Publication details
Abstracts and keywords
Przedmiotem rozprawy była analiza i poznanie wpływu modyfikacji tworzyw polimerowych, za pomocą napełniacza mineralnego w procesie wytłaczania oraz prasowania na wybrane właściwości mechaniczne i fizykochemiczne kompozycji polimerowo-mineralnych o wysokim stopniu napełnienia. Celem rozprawy było również ustalenie możliwości identyfikacji materiałowej kompozycji polimerowo-mineralnych. Realizacja założeń rozprawy wymagała zbadania zależności pomiędzy składnikami a przebiegiem procesu wytwarzania wysoko napełnionych kompozycji polimerowo-mineralnych. Do wytworzenia kompozycji polimerowych wykorzystano recyklat polipropylenu PP. Napełniaczem mineralnym był piasek kwarcowy stosowany w zakresie od 30 do 70% według proporcji masowej. Proces wytworzenia kompozycji polimerowo – mineralnych stanowił wieloetapowy proces technologiczny obejmujący: suszenie napełniacza mineralnego, rozdrobnienie odpadowego PP dla uzyskania recyklatu przewidzianego planem badań, wzajemne dozowanie tworzywa i napełniacza, mieszanie i uplastycznianie kompozycji, prasowanie w formie oraz schładzanie i oddzielanie wyrobu od formy. W oparciu o plan badań i ustalenia odpowiednich norm wykonano badania wybranych właściwości wytrzymałościowych otrzymanych kompozycji polimerowo – mineralnych. Zgodnie z założonym programem badań wykonano badania mikroindentacji, twardości oraz właściwości mechanicznych przy rozciąganiu statycznym i zginaniu. Przeprowadzono również wybrane badania właściwości fizykochemicznych badanych kompozycji. Badania te obejmowały określenie gęstości normalnej, określenie temperatury mięknienia wg. Vicata (VST), analizę właściwości cieplnych technikami DSC i TG oraz badania struktury i składu pierwiastkowego przy zastosowaniu techniki skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Założenie to zostało zrealizowane poprzez opracowanie metody badania odkształcenia plastycznego (BOP) podczas zagłębiania stalowego wgłębnika w podwyższonej temperaturze kompozycji polimerowo - mineralnych. Na skonstruowanym autorskim stanowisku badania odkształcenia plastycznego w podwyższonej temperaturze BOP wykonano badania charakterystyki wysoko napełnionych kompozycji z recyklatu. Badania oparte na określeniu siły potrzebnej do zagłębienia stalowego wgłębnika o zadanej temperaturze w badaną kompozycję pozwoliły na określenie odkształcenia plastycznego, czynników materiałowych wpływających na właściwości kompozycji polimerowo - mineralnej. Badanie te umożliwiły poznanie informacji pomagających określić przydatność badanej kompozycji mającego zastosowanie jako w przemyśle budowlanym stanowiąc alternatywę dla tradycyjnych wyrobów betonowych.
The subject of the dissertation was to analyze and learn about the effect of modification of polymer plastics, using mineral filler in the extrusion and compression molding processes, on selected mechanical and physicochemical properties of highly filled polymer-mineral compositions. The goal of the dissertation was also to establish the possibility of material identification of polymer-mineral compositions. The realization of the dissertation's goals required the study of the relationship between the components and the course of the manufacturing process of highly filled polymer-mineral compositions. PP polypropylene recyclate was used to produce polymer compositions. The mineral filler was quartz sand used in the range of 30 to 70% by mass proportion. The process of producing polymer-mineral compositions was a multi-step technological process including: drying of the mineral filler, grinding of waste PP to obtain the recyclate provided for in the research plan, mutual dosing of the plastic and filler, mixing and plasticizing the composition, pressing in the mold, and cooling and separating the product from the mold. Based on the test plan and the findings of the relevant standards, selected strength properties of the obtained polymer-mineral compositions were tested. According to the established research program, microindentation, hardness, and static tensile and bending mechanical properties were tested. Selected tests of physicochemical properties of the tested compositions were also carried out. These studies included determination of normal density, determination of Vicat softening temperature (VST), analysis of thermal properties by DSC and TG techniques, and studies of structure and elemental composition using scanning electron microscopy (SEM) techniques. This premise was realized by developing a method for testing the plastic deformation (BOP) during the plunge of a steel indenter at elevated temperatures of polymer-mineral compositions. On the constructed author's BOP elevated-temperature plastic deformation test stand, characterization studies of highly filled recycled compositions were performed. The study, based on the determination of the force required to plunge a steel indenter at a given temperature into the tested composition, made it possible to determine the plastic deformation, material factors affecting the properties of the polymer-mineral composition. The study provided information to help determine the suitability of the tested composition for use as in the construction industry as an alternative to traditional concrete products.
