The Influence of Compatibiliser on the Properties of Polymer Composites

Abstract

ABSTRACT. Thermoplastic polymers are materials of the future, with special properties, depending on the type of elastomer, the degree of reinforcement, the type of reinforcement material, the functionalization of the reinforcing material, the type of functionalization agent, the elastomer-compatibiliser-reinforcing agent ratio, etc. Polycarbonate (PC) and polyamide (PA) are two elastomers with high hardness, immiscible due to differences in polarity, processing temperature, and solubility. These factors lead to a poor dispersion of PC in the PA matrix and vice versa. Mechanical and physical properties of these polymer blends come not only from the combination of polymeric compounds, but also from the developed morphological forms (interface). Therefore, an additive is required to act as a compatibiliser able to effectively reduce elastomer viscosity. In order to observe the influence of the selected compatibiliser on the properties of polymer composites, the latter were characterized physico-mechanically and morphologically. Thus, compatibilisers chosen for this study were polycaprolactone and polyalkyloxazoline. These compatibilisers, with specific surface and free energy, intervene in polymer-polymer interactions, increasing compatibility, forming polymer-compatibiliser-polymer bonds. Considering these properties formulations of polymercompounds were established (P1-P13) based on polyamide/compatibiliser/polycarbonate/fibreglass. Tested polymer composites contain different percentages of polyamide and polycarbonate (90, 70, 50, 30,10), compatibiliser (caprolactone and oxazoline) 3-7%, and 10-30% fibreglass. KEY WORDS: composites, polymers, polyamide, polycarbonate, compatibilisers INFLUENŢA AGENTULUI DE COMPATIBILIZARE ASUPRA CARACTERISTICILOR COMPOZITELOR POLIMERICEREZUMAT. Materialele polimerice termoplaste sunt materiale de viitor, având proprietăţi speciale, în funcţie de tipul de elastomeri, gradul de armare, tipul de material de armare, funcţionalizarea materialului de armare, tipul de agent de funcţionalizare, raportul elastomer-agent de compatibilizare-agent de armare etc. Policarbonatul (PC) şi poliamida (PA) sunt doi elastomeri cu duritate mare, nemiscibili datorită diferenţelor de polaritate, temperatură de prelucrare şi solubilitate. Aceşti factori conduc la o slabă dispersie a PC în matricea de PA şi invers. Proprietăţile mecanice şi fizice ale acestor amestecuri polimerice nu provin doar de la combinaţia de compuşi polimerici, ci şi de la formele morfologice dezvoltate (interfaţă). Prin urmare, este necesar un aditiv care să acţioneze ca un compatibilizator capabil să reducă în mod eficient viscozitatea elastomerilor. În vederea observării influenţei compatibilizatorului ales asupra proprietăţilor compozitelor polimerice, acestea au fost caracterizate din punct de vedere fizico-mecanic şi morfologic. Astfel, compatibilizatorii aleşi pentru acest studiu au fost policaprolactona şi polialchiloxazolina. Aceşti compatibilizatori, cu suprafaţă specifică şi energie liberă, intervin în interacţiunile po...