ���7"�9�� ��! /� � � ��� � ������
�� ���"5� �������� �� ��>�� 4 �� � ���������� �� 0�
�� 7"�9 � 7:*+�+�9 ���� � ).@°� � )..°�������������# ������ ��� ������� �� 0 �� ���� � ���
������ ).@°� � )..°�! >��� ����� �������# ��
���� ������� �� � �� �� ���� ������ �� �"
������� ��� ���� ��� � ������ �� ����������� �2
����� ������� �� ����# �� �����0 �� ��������# �� ���� ��
����� �� ���� �� �� ���� ����� ������� ���� ������!
Effect of blend composition on dry bond strength��� �� �� �������� � � ������ � �������� ��
����������� �� ��� 7"�9 ���� ���$� ����
7:*+�+�9 � � ��� �� �������� ����� � �� �����
�� >�� <! /� �� ������ �� � ���� ���� ������ �� ��
�������� ���� �� �� �����$� 7"�9# �������
���$������� ���� �� �� �������� ����� �� ���� �
����������� � � ��� ��� �� ��� ���� ���� �����+
$� 7"�9 � ��� ����+������ ����� ����� ��! /� ��
��� ����# � ����������� �� �� �� �������� ��
������ � �� �� ���� �� � ��� �� ��� �� ��� ��� �� �
6 ��E 7:*+�+�9# �� �������� ��� ��� �������
�������! /� � � ������ �� �� �� ����+���� ����
� ����� �� � ��� � ����� ��� �� �������� ��������#
�� ���� ���� ����� � �� �� �� ������� �� ��� �����
����� ��! ����# ��� ��� ���� �� ��� ��� � � � ��
������ ��������� �� ��� ��0 � ���� � � ���� �� �
������ ��������� ��� ��� ����� ���� ��� ����� ��!
�� �
���������� �������� � ��
���
� �������� � ��
������ �� � ���� � �������
��� � ���� � ����
��� ������ ������
��� �� ��� ������
��� ������ ������
���� ������ ������
���� � ���� � ����
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
Figure 6. Plot of dry bond strength (Nmm�1) versus the addition of MAH-g-PE (wt%).
������ � ������ ��������� ������� !���������� "��� !����������
Effect of blend composition on CD performance��� ������� �� �" ������� ��� � F" ��� ��
������ � ���� ��� ������� �� �� 7:*+�+�9 ����
��� � ����� �� >�� ?! >�� �� ��� ����# �
����������� �� �" ������� ��� �� ������ �����
�������� �� � ��� ����������� �� ��� � �������� �
����� ���� ������������ � ���( �������� �" ������+
� ���! /� � � � ���� �� � ����� �� �� ����
������� ���� .!6��E ���# ���� ���� �� � ����
��� ����� �� .!6��E � ��� � �������� ���� ��
��,���� �� � ��� �����$� �� ����������� �� �"
����������! /���# ����� �� ������ ���� �� �� �"
������ ��� ��� ������ �� ���� �.���E �� �� ���
���������� �� ��� ���� �� ��� ��� � �������� �� ���
�������� �� �0 �� ����� �� ����� �" �� ������! ����
������# ���������# ����$�� ��� ���������� �� � ���
����������� �� ����� ����� �� �������� ��=�
������������ ���� ����� ��� � �������� � ����� ����
� ������ ���� ��� �0��� �� ������������ ���
������� �" ������� ���! J��� �" ������� ��� ��
����� � ���� �� �� ���� �� � ���� ��� �� ��
��������# � �0 �� ������ ���� �� ������ ������
Figure 7. Plot of radial disbondment (mm) versus the addition of MAH-g-PE (wt%).
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
����� ��� ����������! ���� �� �� ��� ��# � ��� ��
,���� �������� �������� # �� ������ ����� �������
�������� � ����� �� �� �� ����� �� ��� ��0 �������#
����� � � � �(����� � ������ �� � � ����� ��� � �
��� ��� ������ �� � �� �� ��� �" ���������! ���
����� � ����� ����# �� � �0 �� ������ ���� ������ �"
������� ��� � �� �� ��������# � � ��� ���� ��
��� ���� �� 5���� �� ��)< �� � ���(�2����� �� ����
������!
