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

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

Pencirian Dan Sifat-5ifat Komposit Polipropilena (PP)/Etilena Propilena

Diena Monomer (EPDM) Terisi

Sludge Kertas

ABSTRAK

Komposit elastomer termoplastik bagi adunan polipropilena (PP) dan getah

etilena propilena diena monomer (EPDM) yang diperkuat

sludge

kertas (SK)

(PP/EPDM/SK) telah dikaji. Seeara 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/EPDMlSK dengan saiz

paling keeil (13 IJm) mempunyai kekuatan tensil, pemanjangan pada takat putus,

modulus Young, penyerapan air dan penghabluran komposit yang lebih linggi

berbanding komposit dengan saiz partikel 63 IJm dan 218 IJm. Kestabilan terma

komposit tidak menunjukkan berbezaan yang ketara untuk ketiga-tiga saiz partikel

sludge

kertas yang digunakan. Komposit PPIEPDMlKaolin 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 L1CA 12 atau 3-APE digunakan untuk meningkatkan sitat-sitat

mekanikal komposit. Kehadiran MAPP, L1CA 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 penskanan elektron (SEM) menunjukkan bahawa kehadiran MAPP,

L1CA 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

xxvi

(27)

lerma dan penghabluran komposil lelapi penyerapan air didapali berkurang. Morfologi

SEM menunjukkan komposil dengan rawalan

pengesleran

dan

pengasilelan

menghasilkan penyebaran pengis; di dalam malrik yang Jebih baik. Pemvulkanan

dinamik dan pemvulkanan dinamik dengan agen pengserasi MAPP dilakukan dengan

menggunakan kepekalan sulfur yang lelap. Didapali bahawa sambung silang dinamik

lelah meningkalkan sifal-sifal mekanikal dan sifal-sifal lerma. Peningkalan ini

dihubungkan kepada kehadiran sambung silang pada fasa gelah dan keserasian pada

fasa p1aslik yang ditunjukkan dengan pengurangan penyerapan air oleh komposil

PP/EPDM/SK.

Kesan kelajuan rolor dan suhu lerhadap kelakuan reologi komposil lelah juga

dikaji. Peningkatan pembebanan pengis; lelah meningkatkan kadar ricih, legasan ricih,

kelikalan ketara dan tenaga pengaklifan (Ea) letapi mengurangkan indek hukum kuasa

(n). Komposit PP/EPDM/SK adalah pseudoplaslik dan memberikan fenomena eJastik,

di mana menunjukkan ciri-ciri reologi leburan polimer alau cecair. Komposit

berasaskan slUdge kertas mempunyai sifat-sifal reologi lebih linggi berbanding

komposit berasaskan kaolin. Penambahan agen pengserasi, MAPP dan agen

pengkupel, L1CA 12 telah meningkatkan sifat sifal reologi berbanding komposit tanpa

rawalan. Pemvulkanan dinamik dengan agen pengserasi, MAPP meningkalkan

kelikatan lebur komposit. Komposil berpengisi tervulkan dengan MAPP menunjukkan

kelakuan pseudoplaslik berbanding komposil lidak lervulkan.

xxvii

(28)

Characterization and Properties of Paper Sludge Filled Polypropylene

(PP)/Ethylene Propylene Diene Terpolymer (EPDM) Composites

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 (13IJm) showed the higher tensile strength, elongation at break, Young's modulus,

water absorption and crystallinity composites than composites with particle size of 63

IJm and 218 IJm. 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, L1CA 12 or 3-APE was used to improve the mechanical properties of

the composites. The presence of MAPP, L1CA 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, L1CA 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

crystallinity 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

xxviii

(29)

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. Incorporation compatibilizer, MAPP and

coupling agent LlCA12 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 compatibiJizer increased melt viscosity of the

composites. Dynamic vulcanization with MAPP filled composites showed pseudoplaslic

behavior compared to unvulcanized composites.

xxix

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

(124)

(125)

(126)

(127)

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

(144)

(145)

(146)

(147)

(148)

(149)

(150)

(151)

(152)

(153)

(154)

(155)

(156)

(157)

(158)

(159)

(160)

(161)

(162)

(163)

(164)

(165)

(166)

(167)

(168)

(169)

(170)

(171)

(172)

(173)

(174)

(175)

(176)

(177)

(178)

(179)

(180)

(181)

(182)

(183)

(184)

(185)

(186)

(187)

(188)

(189)

(190)

(191)

(192)

(193)

(194)

(195)

(196)

(197)

(198)

(199)

(200)