Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
EFECTUL RANFORSANŢILOR NATURALI – BIODEGRADABILI - ASUPRA PROPRIETĂŢILOR UNOR MATERIALE COMPOZITE
UTILIZATE ÎN INDUSTRIA AUTOMOBILELOR
EFFECT OF NATURAL-BIODEGRADABLE-REINFORCING MATERIALS ON PROPERTIES OF SOME COMPOSITES USED IN AUTOMOTIVE INDUSTRY
Caramitu Alina Ruxandra1, Sbarcea Gabriela1, Mitrea Sorina1, Budrugeac Petru1,
Avădanei Lidia2, Nicolae Viorel3
1Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare în Inginerie Electrică ICPE Cercetări Avansate, Bucureşti,
Romania, [email protected]*, [email protected], [email protected],
[email protected] 2Institutul de Cercetare pentru fibre sintetice ICEFS Săvinesti, Romania, [email protected]
3Universitatea din Piteşti, Romania [email protected]
Rezumat: Lucrarea prezintă câteva consideraţii despre nişte noi materiale compozite biodegradabile
bazate pe polipropilenă cu aplicaţii în industria automobilelor. Ca materiale de ranforsare s-au folosit: făina de lemn, fibrele de in precum şi umpluturi minerale cum ar fi granulele de talc.
Scopul obţinerii acestor materiale a fost de a înlocui materialele compozite care utilizează ca material de ranforsare fibra de sticlă (nonbiodegradabil) care se utilizeaza în prezent în industria automobilelor.
În urma caracterizarii fizico-chimice, mecanice şi termice se constată că materialele compozite polimerice luate în studiu au în general proprietăţi mecanice uşor inferioare faţă de proprietăţile materialului compozit polimeric cu matricea polimerică identică dar utilizând ca ranforsant fibra de sticlă. Totuşi aceste materiale prezintă o importanţă deosebită datorită biodegradabilităţii şi greutăţii mici. Aceste proprietăţi sunt rezultate din utilizarea în compoziţia acestora de materiale de ranforsare naturale şi sunt foarte importante datorită impactului pozitiv asupra mediului. Din varianta optimă s-au realizat profilele auto cum ar fi: panou uşă faţă stânga, panou uşă faţă dreapta; capac portbagaj; capac ornament butuc roată. Abstract: The paper presents some considerations regarding new biodegradable composites based on polypropylene matrix, with applications in the automotive interior design. As reinforcing materials were used: wood flour, flax fiber and mineral filler consisting of talc granules. The goal was to replace the conventional composite materials using the glass fiber reinforcement (non-biodegradable). Following the physical-chemical, mechanical and thermal characterization, the new studied composites were found to have mechanical properties slightly lower than those of conventional materials. However these materials have a particular importance due to biodegradability and low weight, benefits obtained by using of natural reinforced materials, and them are very important and positive impact on the environment. The optimal composition was used in order to obtain some profiles like left and right panel doors.
Cuvinte cheie: materiale compozite biodegradabile, polipropilenă, fibre de in
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
Introducere
Polimerii sintetici, concepuţi pentru a fi rezistenţi la diverşi factori de mediu
(radiaţii luminoase, oxigen, umiditate, caldură, atac microbian) au devenit în timp o
problemă acută prin acumularea lor în mediu, mai ales după perioada de utilizare a
produsului. Reglementarile din ce în ce mai severe privind protecţia mediului au
impus abordarea, intensificarea şi lărgirea cercetărilor referitoare la materialele
biodegradabile.
Biodegradabilitatea reprezintă proprietatea unui material (inclusiv cel
polimeric) de a-şi modifica structura chimico-morfologică sub acţiunea diverselor
specii de microorganisme. Atacul microorganismelor asupra materialelor plastice are
loc printr-un mecanism complex care se desfăşoară pe trei nivele în funcţie de
alterarea suportului. Astfel, biodegradarea primară se caracterizează prin aceea că
produce modificări numai la nivelul grupelor funcţionale ale unui polimer fară a afecta
catena principală. Biodegradarea parţială determină degradarea unei substanţe
polimerice tradusă prin fragmentarea volumului concomitent cu o distrugere redusă a
suportului. Biodegradarea completă implică distrugerea completă a suportului
macromolecular concomitent cu formarea unor produse secundare de reacţie [1].
2. Partea experimentală
2.1. Materii prime
Materialele compozite au fost realizate din matricea polimerică a polipropilenei
în care s-au adăugat diferiţi agenţi de ranforsare.