Time dependence of CD process��� � � � �������� � � �������� � ��������
�� ���� �� ���� �� �������� �� ��� ������ � ����+
���� �� 7"�9 �� �� ����� ����� �� � ��� �������
�� ����� �� >�� @! F ���� �� � ������ ���� �
��������# �� � � ������� �� ���������� �����
������� �� ��� �� ��������B �;? ��# ?;)4 ��
� )4;.@ ��# ���� ���������� � :�# �� �
�"# ������������! ��� ���� �� 5������ � 50 �)?
���� ��� ���� �������� �� ��� � ����� �������
�� ���(�2����� ������ �� �������� � ����� � �� �#
������� � ���� � ����� �� �� ��� ����� ��
���� ����! ��� ���� �� *����� � �� �����)@ ��
���� ���+���� ���(�2����� ������ ����� ��� �� +
��� ���� �� ����� �� ���� ���� ������� ��
�����+���� �������� �! J ��� � � ����)� � ��
������� ��� ������� �������� �� ��������
�� ���� ���� �� ��� ����� � �� ��� �� ��� ��������!
��� ���� �� 1�� �� ��.� �� ��������� ��2����� �� ����
������ ���� ���� � �� �� ������� � ���
�������� ���� ����� ��� ������� �� ���� ��� ��� ��
�� ����! *������ �� ��.)# �������# � �� ���� ���
&�����+�� ��' ��������# �� ��� �������� ��
����� �� ���! /� � � � ������ �� >�� @ �� � ��� F" ��
��� ��� ����� ��� $��� ���0 �� ��� ���� �)!.�� � #
���� ����� ��� � �� ���� ��� �� ��� ����� ���0 ��
�!??�� ��) � �� ����������� ����� �� �� ���0� .;4
� �!?4�� ��)! /� ���� �� �������� ��� ���
�������� ���� ��%����� ���� �� �����# ����
������ ������ �� ������ � ����� � )4 � .@ �� ����
����� 0��!
Figure 8. Plot of radial disbondment (mm) of unmodified MDPE as afunction of time, showing three distinct stages of disbondment during 28days CD test.
)))�
Figure 9. Disbonded area versus test time (days) as a function ofcomposition for unmodified MDPE, 5wt% MAH-g-PE loaded MDPE and20wt% MAH-g-PE loaded MDPE.
� ��� � ����� � ������
��� ������ �� ����� �� 7:*+�+�9 �� 7"�9 ���
��� ����������� �� �" ������� ��� � � � ��
����� �� �� �������� �� >�� �! ��� ������
���� ��� �� � ����� �� ������ �" ����� ��� ��� ����#
�� ���� ������ �����# ����� � 7"�9 �� ��� ����
����� ����� � ������� � � ���� � �� ���� �� ��
����! ��� ����� �� �� ���� �� ����� ��
���� ��� ���� ���� ����� ��� )4;.@ �� �� ��� �"
����! ���� �� ��� �� �� � ������ ���� ��� � ����+
���� � ������ ������� �� ���� �� � �� �� �������
� � ��� �� ��� �� ��� �������! ���� ���� ���� �� �
����� �� ������ ��� �� ��� ��������� ������� ���� ���
�� ���� � ������ �����! /� ����� � ���� �� �# ����
����� �� ��������# � ���� ������� � ��� ��
�(����� ���� �� � ��� ������� � � ��� ������� ���� �
�����$� ���� ���� �������� �� � � ��� ���� �! ����
�� ��� �� ������� � �� ��0��� �� ������ �� �� ����� �"
���� ���� ���� ����!
