Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Comparative analysis of crystallization behavior induced by different mineral fillers in polypropylene nanocomposites

Creators

  • 1. Universidad Nacional del Sur
  • 2. Planta Piloto de Ingeniería Química
  • 3. Centro Científico Tecnológico - Bahía Blanca

Description

A comparative analysis of crystallization behavior induced by several mineral fillers in polypropylene nanocomposites was performed. Morphological changes and thermal properties of nanocomposites were evaluated, considering the influence of shape, crystalline morphology, and concentration of mineral particles. For this study, hydrated magnesium silicates with different particle morphologies, such as platelets (talc) and fibers (sepiolite), were used for nanocomposites. In addition, to analyze the effect of mineral crystallinity on nanocomposites, talc and sepiolite from different origin and genesis were selected. Nanocomposites were compounded and injection molded, using different filler concentration (0, 1, and 3% w/w) for each mineral particle. To evaluate the particle influence on nanocomposite crystallinity, X-ray diffraction was used to determine crystalline phases and crystal orientation, meanwhile differential scanning calorimetry was performed to obtain thermal properties. Main results revealed that talc has a higher nucleating effect on polypropylene matrix than sepiolite fibers, regardless of their origin and genesis. Meanwhile, a transcrystalline layer that surrounds the fiber surface is observed for nanocomposite containing sepiolite. Moreover, Argentinean talc induces different crystalline phases in nanocomposite with respect to Australian one, which partly influences on mechanical properties.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم إجراء تحليل مقارن لسلوك التبلور الناجم عن العديد من الحشوات المعدنية في مركبات البولي بروبيلين النانوية. تم تقييم التغيرات المورفولوجية والخصائص الحرارية للمركبات النانوية، مع الأخذ في الاعتبار تأثير الشكل، والمورفولوجيا البلورية، وتركيز الجزيئات المعدنية. في هذه الدراسة، تم استخدام سيليكات المغنيسيوم المائية ذات أشكال الجسيمات المختلفة، مثل الصفائح الدموية (التلك) والألياف (السيبيوليت)، لمركبات النانو. بالإضافة إلى ذلك، لتحليل تأثير التبلور المعدني على المركبات النانوية، تم اختيار التلك والسيبيوليت من أصل وتكوين مختلفين. تم تركيب المركبات النانوية وقولبتها بالحقن، باستخدام تركيز حشو مختلف (0 و 1 و 3 ٪ وزن/وزن) لكل جسيم معدني. لتقييم تأثير الجسيمات على التبلور المركب النانوي، تم استخدام حيود الأشعة السينية لتحديد الأطوار البلورية واتجاه البلورة، وفي الوقت نفسه تم إجراء قياس مسعر المسح التفاضلي للحصول على الخصائص الحرارية. كشفت النتائج الرئيسية أن التلك له تأثير نووي أعلى على مصفوفة البولي بروبيلين من ألياف السيبيوليت، بغض النظر عن أصلها وتكوينها. وفي الوقت نفسه، لوحظ وجود طبقة عبر البلورية تحيط بسطح الألياف لمركب نانوي يحتوي على سيبيوليت. علاوة على ذلك، يحفز التلك الأرجنتيني أطوارًا بلورية مختلفة في المركب النانوي فيما يتعلق بالمركب الأسترالي، مما يؤثر جزئيًا على الخواص الميكانيكية.

Translated Description (French)

Une analyse comparative du comportement de cristallisation induit par plusieurs charges minérales dans les nanocomposites de polypropylène a été réalisée. Les changements morphologiques et les propriétés thermiques des nanocomposites ont été évalués, en tenant compte de l'influence de la forme, de la morphologie cristalline et de la concentration des particules minérales. Pour cette étude, des silicates de magnésium hydratés avec différentes morphologies de particules, telles que les plaquettes (talc) et les fibres (sépiolite), ont été utilisés pour les nanocomposites. En outre, pour analyser l'effet de la cristallinité minérale sur les nanocomposites, le talc et la sépiolite d'origine et de genèse différentes ont été sélectionnés. Les nanocomposites ont été composés et moulés par injection, en utilisant différentes concentrations de charge (0, 1 et 3 % p/p) pour chaque particule minérale. Pour évaluer l'influence des particules sur la cristallinité des nanocomposites, la diffraction des rayons X a été utilisée pour déterminer les phases cristallines et l'orientation des cristaux, tandis que la calorimétrie à balayage différentiel a été réalisée pour obtenir des propriétés thermiques. Les principaux résultats ont révélé que le talc a un effet nucléant plus élevé sur la matrice de polypropylène que les fibres de sépiolite, quelles que soient leur origine et leur genèse. Pendant ce temps, une couche transcristalline qui entoure la surface de la fibre est observée pour le nanocomposite contenant de la sépiolite. De plus, le talc argentin induit différentes phases cristallines en nanocomposite par rapport à celui d'Australie, ce qui influence en partie les propriétés mécaniques.

