Streszczenie

ROZPRAWA DOKTORSKA
mgr MARTY MONIKI KIJEŃSKIEJ
KOMPOZYTY Z TWORZYW TERMOPLASTYCZNYCH I NAPEŁNIACZY
NATURALNYCH, ICH BUDOWA,
WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWE I DEGRADOWALNOŚĆ
Promotor: prof. zw. dr hab. inż. Stanisław Pasynkiewicz
Streszczenie
Celem pracy było otrzymanie i zbadanie właściwości mechanicznych oraz zdolności
degradacyjnych kompozytów zawierających napełniacze pochodzenia naturalnego,
stanowiące odpady z rolnictwa i przemysłu – słomę rzepakową, odpad celulozy z przemysłu
papierniczego oraz pył ze szlifowania płyt wiórowych. Jako osnów kompozytów użyto
aglomeratu poliolefin oraz plastyfikowanego poli(chlorku winylu). Wykonano badania
mechaniczne oraz określono powierzchnię właściwą otrzymanych kompozytów. Drugim z
celów pracy była próba określenia mechanizmów przemian zachodzących w czasie degradacji
otrzymanych tworzyw. Starzenie otrzymanych materiałów przeprowadzono w trzech
rodzajach wilgotnej gleby, różniących się pH oraz zawartością węgla i azotu (próbki starzone
były przez rok), przy pomocy wyselekcjonowanych gatunków grzybów pleśniowych oraz w
komorze starzeniowej Atlas UV2000. Trzecim celem pracy było zbadanie komplementarności
metod badania próbek po starzeniu. W celu opisania i scharakteryzowania procesów
zachodzących podczas starzenia przeprowadzono badania zmian własności mechanicznych
kompozytów, zmian masy, wykonano widma IR starzonych i niestarzonych kompozytów a
także wykonano widma fotoakustyczne, ramanowskie i masowe. Przeprowadzono także
badania DSC przygotowanych kompozytów oraz wykonano zdjęcia przy użyciu mikroskopu
elektronowego.
Otrzymane kompozyty charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi.
Szczególnie drobno rozdrobniona słoma rzepakowa oraz pył ze szlifowania płyt wiórowych
są godne rozważenia jako napełniacze – kompozyty napełniane słomą rzepakową mają
właściwości porównywalne do kompozytów napełnianych mączką drzewną.
Zaobserwowano bardzo duże różnice w degradowalności poszczególnych materiałów.
Generalnie kompozyty na osnowie aglomeratu LDPE/PP ulegały degradacji łatwiej, niż
kompozyty z tym samym napełniaczem na osnowie plastyfikowanego poli(chlorku winylu).
Najłatwiej degradacji ulegały kompozyty napełnione celulozą, trudniej degradowały te ze
słomą rzepakową, a najbardziej odporne na biodegradację były materiały zawierające pył ze
szlifowania płyt wiórowych. Kompozyty na osnowie aglomeratu LDPE/PP napełniane
celulozą wykazywały nawet ponad 30%-owy ubytek masy po roku starzenia w glebie.
Kompozyty napełniane pyłem ze szlifowania płyt wiórowych na osnowie PVC po roku w
glebie nie wykazywały spadku masy. Badania metodami spektroskopowymi również
wykazały zróżnicowane zmiany struktury materiału po starzeniu w przypadku kompozytów z
różnymi napełniaczami. Widma IR kompozytów napełnianych pyłem ze szlifowania płyt
wiórowych nie wykazywały zmian po starzeniu. Nie można ich jednak nazwać
niebiodegradowalnymi, gdyż na przykład wyniki badania DSC wskazywały na to, że w
strukturze kompozytu zachodziły zmiany, które mogą być wstępnym, nie dającym
widocznych zmian właściwości mechanicznych etapem degradacji materiału.
Innym wartym omówienia wnioskiem, wynikającym z niniejszej pracy jest pokazanie,
że rozmiar cząstek napełniacza ma wpływ nie tylko na właściwości mechaniczne kompozytu,
ale także na jego degradowalność.