Wet and dry peel tests at a slow speed��� ���� ����.. �� �� ������ �� ������������ ��
����+���� ��+������ ����� �� ��0� ����� �� ����� ��
���� ��� �%������ �� ��� ������� � �� � � ���� ���
������ �� ���� ��� ��0 �� ��� �������! ���� �� ��� ��
��%����� � ��� ���� ���� �� ��� � �������� � ������
���� � � ����� � ����� �(����+���� ����� ������
����� ����� � �(� ���� �� ���+��� � ������������#
��������� �� ���� � ������ ��� ���� ����� ���$+
������� ������ �� ������ �� ��� �� �0 �� ���� ���� ���
��0 �� ����# ����� � ���� ������ �� ������� ��
Table 2. Peel strength (Nmm�1) for different pre-experiment crack initiations at a cross-head speed0.01mm min�1
������
�
������
��
����� �� �
����� �� �
� ����� ��� ����� ����� ����
)).�
������ ����� �� �����! :� ����� ��� �� � ��2����
� ��# ��� ����� ���� � � � ������=� �� ��� ���
�(���� ����� ���� ���� �� ���� � ��� �� ����
��������# � ���� � ���� ��0��� �� ����� ������
� �����# � �� � � ��� ������� ���� ������� ��
������ �� ����� ��������� � ���������� ��� ��� ����
���� � ����� �����+�� ����! ��� � �� �� ����+
���� ��������� ���� ����� �" �� ����(�+
� ���� �!���6�� ����)# ���������� ��������
�� .��� �� .@ ��# ����� �� ���� ����� �� � ���
�����+�� ���� �� )�� ����) �������� ��� ��
�� ���� �� ���� ��������!
�� ���� ������� ������ ���� �� ��� ���� �����
�������� �" ������� ���# ���� ����� ���� � ���� ���
� ���� ��� �� � �� �� �!�)�� ����) �� ��� /������
46�6 ���������� ���� ��� �� � ��� ���������
��� ��� �� 7"�92�� ��� ����� ) � �� �
���$� ���� .!6��E 7:*+�+�9 ����� . ! /� ���
� �� �� ��� ���� �����# ����� ��� ���� ��� �� � ��# ���
�������� � ����� ����� ���� ��������� ���� ������� ��
� ������ �� ������ �� ������ �� � � �����! ��� �������
�� ���� ����� � ���� ��� �� � �� �� �������� �� � ��
.! /� � � � ���� �� � ����� �� � ����������� �� 4�E
�� �� �� �������� ���� ���$� ���� ���� .!6��E
7:*+�+�9! /� �� ��� � ���� ��� ������� �� � ���
������ �������� � � ������� ��� ��� ������ ��
����� ���� ��� ��� .!6��E 7:*+�+�9 �� � � ����#
���� �� �� ��� �����$� 7"�9! :� � � � ����
���� � �� .# ���� �"+����� ��� ������
�������� �� ���� �� ���� ��� ���������� �� ��
��������# ��� � ������ �� ��� �������� �� ��
�������� �� ��� � �� �� �����$� 7"�9 �� ���
?�E# ���� �� �� 66E �� �������� �� �� ��������
�� ��� � �� �� .!6��E 7:*+�+�9 �� � ���# ��
�� ���� � ��� � �� �����+�� ����! /� � � ��� �
���� �� � ��� ��� �� � ����� �� ��# � ���� � ���# ����
����� �� )7 8 C* ������� �������� �������# �������
������� ���� �������� � ����� ���� �� �� ������2
������ �� � � ����� �� � �� �� ��� ���� ���� ����� �� ����
�" ���������! ���� ���� ���� ��� �� � ��� � �����
�� � ��%����� ��� ������ �������� �� ��� �����+
� �� � � ������ ��� ��������� �" ������� ���#
������� �� � ��� �����$� � ����� �� �� ����� �!
*������# �� � �� �� ���� �� �� � ��� ������ �����
� � ���� � ��� ��������� �� �" �� ����� � ��
,���� ������ � ���� � � ����� �� � ���� ����
� ���� �� � ���� � �" ����! ���� ��� ���� ����� ����
� ��� � ��������� ���� �� ����� ��� �"
������� ��� �� � ����� �� ���� � �����!
�� � ��
��� ���� ��
� ����
��� �� !�"�� � ��
������ ��� ���� ��
��� ����
��� �#$%� !���� � ��
������ ��� ���� �� &
�������� ������� ��
� � �� �'(�)
���� ����� ����
�� ����� �����
����
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
Figure 10. Experimental specific volume curve for MDPE showing thevolume changes in two stages (crystallization and shrinkage).
Figure 11. PVT plot as a function of composition of MDPE, Blend 1 andBlend 2.