Materialele luate în studiu sunt materiale compozite pe bază de polipropilenă cu
următoarea compoziţie [2] :
Polipropilena –notată cu PP şi Mo;
PP+30% fibră de sticlă-pigment–M1;
PP+30% făină de lemn- pigment–M2;
PP+5% fibră de in şi 25% făină de lemn+pigment–M3;
PP+30% talc+ pigment–M4;
PP+10% fibră de in şi 20% făină de lemn+pigment–M5;
PP+10% făină de lemn+pigment–M6;
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
PP+20% făină de lemn+pigment–M7;
PP+30% făină de lemn+pigment– M8;
PP+5% fibră de in si 20% făină de lemn+pigment–M9;
PP+30% fibră de sticlă+pigment–M10
;
PP ignifugată +5% fibră de in+pigment–M11
;
PP ignifugată Vo+pigment–M
12;
PP ignifugată+5% fibră de in+5% elastomer EPDM + pigment–M13;
PP ignifugată+5% fibră de in+10% elastomer EPDM + pigment–M14;
PP ignifugată+5% fibră de in+15% elastomer EPDM + pigment–M15
.
2.2 Aparatură
Microscopia optică a fost realizată cu camera CCD ataşată la Microdurimetru
Vickers, Knoop – AHOTEC – Germania, 2007
Difracţia de raze X au fost realizată cu un Difractometru de raze X Bruker-AXS tip
D8 ADVANCE, Tub de raze X cu anod de Cu , 40kV / 40 mA, filtru k de Ni, Pas:
0.04o, timp de măsurare pe punct: 2s, domeniu de măsură 2θ = 2o – 60o
Rezistenţa la rupere prin îndoire a fost determinată pe Maşina de încercări
mecanice Zwick T1 – FR005TN [3,4]
Duritate Brinel – a fost determinată pe durimetrul Brinel
Duritatea Vikers a fost determinată pe un Microdurimetrul Vickers, Knoop –
AHOTEC – Germania, 2007 conform SR EN ISO 6507 -4/2006 [3,4]
Densitatea hidrostatică realizată pe o balanţă cu kit de densitate
Estimarea rapidă a duratei de viaţă prin analiza termică cu tehnici cuplate
Analiza acţiunii micromycetelor SR EN I SO 846/2000 – Materiale plastice.
Evaluarea acţiunii microorganismelor [4]
2.3. Teste experimentale
Pentru materialele obţinute s-au realizat următoarele teste :
Analize structurale: Microscopie optică şi difractie de raze X
Rezistenţa la rupere prin îndoire [3,4]
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
Duritate Brinel
Duritate Vikers [3,4]
Densitatea hidrostatică
Estimarea rapidă a duratei de viaţă prin analiza termică cu tehnici cuplate
Analiza acţiunii micromicetelor [4].
2.3.1. Analize structurale
2.3.1.1.Microscopie optică
Din imaginile în care se prezintă structura morfologică a acestor materiale
compozite folosind ca matrice polimerică polipropilena se constată dispunerea
fibrelor de sticlă precum şi a materialelor de umplutură (talc) şi de ranforsare (făină
de lemn şi fibra de in).
Pentru materialele compozite cu diferiţi ranforsanţi (făină de lemn, sau făină de
lemn împreuna cu fibre de in în diferite proporţii) se constată o structură neomogenă.
În fig.1.este prezentat pentru exemplificare materialul PP ignifugată+5% fibră de
in+pigment negru (M11).
(a) (b)
(c)
Fig. 1 Imagini cu microscopul optic pentru materialul M11 la a) 0,05 mm
(obiectivul de x20) şi b) 0,1 mm (obiectivul de x10) c) 0,025 (obiectivul de x50)
Materialele compozite ignifugate se prezintă mult mai omogen. Dintre acestea
două la cel cu fibre de in se constată din fig, 1 (c) că în structura lor morfologică apar
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
fibre de in lungi. Din analiza microscopică a acestor materiale compozite se constată
ca acest material – PP ignifugă+ 5% fibre de in este cel mai omogen.
2.3.1.2. Difracţie de raze X
În fig. 2 sunt prezentate toate spectrele materialelor compozite luate în studiu.
Componenta majoritară este polipropilena. Polimerii pot avea un anumit grad de
cristalinitate, atunci cand în anumite zone ale materialului apar legaturi care
ordonează structura 3D a polimerului. În aceste cazuri, prin difracţie de raze X se
poate identifica tipul de polimer.
