Structure, thermal and mechanical properties of polypropylene composites with nano- and micro-diamonds

The influence of diamond powders on properties of isotactic polypropylene (PP) was investigated. PP composites containing 0.2—5 wt % of the powders with particles of average size between 100 nm and 1 µm were prepared, and their structure and properties were examined. Dispersion of each filler depended on its grain size and content. The presence of fillers raised the crystallization temperature of PP matrix by up to few Celsius degrees. The modulus of elasticity of composites increased with increasing filler content, by up to 40 % in comparison to neat PP. The tensile impact strength of the composites with 1µm powders and also the other composites at the filler content as low as 0.2 wt % improved by up to 30%. The composites did not exhibit any decrease in the yield strength and retained good drawability. The elongation at break exceeded 1000 % in most cases. Examination of the uniaxially drawn specimens revealed that the filler grains separated from the PP matrix during drawing.

Badano wpływ proszków diamentowych na właściwości izotaktycznego polipropylenu (PP). Wytworzono kompozyty PP zawierające 0,2—5 % mas. proszków ośrednich rozmiarach cząstek wzakresie od 100 nm do 1 µm oraz zbadano ich strukturę i właściwości. W każdym przypadku dyspersja napełniacza zależała od rozmiarów ziaren i ich zawartości w kompozycie. Obecność napełniaczy wywołała podwyższenie, maksymalnie o kilka stopni Celsjusza, temperatury krystalizacji matrycy polipropylenowej. Moduł sprężystości kompozytów zwiększał się wraz ze zwiększeniem zawartości napełniacza (maksymalnie o 40 %). Odporność na zerwanie udarowe kompozytów z proszkami o ziarnach wielkości 1µm oraz pozostałych kompozytów z zawartością napełniaczy wynoszącą 0,2 % mas., wzrosła, maksymalnie o 30 %. Naprężenie na granicy plastyczności kompozytów nie uległo zmniejszeniu, została też utrzymana dobra ciągliwość. W większości przypadków wydłużenie przy zerwaniu przekroczyło 1000%. W trakcie badania odkształconych próbek stwierdzono, że podczas jednoosiowego rozciągania zachodziło oddzielanie się ziaren napełniaczy od matrycy polipropylenowej.