������ � ������ ��������� ������� !���������� "��� !����������
Thermal expansion coefficient and CD performance:� ���� � ������ �� ��� ���������# ����� ����������
�� �� ����� � � ����� ����� �" ������� ���! >��
�������� ���� ������ ����� �� ��� ��# ��������
����� � ���������� ������ ��� ������� �� ���� �
��� � ����� �� � � ����� �� ����� � �������� �����
��� ������� �������# ����� � � ��%����� �" ������+
����! C�� ������ �� ����� �� ��� ��� �� ����� �� �����
��� ������ ���� ����$����� �� ����� � �(� ����� ���+
� �� �� ��� ��� ����� ����� ��# ��� ).;)4 �����
������ �� ��� � �� �� �9! ��� � ��� ��������� ��
����� � �(� ����� ����$������ � � � ������ ������
����� ������� � �� ������ ������ � ��� ��� ������
��� � ���� �! ���� � � �� 0�� ��� ��������� ������
�������� �� ��� �� ���� � ���� ����� ������� ���
��� ����� �� � ������ �� � � �����!.3 :� ���� �
��������� � �����0 �� �� �������# ��� ����� ���= ����
�� ����+����� ����� ������������ ������ �� � �� ��������
�� � ������ �� ��� �� � ��� ������ �� ������ �� ����
� �����! 8��� �� � �� � �� ��� � ������ �� �
������ � ��� �������� ����� ��� �� ���� ���0 ���
��� �����$� ���� ����� ��� ����� ������� �� ��� �� ����!
��� �(��������� ���� �������� �� ���� ��
�������� ��� ������ �� ����� � �(� ����� ����$�����
� �� ��� �� ������ �����0 �� �� ��� ���� ��
������� � ����� ��� � ����� �� �" ������+
� ���! ��� ������ �� ���� ����� ����� ���= ����
�������� ���= ���� � �����0 �� ��������0 �� � � �
�������� ���� ��� ��� ��� ���� �� � ����
������� �� �� >�� )� ��� ��� �� �������! � �� 3
,� ���$�� ��� �� ��� �� ������ �� �������# ��� ����� �
Table 3. Change in specific volume and thermalexpansion coefficients of polymers
������
������
+���
����
���������� ,
����
����� ��
����� ��
� ����� ��� ����� ����� ����
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
�� ��� �� �� ����� ���= ���� � ������� ����� �
����� ����� ��������� ��������� ����� ���= ����# � ���
� ���� �� ����� �� ���� ������ ����# � ����� �� ��
������� �����0 �� �� ��� �������� ������ � ��
������ ����� �� ��� ����� ����� �� ��! �� �� ��
����� ���= ���� �� ���� �� � ����� � ��� �� �������
� ����# � �(����� ���� ��� ����� � ����� ��
����� ������� �������� ���� "5�! ��� ���� �
����� � �(� ����� ����$����� �� �� � �� � ����
� � � ���� �� �� ��� ������ ������ ���� ������ +
���� � ��� ������� ����� ���� � ��� ��� ���� �� ���
�����$� ������ � ������ ���� ����� ��� �,� �. !
��� ��� �(�������� ����� ���� ����� � ����� �
�(� ����� ����$������# � ���� �� ��� ������ �� ���
������ �� >�� ))# ����� �� ����� ��� ��� � �� �������
� ��� ����! ����# ��� ����$����� �� ����� �
�(� ����� ��� ��� �� ��� ������ �� ��� ���� ���
������ �� 7:*+�+�9 ���� ��� �� �������! /� ��
������ ���� ��� � �� 3 �� � �����$� ������ ���
��� �� ��� � �0��� � �������� �� ����������� ��
��� �(��������! /� �� ��� ��� � �� � ��� ����� �
�(� ����� ����$����� �� ���$� � ���� �� ���� �����
��� ������ �� ����� �� �� ����� ���� ��
�������� �" ������� ���! ��������� �� � � ���+
���� �� � �� ������������ ���� �� ���� ���0 �� ���
� ������ �� �� � ��� �� ��� �� �����0 �� ��������!
Surface analysis: interface between the polymer andsteel/� ���� �� ������� ������� ��� ��� �� � �����# ���
� ����� ��� ����� ������� � ����� ���� ��
� ���� *�
� ��� ��
���� ,�� �
�� � ���(����
������ � ���� *�
+���� ��� ��
��� �-��� ����� �-������(����
.������ ������ �
��*� ��� ��' ����'� �/���� �� ��� �-����
�°��
��� �� �������
�� ��� ��������
��� �� ��������
����
)).)
