Abstrakt

Der Einfluss von Mikro- bis Nano-Cellulose-Ton auf die mechanischen Eigenschaften biologisch abbaubarer Polypropylen-Nanokomposite

Syed Muhammad Imran, Ihsan Iqbal, Manwar Hussain

Zur Verbesserung der physikalischen, mechanischen und biologisch abbaubaren Eigenschaften von Polypropylen (PP)-Nanokompositen ist es wichtig, Füllstoffe der zweiten oder dritten Phase hinzuzufügen. In dieser Studie wurden einzigartige hybride Bio-Nanokomposite aus Mikropartikel-Zellulosepulver aus Altpapier mit einer Polypropylen (PP)-Polymermatrix unter Verwendung eines chaotischen Mischverfahrens mit geringer Scherung hergestellt. Außerdem wurde eine kleine Menge (2 %–5 %) geschichteter Mikroton hinzugefügt, um den hybriden Effekt der Herstellung der Nanokomposite auf die mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Ein chaotisches Schmelzmischverfahren mit geringer Scherung induziert die Bildung von Nanozellulosestrukturen und geschichteten Ton-Nanopartikeln durch Exfoliation. Die Nanopartikel wurden mittels Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR) charakterisiert. Die mechanischen Eigenschaften wurden mit einem Izod-Schlagprüfgerät (IZ) und einem dynamisch-mechanischen Prüfanalysator (DMTA) untersucht. Zudem wurde die Mikrostruktur der Nanokomposite mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) beobachtet. Darüber hinaus wurden Differenzial-Scanning-Kalorimetrie (DSC) und Thermogravimetrie (TGA) durchgeführt, um die Kristallinität bzw. den Abbau der Proben zu untersuchen. Die Zugabe von Altpapierzellulosepulver unter 2,5 Gew.-% verbesserte die mechanischen Eigenschaften nicht, jedoch waren Verbesserungen zu beobachten, wenn mehr als 5 Gew.-% Altpapierzellulosepulver zugegeben wurde. Durch die Zugabe einer kleinen Menge Nano-Ton wurden die mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert und es konnte ein synergetischer Effekt festgestellt werden. Die Anwendungsbereiche können auch die Bleiproduktion in Papierbechern und Vakuumschäumen umfassen.