Astfel, s-a determinat ca în probele analizate, polipropilena cristalizeaza în doua
structuri diferite.
Din spectrul făinii de lemn natur se (1) constată existenţa a două picuri unul mai larg
(între 10 si 20) şi celalalt mai intens (între 20 şi 25). Aceste picuri se regasesc la
toate spectrele care conţin în compoziţie lemn.
În spectrul PP martor fară pigment (2) constatăm că polipropilena pe lângă faza
amorfă prezintă şi o fază cristalină care se manifestă prin picurile din zona 14-24
grade. Aceste picuri apar la majoritatea spectrelor ceea ce reiese şi din faptul că
matricea polimerică este aceiaşi la toate materialele.
La spectrele (3, 4, 5, 7, 8, 9, 11, 12, 13) care sunt probe în care s-a adăugat ca
pigment negrul de fum se constată existenţa unui pic la aproximativ 30 grade.
Se observă de asemenea o uşoară texturare a polipropilenei sindiotatice, prin faptul
ca există diferenţe între rapoartele intensităţilor relative ale peak-urilor acestei faze.
Acest fapt indică o influenţă a procesului mecanic de obţinere a probelor asupra
ordonarii în spaţiu.
În cazul talcului se constată apariţia picurilor caracteristice acestui produs la 9 şi la
29 grade. Totodată aceste picuri se mai regasesc şi la M12 si M11 (materialul
polimeric cu PP ignifugată). Dimensiunea medie de cristalit este prezentată în
tabelul nr.1.
Tabelul nr. 1.
Materialele compozite D (nm)
Mo 20.8
M6 21.2
M7 20.1
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
Materialele compozite D (nm)
M8 20.5
M2 18.6
M5 23.7
M3 19.2
M1 24.4
M10 25.9
M11 25.1
M12 17.4
M4 28.6
În fig. 3 am prezentat ca exemplu două materiale compozite cu fibra de in
prezentate comparativ. Acestea sunt M3 si M5. Peak-urile sunt indicate “o” şi sunt
specifice polipropilenei si lemnului.
În urma încercărilor de difracţie de raze X realizate pe materialele luate în
studiu se constată că intensităţiile peak-urilor variază fin cauza texturării.
În cazul acestor materiale compozite apar:
zone cristaline astfel se constată ca porţiunea ordonată (cristalină) cea mai mare
este pentru materialul compozit cu fibre de sticlă, iar cea mai mica valoare fiind în
cazul polipropilenei simple. Acest lucru este imprimat materialului compozit de catre
fibrele de sticlă.
Între materialele compozite cu ranforsant făină de lemn şi fibra de in se constată că
materialul care posedă cele mai mari porţiuni de faze ordonate (cristaline) este
materialul compozit cu conţinutul cel mai mare în fibra de in. Pentru aceste
materiale se observa un peak specific structurii lemnului.
Toate materialele compozite luate în studiu (în afara de materialul compozit cu 30%
talc) cristalizează în sistem ortorombic
În cazul materialului compozit cu umplutură talc se constată că atât talcul (albastru)
cât şi cloritul (roşu) cristalizează în sistem triclinic şi în probă nu se observă decât
peak-urile care corespund direcţiilor de cristalizare paralele cu baza celulei.
Totodată aceste picuri se mai regăsesc şi la M12 si M13 (ignifugat) precum şi la
materialul M11. Acest lucru se poate explica prin faptul că talcul este folosit în
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
procesul tehnologic de obţinere a acestor materiale compozite, pentru a preveni
aderarea materialului pe şnecul extruderului.
Inte
nsita
te (u
.a)
0
20000
40000
2 10 20 30 40 50 60
1234567891011
1213
14
Fig.2 Prezentarea comparativă a spectrelor de difracţie de raze X pentru
materialele: 1-Făină de lemn - natur; 2-Mo; 3-M6; 4- M7; 5- M8; 6- M2;7-M9; 8- M5;
9- M3; 10-M1; 11-M10; 12- M11; 13- M12; 14- M4.
Inte
nsity (
a.u
.)
0
2000
2 10 20 30 40 50 60
a)
b)
oo
o o o o
oo
o o oo
Fig.3 Prezentarea comparativă a spectrelor pentru (a) M3 si (b) M5
2.3.2. Rezistenţa la rupere prin încovoiere
Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 2.
