Výzkum vlivů technologie přípravy a složek třífázových polymerních kompozitů plněných přírodními vlákny na zpracovatelnost a kinetiku fázových přechodů prvního řádu

Ing. Martin Seidl, Ph.D.

Doctoral thesis

Research of technological process impact and effect of individual components presence in three-phase polymeric composites filled with natural fibers on processability and kinetics of first order phase transitions

Abstract:

Předložená disertační práce se zabývá posouzením vlivů přítomnosti jednotlivých fází třífázových polymerních kompozitů plněných vybranými přírodními vlákny na proces jejich přípravy a výslednou zpracovatelnost kompozitních systémů technologií injekčního vstřikování, s čímž jsou spojené procesy tání a tuhnutí, které se řadí mezi přechody prvního řádu. Kritickou fází, která je určující pro výběr dalších složek třífázových polymerních materiálů, jsou přírodní vlákna, která jsou velmi citlivá na zvýšené teploty působící během procesu kompaundace a následného injekčního vstřikování. Za účelem sledování dopadů jejich implementace do vícefázových polymerních systémů na výslednou zpracovatelnost kompozitů byla charakteristika přírodních vláken vymezena především prostřednictvím jejich průměru, povrchového profilu a délkové distribuce. Interakce všech přítomných složek má přímý dopad na tekutost taveniny polymerního systému, vzniklou nadmolekulární strukturu (především u systémů založených na semikrystalických matricích) a výsledné mechanické vlastnosti při různorodém tepelném zatěžování, které jsou rozhodující při hodnocení aplikovatelnosti daných kompozitů. Tyto parametry byly sledovány a hodnoceny s využitím analýz DSC, HDT a indexu toku taveniny.

Abstract:

Submitted dissertation thesis deals with the effect assessments of the individual phases presence in the three-phase polymeric composites filled with selected natural fibers on the preparation process and processability of resulting composite systems using injection moulding technology, where processes of melting and solidification are invoked. These processes present the phase transitions of the first order. The critical component which is decisive for the choice of other elements of the three-phase polymeric materials are natural fibers, which are very sensitive to elevated temperatures applied during the compounding and subsequent injection moulding. In order to monitor the impact of their implementation into multiphase polymer systems on the final processability of the resulting composites the characteristic of natural fibers was defined primarily through their diameter, surface profile and length distribution. The interaction of all the components has a direct impact on the viscosity of molten polymeric system, resulting morphology structure (especially for systems based on semi-crystalline matrices) and the resulting mechanical properties under various heat load conditions that are critical for evaluating the applicability of the composites. These parameters were monitored and evaluated using the DSC analysis, HDT analysis and melt flow index analysis.

Keywords

polymerní kompozity, přírodní vlákna, fázové přechody, analýza DSC, analýza HDT, analýza ITT

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 9. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 19. 1. 2016
• Supervisor: prof. Dr. Ing. Petr Lenfeld

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Engineering Technology / Engineering Technology