The effect of polymer—filler interaction energy on the T′g of filled polymers

Yim, Anthony P.C.; Chahal, R. S.; Pierre, L. E. St.

doi:10.1016/0021-9797(73)90406-2

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“…6. It is clear that in both E-D and E-BA films, the T g increases with increased pollen loading, suggesting restriction of epoxy chains surrounding pollen surfaces [37,38]. This correlates with the observed interfacial and mechanical properties observed in the films.…”

Section: Thermal Propertiessupporting

confidence: 64%

Pollen fillers for reinforcing and strengthening of epoxy composites

2018

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Pollen grains have the potential to be effective plant-based biorenewable fillers in polymer matrices due to their high modulus, strength, chemical stability, and unique nanoscale architectures. In this work, we present evidence for the effectiveness of pollen as a reinforcing filler in epoxy matrices, characterized as a function of pollen loading and surface treatment. Composites prepared with unmodified native defatted ragweed pollen (D) displayed decreased mechanical properties and increasing glass transition temperatures (T g ) with increasing pollen loading. A soft interphase was observed to form around native pollen that is likely due to incompletely cured epoxy, resulting in decreased mechanical properties. However, pollen treated via a common base-acid (BA) surface preparation was a load-bearing, toughening filler in epoxy composites, displaying simultaneously increased tensile strength (by 47%) and strain at break (by 70%), improving interfacial morphology (absence of soft interphase), and increasing T g at 10 wt% pollen loading. Elastic modulus improves by 14% with 10 wt% BA pollen loading, and fitting of the modulus with the Halpin-Tsai and Counto models results in an estimated pollen exine modulus of 8 GPa, the first reported pollen modulus measurement from composite studies. Improvements in mechanical properties in BA pollen versus D pollen likely result due to crosslinks with the epoxy matrix due to the presence of protic functional groups (hydroxyls or carboxyls) on the BA surface. BAtreated ragweed pollen shows promise as a toughening filler for imparting higher strength to polymers without increasing mass.

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Section: Thermal Propertiessupporting

confidence: 64%

Pollen fillers for reinforcing and strengthening of epoxy composites

2018

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“…These temperatures corre- late well with those previously observed in pure PDMS samples using DMA. 37 In contrast, the nanocomposites exhibit a less well-defined transition at Ϫ107 to Ϫ100°C. The crystalline transitions have also been extremely broadened, such that separating the ␣ transition from the crystalline transition is extremely difficult and no temperature assignments were attempted.…”

Section: Dynamic Mechanical Analysismentioning

confidence: 93%

“…Other workers have studied pure PDMS filled with fumed silica (14 -31 vol %) or sodium chloride (48 vol %), reporting that fumed silica filled samples exhibit broadened thermal transitions while the sodium chloride filler did not broaden or shift the transitions. 37 The difference between the two systems was attributed to polymer-fumed silica interactions, which are absent in sodium chloride. We note that the level of reinforcement necessary to observe broadened transitions in either of the previous studies is well above that in layered silicate nanocomposites, a reflection of the high amounts of bound polymer formed at low concentrations of layered silicate.…”

Section: Dynamic Mechanical Analysismentioning

confidence: 98%

Nanostructure and properties of polysiloxane-layered silicate nanocomposites

Burnside

Giannelis

2000

J. Polym. Sci. B Polym. Phys.

157

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“…Com relação ao aumento no valor de Tg apresentado pelo compósito 90:10, outros autores [18,19,26] também observaram esse aumento com a inclusão de partículas rígidas em matrizes poliméricas, o que foi atribuído às interações entre as partículas e o polímero, eles sugeriram que ocorreu imobilização parcial das cadeias poliméricas e bloqueios físicos nas configurações moleculares nas vizinhanças das partículas. A hipótese desses autores foi baseada no estudo de Yim et al [27] que provaram que ocorreu a formação de uma camada mais rígida nas vizinhanças das partículas em compósitos particulados, devido a adsorção das moléculas do polímero na superfície das partículas. Portanto, a inibição da Tg no compósito 80:20 pode estar relacionada a imobilização molecular, como também a diminuição de volume livre da matriz de PEAD com presença de maior teor de partículas, conduzindo a maior fricção entre as próprias partículas, presentes nos aglomerados fracamente ligados nesse compósito (veja a Figura 5c).…”

Section: Análise Termo Dinâmico Mecânica (Dma)unclassified

Caracterização de compósitos particulados de polietileno de alta densidade/pó de concha de molusco

et al. 2017

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RESUMO O objetivo deste trabalho foi investigar as propriedades térmicas, mecânicas e termo dinâmico mecânicas de compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com a incorporação do pó de conchas de moluscos (5, 10 e 20% em peso). A matriz pura e seus compósitos foram misturados em um misturador interno e em seguida moldados por compressão. A incorporação do pó de concha de molusco diminuiu o índice de fluidez do PEAD em uma faixa de 23 a 53%, já a cristalinidade da matriz praticamente não foi alterada. O pó da concha possui 97, 53% de CaO, tendo estrutura cristalina constituída por aragonita e calcita, ambos polimorfos do carbonato de cálcio. O estudo granulométrico mostrou que o pó da concha apresentou uma distribuição larga do tamanho das partículas, sendo também confirmada na análise da superfície de fratura dos compósitos por microscopia eletrônica de varredura. Os aspectos morfológicos mostram que nenhuma adesão foi observada entre as partículas e o PEAD. A adição da concha causou um aumento na rigidez da matriz e como também diminui a capacidade de amortecimento da matriz. A adição de 10% deslocou a temperatura de transição vítrea (Tg) do PEAD em 6 °C, enquanto o compósito com 20% do pó de concha não apresentou essa transição.

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The effect of polymer—filler interaction energy on the T′g of filled polymers

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Pollen fillers for reinforcing and strengthening of epoxy composites

Pollen fillers for reinforcing and strengthening of epoxy composites

Nanostructure and properties of polysiloxane-layered silicate nanocomposites

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