� ��� � ����� � ������
� ���� ���� . � ���� ��� ���������� �� .@ �� �"
���� # � 0�� ���� ��� ������ �� .;3�� ���� ���
����� � ���� �# ���� �( ���� ����� 9"K5! ��� 9"K
������ �� ����� �� >�� ). � ��� ���� �� � ����� ��
������� ������� ��� ��� �������� �� ���� �� ���
������� ���� ��# ���������� �� � ��� � ����� �� ����
������ ����� �� ��� ���� � ������� �� �� ����������
�� ���� �(�� � ��� ���� �! /� �� ��� ��� � ���� 9"K
�������� �� ��� ���� ���� �� � ����� �� � ����+
� ��� ����� ����� ���� ��# �� � ����� �� �� �� �� ��
� ���2������� ���� ���� ��� � �� �� � ��������
��� �� ����� ������ �� � � �����! 9"K5 � � ���
�������� �� ����� ������� ���� �� � ���
���������� �� .@+ � �" ����# � � ����� ������ ����
��� ���� � � ����� � ���� �� ���� ���� ���� �����
���� � ������ �� ����� ������� ���� �� ����
��� ��� ���� ��� ���� �! ��� � �����+�������
������� �� ������( � �����+�� �� ����������! :
�� ����� �(�� � ���� �� ���� ���������� � � ������
� J ��� � � ����#)� ��� �������� ���+�� ��
������ �� ��������! ��� $��� �� �� �� ���������� ��
��� � �(�� ��������� ��� ������� � �� � ���
����� �� �� �� �� �� ��� � ����� � ��� � �(��2
������� ������ �� ���� ���� � � ��! ��� ���� �� ��
���� �� ���� ���0 � ������� � *������ �� ��.)
�������� �� ��� �� � ����� 0�������# ��� �� ���� ���
����� �� ��� ��� �! ����� �� ����� ������� �� ���
����� ����#)�#.4 ����� ��� ������� �� � �������� ��
������ �� � �(�� �� ��� ����� � ��� �� ��� � ����� �� ��
�� �������!
CONCLUSIONS���� ���0 � � ���� �� �� � ��� ��������� ��
������ �������� � ��� ������ �� �" ������� ���
�������� ��� �� �������� �� ��� ������ ��������#
����� ����� ����� ������ �� ������ �� � � �����! 8�
������ ���� � � ���� ������ �" ������� ��� �
Figure 12. Energy-dispersive X-raySpectroscopy (EDXS) of cathodically-disbonded polymer surface (dottedline) and cathodically-disbonded steelsurface (solid line) for blend 2, nearholiday.
))..
�� �� ��������# ����� �� �� ��� �� � ��� ��� ��
� ����� �� �" �� ������ �� � � ������ �� �2 ������
� ����� ����� � �� �� �������� ���������� �� ���
�������� � ����� ���! /� ��� �� �� � ��� ������
�������� �� ���� � ������ �� ���� ��� �� ��� ��+
��������� �� �" ������� ���B ��� ������ ��� � ���#
��� ����� ��� �" ������� ��� �� ��� �� ���� � ���� �!
���� ���� ��� ���� ��� �� � ,���� ��� �� ��� ��
��� � �������� � ������ � � �� �� �����$� �� ��+
��������� �� �" ������� ���! /� �� ����� �� � �����
�� ����� ������� � ����� � �(� ����� ����$����� �
��� �� ��� ������ �� ��� ��� ��� ����� �� .!6��E
7:*+�+�9 � ���� �� �� ����� ���� �� ��������
�" ������� ��� �� ����+����� ����� �������� ����
�������# ���� � ������������# �� �� � ����� ���� �
������ � �������� �� �����0 ��! 9"K5 �������� �� � ����
�(�� �� ������� �� ��� �������� ������� ��
������������2����� ������ � ��� ���� �# �� ��������
�� � ����� ����������! ��� ����������� �� �"
������� ��� �� �� �� ��� ����������� �� ���
������ �������� ���� ����������� �� ��� � ����+
���� � ����� ���� � 7:*+�+�9 ���� 7"�9 �� ��
��� ������� ������ ������ �������2��� � �(��
� ���# ��%������ ����� �������� � �� �� ��� �����
�� ��� ���� ���� �� �� �����$� �� �������
7"�9! ����� ��� � � ������ ��� � �� � �����+
� ��# � � � � ���� �� ��� ������ ������ ����� ������
������� �� ��� �"+����� ��� ������ ���� � ���
�" ����! 5��� ��� ������ ����� �� ���� ���� � ��
�� ������� �� � � ����� ��� .@ �� ��� �" ������� �
���� � � ����� �� � � �� � ��������� ���������
���� ��� ��� � �����!