Din aceste rezultate se constată că prin adăugarea :
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
o unui material de ranforsare în matricea polimerică rezistenţa mecanică creşte cu
10 unităţi;
o de procente crescătoare de făină de lemn în matricea polimerica (10%, 20 % si
30%) rezistenţa mecanică scade faţă de matricea polimerică cu 61, 139 şi
respectiv 150 de unităţi;
o de procente crescătoare de fibra de in cu procentul corespunzator de făină de
lemn se constă o scădere a rezistenţei mecanice faţă de matricea polimerică cu
132 de unităţi pentru M3 cu 88, cu 147 unităţi pentru M5 şi cu 84 unităţi pentru
materialul M11;
o pigmentului rezistenţa mecanică scade cu 117 unităţi pentru materialul M1 acest
lucru ne mai poate duce la concluzia că adăugarea pigmentului în compoziţia
materialului compozit afectează rezistenţa mecanică a materialului.
Tabelul nr. 2
Materialul Media rezistenţelor la rupere prin încovoiere
M0 446
M1 456
M2 316
M4 356
M3 314
M5 358
M6 385
M7 307
M8 296
M9 299
M10 339
M11 362
M12 409
M13 319
M14 313
M15 > 30 KN
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
Prin compararea valorilor obţinute pentru materialele compozite care conţin
fibre de in se constată că cel mai bun din punct de vedere mecanic este materialul
PP ignifugata + 5% fibra de in – M11
Prin creşterea procentului de elastomer nu se obţin diferenţe semnificative in
cazul rezistenţei la rupere prin încovoiere.
2.3.3. Duritatea Brinel – s-a realizat la materialele Mo, M2, M3, M4, si M5
• Cea mai mare duritate Brinel o are matricea de polipropilenă M0. Adăugarea
oricarui ranforsant indiferent de natura şi procent duce la scăderea durităţii.
• Materialul compozit cu ranforsant granular, făină de lemn M2, prezintă o scădere a
durităţii cu 12 unităţi (aproximativ 10%) faţă de matrice.
• Materialul compozit cu umplutură granulară, talc M4, prezintă o scădere a durităţii
cu aproximativ 10 unităţi (aproximativ 9%) faţă de matrice.
• Avantajul folosirii materialului compozit cu ranforsant făină de lemn este caracterul
de biodegradabilitate care il imprimă compozitului final şi totodată preţul de cost.
• Rezultatele experimentale obţinute sunt prezentate în tabelul nr.3.
Tabelul nr. 3
2.3.4. Microduritatea Vikers
Rezultatele experimentale obţinute sunt prezentate în tabelul nr.4.
Cea mai mare microduritate o are materialul compozit ranforsat cu fibră de sticlă
M1- datorită durităţii mari a materialului de ranforsare.
Umplutura din talc din M4 scade microduritatea materialului compozit cu
aproximativ 29%.
Ranforsantul din făină de lemn din M2 scade microduritatea cu aproximativ 25%.
Materialul Duritatea Brinel HB 10/20
M0 115
M2 103
M4 105.33
M3 101.33
M5 101
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
Diferenţa între microduritatea compozitului cu talc M4 şi acela cu făină de lemn
M2, este dată de particulatităţile structurale şi fizice ale umpluturii şi respectiv
ranforsantului, mai precis:
talcul - particule mai fine şi mai puţin dure decât făina de lemn
făina de lemn-particule mai mari care si-au conservat o parte din structura fibrosă a
lemnului, fapt ce ii conferă o anumită duritate şi elasticitate la nivel micronic în
comparaţie cu talcul.
Microduritatea matricei cu ranforsant mixt M3 si M5 (făina de lemn şi fibre de in)
este mai mică decât a matricei polipropilenice dar mai mare decât a unui compozit cu
un ranforsant unic.
Tabelul nr. 4
Materialul Microduritatea Vickers
M0 6,85
M1 8,21
M3 7,76
M4 4,91
M5 6.47
M8 5,78
2.3.5. Rezistenţa la tracţiune
În urma tuturor acestor teste mecanice s-a ales ca varianta optimă materialul
compozit PP ignifugată + 5 % fibra de in. Acest material a fost testat în realizarea
unui profil auto şi s-a constat că este casant de aceea s-au mai realizat trei recepturi
în care la varianta optimă s-au adăugat procente crescătoare de elastomer EPDM (5,
10 şi respectiv 15% EPDM). Pentru aceste recepturi s-a studiat comparativ rezistenţa
la tracţiune.
