Microparticles as Additives for Increasing the Mechanical Stiffness of Polypropylene

FH-HES Universities of Applied Sciences

Authors

  • Stefan Hengsberger HES-SO Haute école spécialisée de Suisse occidentale, HEIA-FR Haute école d'ingénierie et d'architecture Fribourg, Boulevard de Pérolles 80, CH-1700 Fribourg;, Email: stefan.hengsberger@hefr.ch
  • Geoffroy Leignel HES-SO Haute école spécialisée de Suisse occidentale, HEIA-FR Haute école d'ingénierie et d'architecture Fribourg, Boulevard de Pérolles 80, CH-1700 Fribourg
  • Eléonore Véron du Breuil HES-SO Haute école spécialisée de Suisse occidentale, HEIA-FR Haute école d'ingénierie et d'architecture Fribourg, Boulevard de Pérolles 80, CH-1700 Fribourg
  • Christophe Cotting HES-SO Haute école spécialisée de Suisse occidentale, HEIA-FR Haute école d'ingénierie et d'architecture Fribourg, Boulevard de Pérolles 80, CH-1700 Fribourg
  • Renaud Meuwly HES-SO Haute école spécialisée de Suisse occidentale, HEIA-FR Haute école d'ingénierie et d'architecture Fribourg, Boulevard de Pérolles 80, CH-1700 Fribourg
  • Jean-Marie Dutoit HES-SO Haute école spécialisée de Suisse occidentale, HEIA-FR Haute école d'ingénierie et d'architecture Fribourg, Boulevard de Pérolles 80, CH-1700 Fribourg
  • Thierry Chappuis HES-SO Haute école spécialisée de Suisse occidentale, HEIA-FR Haute école d'ingénierie et d'architecture Fribourg, Boulevard de Pérolles 80, CH-1700 Fribourg;, Email: thierry.chappuis@hefr.ch

DOI:

https://doi.org/10.2533/chimia.2019.1039

Keywords:

Composite, Functionalization, Microparticles, Polymer, Polypropylene

Abstract

Composite materials of polypropylene and mineral microparticles have been generated by compounding and tested in terms of mechanical stiffness. In a first step silica, boehmite and functionalized clay microparticle powder have been mixed with the polymer in a twin-screw compounder. The elastic modulus was highest for mixtures with a microparticle concentration of 5 to 10%w/w. An increase of 25% of the elastic modulus was achieved by simple melt extrusion. In a second step, a maleic anhydride-grafted polypropylene (PP-g-MA) was used as a matrix. When measured by nanoindentation, the pure PP-g-MA matrix showed an elastic modulus twice as high as pure PP, probably because of a partial reticulation. During extrusion, amino-silane functionalized clay microparticles were added to the PP-g-MA matrix and reacted with it by building covalent amide group bonds. The resulting compound material showed an elastic modulus of more than four times the stiffness of pure PP.

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Published

2019-12-18

How to Cite

[1]
S. Hengsberger, G. Leignel, E. V. du Breuil, C. Cotting, R. Meuwly, J.-M. Dutoit, T. Chappuis, Chimia 2019, 73, 1039, DOI: 10.2533/chimia.2019.1039.