Perincian Sifat-Sifat Komposit Polipropilena (Pp)/Etilena Propilena Diena Monomer (EPDM) Terisi Sludge Kertas

Abstract

Composite of thermoplastic elastomer blend of polypropylene (PP) and ethylene propylene diene monomer rubber reinforced paper sludge (PS) (PP/EPDM/SK) was investigated. In general, increased of paper sludge loading have increased the value of stabilization torque, Young's modulus, water absorption, thermal stability and crystallinity composite, whereas tensile strength and elongation at break reduced. The effect of different particle size of PP/EPDM/PS composite with smaller size (13?m) showed the higher tensile strength, elongation at break, Young's modulus, water absorption and crystallinity composites than composites with particle size of 63 ?m and 218 ?m. Thermal stability was not different for all size particle composite. Comparison of PP/EPDM/Kaolin composite showed the higher tensil strength, elongation at break and thermal stability but lower water absorption than PP/EPDM/PS. However, PP/EPDM/PS composites have higher Young's modulus and crystallinity composite compared PP/EPDM/Kaolin composites. A compatibilizer, MAPP and coupling agent, LICA 12 or 3-APE was used to improve the mechanical properties of the composites. The presence of MAPP, LICA 12 or 3-APE improved tensile strength, Young's modulus, thermal stability, crystallinity of composites, whereas elongation at break and water absorption reduced. Result from scanning electron microscopy (SEM) showed that filler-matrix interaction was improved with incorporation of MAPP, LICA 12 or 3-APE. Esterification and acetylation of paper sludge in PP/EPDM composite increased tensile strength, elongation at break, Young's modulus, thermal stability and crystal linity composite but water absorption reduced. Morphology SEM indicates that esterified and asetylated composites show better filler dispersion in matrix. The effect of dynamic vulcanization and dynamic vulcanization with compatibilizer, MAPP have increased mechanical and thermal properties. It was attributed to the crosslinking in EPDM phase and compatibility in plastic phase, which showed reduced water absorption of PP/EPDM/SK composites. The effect of rotor speed and temperature on rheological behavior of composite was also studied. Increased paper sludge loading has increased shear rate, shear stress, apparent viscosity and activation energy (Ea) but power law index (n) decreased. PP/EPDM/PS composite are pseudoplaslic in nature and exhibit elastic phenomenon. It was found that paper sludge based composites have slightly higher melt viscosity than kaolin based composites. In corporation compatibilizer, MAPP and coupling agent LICA 12 increased rheology behavior: shear rate, shear stress, apparent viscosity, activation energy (Ea) and power law index (n) than untreated composite. The dynamic vulcanization with MAPP compatibilizer increased melt viscosity of the composites. Dynamic vulcanization with MAPP filled composites showed pseudoplaslic behavior compared to unvulcanized composites.

Komposit elastomer termoplastik bagi adunan polipropilena (PP) dan getah etilena propilena diena monomer (EPDM) yang diperkuat sludge kertas (SK) (PP/EPDM/SK) telah dikaji. Secara keseluruhannya, didapati pembebanan sludge kertas yang semakin meningkat telah meningkatkan nilai kestabilan tork, modulus Young, penyerapan air, kestabilan terma dan penghabluran komposit manakala kekuatan tensil dan pemanjangan pada takat putus didapali berkurang. Kesan saiz partikel yang berbeza menunjukkan bahawa komposit PP/EPDM/SK dengan saiz paling keeil (13 ?m) mempunyai kekuatan tensil, pemanjangan pada takat putus, modulus Young, penyerapan air dan penghabluran komposit yang lebih tinggi berbanding komposit dengan saiz partikel 63 ?m dan 218 ?m. Kestabilan terma komposit tidak menunjukkan berbezaan yang ketara untuk ketiga-tiga saiz partikel sludge kertas yang digunakan. Komposit PP/EPDM/Kaolin menunjukkan kekuatan tensil, pemanjangan pada takat putus dan kestabilan terma yang lebih tinggi tetapi penyerapan air yang lebih rendah berbanding komposit PP/EPDM/SK. Sebaliknya komposit PP/EPDM/SK pula menunjukkan modulus Young dan penghabluran komposit yang lebih tinggi berbanding komposit PP/EPDM/Kaolin. Agen pengserasi, MAPP dan agen pengkupel LICA 12 atau 3-APE digunakan untuk meningkatkan sifat-sifat mekanikal komposit. Kehadiran MAPP, LICA 12 atau 3-APE telah meningkatkan kekuatan tensil, modulus Young, kestabilan terma, penghabluran komposit kecuali pemanjangan pada takat putus dan penyerapan air yang didapati semakin berkurang. Kajian mikroskop penekanan elektron (SEM) menunjukkan bahawa kehadiran MAPP, LICA 12 atau 3-APE telah meningkatkan interaksi antara muka pengisi-matrik. Komposit dengan rawatan pengesteran dan pengasitelan menunjukkan peningkatan di dalam kekuatan tensil, pemanjangan pada takat putus, modulus Young, kestabilan terma dan penghabluran komposil tetapi penyerapan air didapati berkurang. Morfologi SEM menunjukkan komposil dengan rawalan pengesleran dan pengasilelan menghasilkan penyebaran pengisi di dalam malrik yang lebih baik. Pemvulkanan dinamik dan pemvulkanan dinamik dengan agen pengserasi MAPP dilakukan dengan menggunakan kepekalan sulfur yang tetap. Didapati bahawa sambung silang dinamik telah meningkatkan sifat-sifat mekanikal dan sifat-sifat terma. Peningkalan ini dihubungkan kepada kehadiran sambung silang pada fasa getah dan keserasian pada fasa plastik yang ditunjukkan dengan pengurangan penyerapan air oleh komposil PP/EPDM/SK. Kesan kelajuan color dan suhu terhadap kelakuan reologi komposit telah juga dikaji. Peningkatan pembebanan pengisi telah meningkatkan kadar ricih, legasan ricih, kelikalan ketara dan tenaga pengaklifan (Ea) tetapi mengurangkan indek hukum kuasa (n). Komposit PP/EPDM/SK adalah pseudoplaslik dan memberikan fenomena elastik, di mana menunjukkan ciri-ciri reologi leburan polimer atau cecair. Komposit berasaskan sludge kertas mempunyai sifat-sifat reologi lebih linggi berbanding komposit berasaskan kaolin. Penambahan agen pengserasi, MAPP dan agen pengkupel, LICA 12 telah meningkatkan sifat-sifat reologi berbanding komposit tanpa rawalan. Pemvulkanan dinamik dengan agen pengserasi, MAPP meningkatkan kelikatan lebur komposit. Komposit berpengisi tervulkan dengan MAPP menunjukkan kelakuan pseudoplaslik berbanding komposit tidak tervulkan.