Adausul în compozitul polipropilena ignifugata +5% fibra de in a unor procente de
elastomer EPDM (5%, 10% si 15%) conduce la o scădere a rezistenţei la tracţiune
ceea ce implică o creştere a elasticităţii materialului compozit.
Având în vedere aplicaţiile specifice pentru care au fost concepute aceste
recepturi (profiluri interioare auto) dintre cele trei materiale compozite cu adaus de
elastomer se poate alege ca fiind cel mai potivit materialul compozit din PP
ignifugată + 5% fibra de in +15% elastomer EPDM adica M15.
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
Rezultatele experimentele obţinute pentru acest tip de test sunt prezentate în
tabelul nr. 4.
Tabelul nr. 4
Materialul Rezistenţa la tracţiune (MPa)
M11 27,04
M13 19,86
M14 20,73
M15 20.79
2.3.6. Densitate hidrostatică
Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate în tabelul nr.5
Tabelul nr. 5
În urma acestor teste se constată ca densitatea hidrostatică variază direct
proporţional cu creşterea procentului de ranforsanţi.
O clasificare a acestor materiale din punctul de vedere al densităţii hidrostatice
se poate face mai jos: M4>M1>M2>M11>M3>M12>M8>M5>M7>M0>M6>M10. Dacă
comparăm materialele care conţin ranforsanţii naturali micsti constatăm că ordinea
de creştere a densităţii este următoarea: M11>M3>M5 Se constată că :
cele mai bune valori apar la ranforsanţii nebiodegradabili din fibra de sticlă şi talc;
prin adaugarea în matricea polimerică de orice ranforsant densitatea creşte;
valoarea densităţii hidrostatice cea mai mare dintre materialele cu ranforsanţi
micsti o prezintă: M11 faţă de polipropilena ranforsată cu ranforsanţi nonbio-
degradabili acest material prezintă o densitate hidrostatică mai mică ceea ce
implică o greutate mai mica, acesta reducere a greutăţii este foarte importantă
Materialul Densitatea hidrostatică [g/cm3]
M1 1.069
M0 0.879
M8 0.998
M4 1.1
M3 0.945
M5 0.906
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
deoarece implică şi o reducere a greutăţii totale a profilului pe care îl vom obţine
din acest material faţă de cel clasic. Acest lucru duce la scăderea masei totale a
autoturismului.
2.3.7. Estimarea rapidă a duratei de viaţă prin analiza termică cu tehnici
cuplate (TG-DTA-DSC)
Probele prezintă termograme similare. La inspectarea acestor termograme se
constată că la încălzirea progresivă a unui material au loc procesele :
Procesul I Pierderea de apă. Acest proces este suferit numai de materialele
M2, M3, M5 si M8.
Procesul II Topirea. La toate materialele se evidenţiază punctul de topire
apropiat de cel al polipropilenei.
Procesul III Oxidarea cu formare de produşi solizi.
Stabilitatea la termo-oxidare depinde de temperatura iniţială a procesului cu
formare de hidroperoxizi solizi. Pentru seria investigată ordinea este:
M0≈M1<M6<M11≈M10≈M12≈M5≈M3<M2<M8=M9<M1<M7 Dacă dintre aceste materiale le
consideram doar pe cele care conţin ranforsanţi biodegradabili şi le comparăm pe
cele care conţin fibre de in obţinem următoarea ordine de creştere a stabilităţii la
termo-oxidare: M3≈M5≈M11<M9
Stabilitatea la termooxidare a materialului ales ca variantă optimă este
prezentată în fig.4.
100 200 300 400 500 600Temperature /°C
-2
-1
0
1
2
3
DSC /(uV/mg)
0
20
40
60
80
100
TG /%
-8
-6
-4
-2
0
DTG /(%/min)
[1] M11-10-25-1000-aer-static-27-10-2008.dsv
TG
DSC
DTG
230
-84.45 %
-16.87 %
405.3 °C
163.3 °C
241.0 °C
412.0 °C
431.1 °C
[1]
[1]
[1]
exo
Fig.4 Prezentarea stabilităţii la termo-oxidare a materialului ales in varianta
optimă
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
2.3.8. Estimarea rapidă a duratei de viaţă prin acţiunea accelerată a unor
micromycete asupra materialelor compozite studiate
Analizând rezultatele se constată că
după 45 de zile de expunere pe mediul de biodegradare, viteza cea mai mare de
biodegradare o are materialul M11 având o pierdere de greutate de 1,44%.