ACKNOWLEDGEMENTS"F �� ������� �0�������� ��� ������� �� ��� �F�
��� �������� ���������� ���� �������! ��� ������
���� ��0� �� �� �0 7� :����� >������� � 7� 1�(
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
������ � ������ ��������� ������� !���������� "��� !����������
9���# ���� J ��� ��������� F��� ���# ��� �����
� �� �� ���� �� ���� ���0� � 7� I��� ���� � �
7� F���� �����# 7��%�� 1�# ��� ��� �(����+
�����! ��� ������ ���� ��0� �� �� �0 "� I ���
7 ���# �5/FC 7������ � 5������ ��� ������� ����
K�5 �(���������!
REFERENCES) J ��� I># �� ����#$ � %������# � � � �0� �"9# 1���� �
-����# 8�� M��0# <?;<@ �)��. !
. ������ G# 7 �� �� �J � � �0� � "9# �� ��� & 2B.�6
�)�?) !
3 G ����� 77# & %������ 21B)?6 �)��) !
4 5� ��� F9 � "��0 FI# &����� � '������ �������� 13B.6
�)�@6 !
6 5�� � �# G � �� F# ����� �� � *��� � *# ������ ��
(������ '������ -1B.�< �)��6 !
< 9� �� �# ������� �� ������ ��������� ���������# ���� ��� �����#
1����# )6);)63 �)�<< !
? F � �� F � N� � J# ����������� &����� � %������ ���
%�������� /3B36? �)��? !
@ J��0� NJ I�# '����� '���� #� '������# � � 1������� * I�#
�� .�;34 �)�?� !
� ������0� *# �������) ����� ������ ��� ����� *����������#
* ���� ���������# ������� ��# � @� �)��6 !
)� 7 �0 *># ��0 ��� 87# C�������� �- � 7����� -#
��� �� 1.�)))6;)).3 �.��)
*�����!���� � ����� ������� ��� *����������# ��� 4# .�
��# I��� J���� O 5��� /��# 4@?;4@@ �)�@< !
)) - ��� I1# �������� � %������ ��� %��������# � � � ����0 F1#
7 ���� "�00��# 8�� M��0# � .�3 �)�<? !
). :5 )<.?!4L)�@�B 7�� � >��������L���� � ���� � ������ �+
���� �� 5��� ���# � �� 4B :� ���� � �� ��� ����# :���� �� �
5� � ��!
)3 :5 43.)L)��6B � ����� "������� F����� ��� ����# >�����+
��� �����+������ ������������ �� ���� � ������ ���
����� � $������# :���� �� � 5� � ��!
)4 N����� � � J ��� "I# �������� ������� ����� ���!�������
���� �� ������# ���������# 1 �������# �: �)��6 !
)6 M���� FI# ��������� � ������# �� �� � � * ��# 8��
M��0# � .�� �)�@? !
)< 5���� *7# ��� 7> � ���� F*# ��������� ���������# ��
)� �)�@@ !
)? 5������ P � 50 � I/# '����� �������# �� �3? �)��4 !
)@ *����� �F � �� ����� �# '����� %���������� /4B)� �)�@� !
)� J ��� I> � � ���� I9# ��������� � ��� ����������� ���
�������� '��������# 1����# PG# I��� )3;)<# � .?) �)�@3 !
.� 1�� I1# 1�� �I# M �� D � -� � 5J# ������ �� (������
'������ 2/B.�6 �)��? !
.) *������ -1# � �� F: � � ��� �F# +�� �����������
'�������� � ��� ������� ��� *,������ ������� � �!��#
1����# PG# 5������� .);.3# � .� �)�@? !
.. 9� �� IF- � � �0� � "9# &����� � %������ /.B)�) �)�?� !
.3 ����� 5# &����� � '������ �������� 1-B36 �)�@� !
.4 G ����� � � G����0 � *# '����� 14B�?� �)��@ !
)).3