Open Access (Artykuł w pliku PDF)

Influence of accelerated ageing on microstructure and mechanical properties of grain husk reinforced polymer composite

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

dr inż. Ewelina Kozikowska, Instytut Techniki Budowlanej; Zakład Inżynierii Materiałów Budowlanych
ORCID: 0000-0001-7323-3663
dr inż. Ewa Sudoł, Instytut Techniki Budowlanej; Zakład Inżynierii Materiałów Budowlanych
ORCID: 0000-0003-2902-0497

Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2022.09.09
Oryginalny artykuł naukowy

Streszczenie. Analizowano wpływ czynników atmosferycznych na przebieg starzenia kompozytów polimerowych zbrojonych włóknami lignocelulozowymi, które zostały pozyskane z łusek roślin uprawnych. Poddanie profili kompozytowych procesowi starzenia wyraźnie zmienia morfologię powierzchni. Analiza mikrostruktury powierzchni zewnętrznych uwidoczniła przetopienia wierzchniej warstwy osnowy polimerowej prowadzące do odsłonięcia powierzchni cząstek wypełniacza. Przeprowadzone badania wykazały najlepsze właściwości użytkowe profili z dodatkiem łusek owsa w stanie wyjściowym oraz po starzeniu, których właściwości były porównywalne z komercyjnymi profilami zbrojonymi łuskami ryżowymi.
Słowa kluczowe: odporność na starzenie; kompozyty polimerowe z włóknami celulozowymi; profile budowlane; mikrostruktura; właściwości mechaniczne.

Abstract. The influence of atmospheric factors on ageing of polymer composites reinforced with lignocellulose fibers has been analysed. Three natural fibers obtained from the husks of cultivated plants: rice, oat, millet husk were used as fillers. The microscopic analysis of the surfaces revealed melting of the top layer of the polymer matrix, leading to the exposure of the filler particles. The carried out mechanical tests showed the best properties for profiles with oat hulls in the initial state and after ageing, whose properties were comparable to those of commercial profiles reinforced with rice hulls.
Keywords: ageing resistance; polymer composites with cellulose fibers; building profiles; microstructure; mechanical properties.

Literatura
[1] Gurunathan T, Mohanty S, Nayak SK. A review of the recent developments in biocomposites based on natural fibres and their application perspectives. Compos. A Appl. Sci. Manuf. 2015; 77: 1 – 25.
[2] WąsikA, KurM,WolskiM.Wpływ starzenia atmosferycznego na niektóre właściwości folii z kompozytu polipropylen/mączka drzewna 50/50. Inż. Ap. Chem. 2014; 53, 2: 122 – 124.
[3] Czarnecki L, Van Gemert D. Scientific basis and rules of thumb in civil engineering: conflict or harmony? Bull. Polish Acad. Sci. Tech. Sci. 2016; 64: 665 – 673.
[4] Miller S, Srubar III, W, Billington S, Lepech M. Integrating durability-based service-life predictions with environmental impact assessments of natural fiber–reinforced composite materials. Resources, Conservation and Recycling. 2008; 99: 72 – 83.
[5] Sobków D, Barton J, Czaja K, Sudoł M, Mazoń B. Badania odporności materiałów na działanie czynników środowiska naturalnego. Chemik. 2014; 68, 4: 347 – 354.
[6] Sobków D, Czaja K.Wpływ warunków przyspieszonego starzenia na proces degradacji poliolefin. Polimery. 2003; 9: 627 – 632.
[7] Stark NM. Effect of weathering cycle and manufacturing method on performance of wood flour and high-density polyethylene composite.J. Appl. Polym. Sci. 2006; 100: 3131 – 3140.
[8] Sudoł E, Kozikowska E, Szewczak E. Artificial weathering resistance test method for building performance assessment of profiles made of natural fibre-reinforced polymer composites.Materials. 2022; 15: 296.
[9] ISO 16474-3:2013 Paints and varnishes. Methods of exposure to laboratory light sources. Part 3: Fluorescent UV lamps. International Organization for Standardization ISO: Geneva, Switzerland, 2013.
[10] EN 927-6:2018 Paints and varnishes. Coating materials and coating systems for exterior wood. Part 6: Exposure of wood coatings to artificial weathering using fluorescent UVlamps and water. European Committee for Standardization (CEN): Brussels, Belgium, 2018.
[11] ISO 178:2019 Plastics. Determination of flexural properties. International Organization for Standardization ISO: Geneva, Switzerland, 2019.
[12] Kajaks J, Kalnins K,Matvejs J.Accelerated Aging ofWPCs Based on Polypropylene and Plywood Production Residues, De Gruyter. 2019; 9: 115 – 128.
[13] Sudoł E, Kozikowska E, Choińska E. The Utility of Recycled Rice Husk-Reinforced PVC Composite Profiles for Façade Cladding. Materials. 2022; 15: 3418.
[14] Väisänen T, Das O, Tomppo L. A review on new bio-based constituents for natural fiber-polymer composites. J. Clean. Prod. 2017; 149: 582 – 596.

Przyjęto do druku: 10.08.2022 r.

 

Materiały Budowlane 09/2022, strona 76-79 (spis treści >>)