Restul probelor au absorbit apa, atat dupa 45 de zile cât şi după 90 de zile,
datorită prezenţei făinei de lemn. La aceste probe, valoarea cea mai mare a
pierderii în greutate a fost de 1,03% la proba M8, iar valoarea cea mai mică a fost
de 0,16% pentru M12.
după 90 de zile de biodegradare, singurul material care a pierdut în greutate a fost
M11 3,45% iar M12 a ramas la aceeaşi greutate. Restul probelor au absorbit apa.
Fig.5 – Stachybotrys atra pe materialul M11
2.3.9. Realizare profile auto
Din varianta optimă – respectiv PP ignifugata + 5% fibra de in + 15% EPDM s-
au realizat următoarele profile pentru automobile: panou uşă faţă stânga, panou uşa
faţă dreapta; capac portbagaj; capac ornament butuc roată.
Profilele auto realizate din varianta optimă sunt prezentate în fig. 6.
Fig. 6 Profile realizate din materialul compozit obţinut ca varianta optimă.
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
CONCLUZII GENERALE
Materialele compozite polimerice luate în studiu au în general proprietăţi
mecanice uşor inferioare faţă de proprietăţile materialului compozit polimeric cu
matricea polimerică identică dar utilizând ca ranforsant fibra de sticlă. Totuşi aceste
materiale prezintă o importanţă deosebita datorită biodegradabilităţii si greutăţii mici.
Aceste proprietăţi sunt rezultate din utilizarea în compoziţia acestor compozite de
materiale de ranforsare naturale şi sunt foarte importante şi datorita impactului pozitiv
asupra mediului
Rezultatele obţinute în urma încercărilor mecanice, termice şi biologice indică
o varianta optimă aleasă. Din această variantă optimă s-au realizat profile pentru
automobile: panou uşă faţă stanga, panou uşă faţă dreapta; capac portbagaj; capac
ornament butuc roată.
Rezultatele acestei cercetari ne indica posibilitatea obţinerii unor materiale
compozite polimerice ranforsate cu făina de lemn şi fibre de in cu proprietăţi
apropiate de cele ale polipropilenei ranforsată cu fibre de sticlă şi deschid noi direcţii
pentru producţia industrială [6-13].
BIBLIOGRAFIE
[1] STAS 5690-80 – “Materiale plastice. Determinarea absorbţiei de apa.” (1980)
[2] STAS 5872-76 – “Materiale plastice. Determinarea temperaturii de încovoiere sub
sarcina.” (1976)
[3] S.K.Garkhail, R.W.H.Heijenrath, T.Peijs, Mechanical Properties of Natural-Fibre-Mat-
Reinforced Thermo- plastics based on Flax Fibres and Polypropylene Composite
Materials 7: 351–372, (2000) Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands.
[4] G.Zgura, I. Severin, I.Tonoiu “Materiale composite cu matrice metalică” – Ed. Academiei
Romane, Bucuresti, (2000), pg. 335.
[5] A. Stamboulis, C.A. Baillie, S.K Garkhail, T. Peijs Applied Composite Materials 7: 273–
294, (2000).
[6] K. Oksman Applied Composite Materials 7: 403–414, (2000).
[7] G. Schuh Thomas, Daimler-Chrysler AG, Stuttgart (2000) “Renewable Materials for
Automotive Applications” pg. 1-10.
[8] SREN ISO 527-1:2000 “Materiale plastice. Determinarea proprietăţilor de tracţiune.
Partea 1: Principii generale”
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“, ediţia a IX-a
30 – 31 august 2012, Parcul Solar Icpe, Bucureşti
[9] SREN ISO 527-2:2000 Materiale plastice. Determinarea proprietăţilor de tracţiune.
Partea 2 : Condiţii de încercare a materialelor plastice pentru injecţie şi extrudare.
[10] M. Rusu, C. Mihailescu, Polimeri si materiale composite biodegradabile Iasi, (2002),
Ed. Gh.Asachi ISBN: 973-8292-65-4
[11] SREN ISO 1873-2: 2000 A1: 2003 “Materiale Plastice. Polipropilena (PP) pentru
injectie şi extrudare: Partea 2: Prepararea epruvetelor şi determinarea proprietăţilor
Amendament 1”(2003)
[12] SREN ISO 1873-2:2000A1:2003 – Materiale Plastice. Polipropilena pentru injectie si
extrudare: Partea 2 : Prepararea epruvetelor şi determinarea proprietăţilor Amendament
1(2003)
[13] SREN ISO 604:2004 – “Materiale plastice. Evaluarea acţiunii microorganismelor.