Strengthening of poly (ethylene terephthalate) by filling with short glass fibers and multi-wall carbon nanotubes

S S Pesetskii,O A Makarenko,V V Dubrovsky

doi:10.29235/1561-8323-2020-64-1-103-110

Abstract

The effect of hybrid filling of poly (ethylene terephthalate) (PET) with short glass fibers (GF) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the static and dynamic mechanical properties of composites, as well as the structural features and rheological behavior of melts were investigated. Compounding materials was carried out by the PET melt blending with the use of the reaction extrusion method. The studied composites contained from 15 to 60 wt. % GF, the concentration of MWCNTs was 0.5 and 1.6 wt. %. It was shown that the PET hybrid filling led to a synergistic increase in the strength, the elastic modulus and the dynamic shear modulus of composites under tension and bending in a wide temperature range. MWCNT additives intensified interfacial adhesion, had a nucleating effect on the crystallization of the binder, and increased its thermal stability.

Highlights

Составы без стеклянных волокон (СВ)Показатели механических свойств определяли при использовании брусков 80 × 10 × 4 мм для испытания на изгиб по ГОСТ 4648–2014, а также лопаток типа 1ВА для испытаний методом растяжения в соответствии с ГОСТ 11262–2017 и ГОСТ 9550–81 при определении прочности и модуля упругости при растяжении соответственно
The effect of hybrid filling of poly (PET) with short glass fibers (GF) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the static and dynamic mechanical properties of composites, as well as the structural features and rheological behavior of melts were investigated
В частности, при одновременном введении коротких волокон и наноразмерных частиц часто наблюдаются синергические эффекты, проявляющиеся в неаддитивном росте показателей прочностных свойств

Summary

Составы без СВ

Показатели механических свойств определяли при использовании брусков 80 × 10 × 4 мм для испытания на изгиб по ГОСТ 4648–2014, а также лопаток типа 1ВА для испытаний методом растяжения в соответствии с ГОСТ 11262–2017 и ГОСТ 9550–81 при определении прочности и модуля упругости при растяжении соответственно. Анализируемые образцы массой 10 мг получали в виде срезов из средней части брусков, используемых для испытаний на изгиб, скорость нагрева составляла 10 °С/мин. 1. Влияние концентрации СВ на прочность (а) и модуль упругости (b) при растяжении композитов Fig. 1. 2. Влияние концентрации СВ на прочность (а) и модуль упругости (b) при изгибе композитов Fig. 2. Effect of GF concentration on strength (a) and elastic modulus (b) of the composites under bending вырезали из рабочей части лопаток типа 1ВА ГОСТ 11262–2017. 3 – типичные кривые ДТА для ПЭТ, композитов ПЭТ/МУНТ В табл. 2 приведены данные по количественной обработке термограмм материалов и значения параметров, характеризующих влияние наполнения на кристаллизацию, плавление, термостабильность и реологическое поведение расплавов материалов, а на рис. 3 – типичные кривые ДТА для ПЭТ, композитов ПЭТ/МУНТ (рис. 3, а), ПЭТ/СВ и ПЭТ/СВ/МУНТ (рис. 3, b)

Номер состава Number of the composites

Список использованных источников