hrvatski

Utjecaj veličine čestica kalcij karbonatnog punila na strukturu i svojstva poliuretana

Svojstva polimernog materijala mogu se značajno mijenjati dodatkom anorganskog punila. Punila nano dimenzija zbog svoje male veličine primarnih čestica i velike specifične površine ostvaruju veliki kontakt s polimernom matricom, te stoga već i mala količina nanopunila značajno utječe na svojstva kompozita. U okviru ovog rada ispitan je utjecaj dodatka kalcij karbonatnog punila mikro i nano dimenzija na strukturu i svojstva poliuretanskih kompozita (PUR). Pripravljeni su PUR kompoziti s 3.0, 6.0, 12.0, i 18.0 % vol mikro i nano kalcij karbonatnog punila. Specifična aktivna površina punila određena je BET metodom. Raspodijeljenost punila u PUR matrici i mehanizam popuštanja analizirani su pretražnom elektronskom mikropskopijom (SEM). Utjecaji dodatka punila na mehanička svojstva PUR kompozita ispitani su testovima prekidne čvrstoće, relaksacije i histereze, a utjecaj na toplinska svojstva tehnikom dinamičke pretražne kalorimetrije (DSC). Matematički modeli korišteni su za kvantifikaciju interakcija na međupovršini PU kompozita. Rezultati karakterizacije punila pokazali su da precipitirano nano kalcij karbonatno punilo u usporedbi s prirodnim mikro kalcij karbonatom ima znatno veću specifičnu površinu i znatno nižu veličinu primarnih čestica. Morfologija je pokazala značajnu agregaciju primarnih čestica nano kalcij karbonatnog punila. Mehanička svojstva PUR sustava s nanopunilom do optimalnih 6% vol značajno su bolja od svojstava sustava s mikro punilom. Pri višim volumnim udjelima dolazi do agregacije nano punila i sniženja prekidnih karakteristika nanosustava. Analiza rezultata mehaničkih svojstava preko matematičkih modela pokazala je da se u sustavima s nanočesticama na međupovršini uspostavljaju jače ukupne interakcije, i da dodatak nanopunila unosi u sustav manje kritične utjecaje. Dodatak mikro i nano punila ne mijenja temperaturu staklastog prijelaza, ali utječe na stvaranje kristalnih formi manje strukturiranosti u okolici čestica punila, što je jače izraženo u sustavima s nanopunilom.

kalcij karbonatno punilo mikro i nano dimenzija; PU/ kompoziti; morfologija; toplinska svojstva; mehanička svojstva; koeficijenti interakcija

nije evidentirano