Translated Description (Spanish)

Se realizó un análisis comparativo del comportamiento de cristalización inducido por varios rellenos minerales en nanocompuestos de polipropileno. Se evaluaron los cambios morfológicos y las propiedades térmicas de los nanocompuestos, considerando la influencia de la forma, la morfología cristalina y la concentración de partículas minerales. Para este estudio, se utilizaron silicatos de magnesio hidratados con diferentes morfologías de partículas, como plaquetas (talco) y fibras (sepiolita), para nanocompuestos. Además, para analizar el efecto de la cristalinidad mineral sobre los nanocompuestos, se seleccionaron talco y sepiolita de diferente origen y génesis. Los nanocompuestos se combinaron y moldearon por inyección, utilizando diferentes concentraciones de relleno (0, 1 y 3% p/p) para cada partícula mineral. Para evaluar la influencia de las partículas en la cristalinidad del nanocompuesto, se utilizó la difracción de rayos X para determinar las fases cristalinas y la orientación de los cristales, mientras tanto, se realizó una calorimetría diferencial de barrido para obtener propiedades térmicas. Los principales resultados revelaron que el talco tiene un mayor efecto nucleante sobre la matriz de polipropileno que las fibras de sepiolita, independientemente de su origen y génesis. Mientras tanto, se observa una capa transcristalina que rodea la superficie de la fibra para el nanocompuesto que contiene sepiolita. Además, el talco argentino induce diferentes fases cristalinas en el nanocompuesto con respecto al australiano, lo que influye en parte en las propiedades mecánicas.

Files

1847980420922752.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ea32e7004dabdd9b59530c4d486d2657
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل مقارن لسلوك التبلور الناجم عن الحشوات المعدنية المختلفة في مركبات البولي بروبيلين النانوية
Translated title (French)
Analyse comparative du comportement de cristallisation induit par différentes charges minérales dans les nanocomposites de polypropylène
Translated title (Spanish)
Análisis comparativo del comportamiento de cristalización inducido por diferentes rellenos minerales en nanocompuestos de polipropileno

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3033649950
DOI
10.1177/1847980420922752

Is supplement to
https://openalex.org/W4239467697 (Other)
https://openalex.org/W2749142695 (Other)
https://openalex.org/W2373026062 (Other)
https://openalex.org/W2360776873 (Other)
https://openalex.org/W2314403697 (Other)
https://openalex.org/W2112791719 (Other)
https://openalex.org/W2074229505 (Other)
https://openalex.org/W1993700392 (Other)
https://openalex.org/W1977554886 (Other)
https://openalex.org/W1970919829 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1537323288
  • https://openalex.org/W1555962944
  • https://openalex.org/W1561025478
  • https://openalex.org/W1977611531
  • https://openalex.org/W1980524580
  • https://openalex.org/W1988211147
  • https://openalex.org/W1989336673
  • https://openalex.org/W2000127765
  • https://openalex.org/W2000355284
  • https://openalex.org/W2006845656
  • https://openalex.org/W2007771134
  • https://openalex.org/W2013853976
  • https://openalex.org/W2026048067
  • https://openalex.org/W2031934859
  • https://openalex.org/W2037576571
  • https://openalex.org/W2045999930
  • https://openalex.org/W2051632959
  • https://openalex.org/W2065226887
  • https://openalex.org/W2072974608
  • https://openalex.org/W2074409127
  • https://openalex.org/W2076860263
  • https://openalex.org/W2082499623
  • https://openalex.org/W2083532259
  • https://openalex.org/W2086509453
  • https://openalex.org/W2087834390
  • https://openalex.org/W2088613068
  • https://openalex.org/W2091050297
  • https://openalex.org/W2093178118
  • https://openalex.org/W2112791719
  • https://openalex.org/W2177250628
  • https://openalex.org/W220948076
  • https://openalex.org/W2311774568
  • https://openalex.org/W2435338207
  • https://openalex.org/W2509785025
  • https://openalex.org/W2891777343
  • https://openalex.org/W2922592028
  • https://openalex.org/W2974369313
  • https://openalex.org/W3007620418
  • https://openalex.org/W408121793