Microstructure and properties of polymeric composite materials based on polyethylene and thermally extended graphite for transport systems

Abstract

The effect of thermoexpanded graphite (TEG) on the microstructure and functional properties of polymer composites based on high-density polyethylene (HDPE) has been studied by optical microscopy, differential scanning calorimetry and mechanical analysis. There has been proven the efficiency of the method of mixing polymer composites using a piston extruder, which provides a more uniform distribution of the filler in the polymer matrix. It is shown that the introduction of TEG leads to a decrease in the degree of crystallinity and melting point of systems based on high-density polyethylene, which is a consequence of the destruction or increase in the defect of the crystal structure of the polymer matrix under the influence of TEG. With the introduction of 1% of TEG, the melting point decreased from 415.0 to 408.5K. With the introduction of 3% of TEG, the thermal conductivity increased from 0.18 W/(m·K) (for HDPE) to 0.76 W/(m·K). TМетодами оптичної мікроскопії, диференціально сканувальної калориметрії та механічного аналізу вивчено вплив терморозширеного графіту (ТРГ) на мікроструктуру та функціональні властивості полімерних композитів на основі поліетилену високої густини (ПЕВГ). Доведено ефективність методу змішування полімерних композитів за допомогою поршневого екструдера, який забезпечує рівномірнішийрозподіл наповнювача у полімерній матриці. Показано, що введення ТРГ приводить до зниження ступеня кристалічності та температури плавлення систем на основі поліетилену високої густини, що є наслідком руйнування або зростаннядефектності кристалічної структури полімерної матриці під впливом ТРГ. При введенні 1% ТРГ температура плавлення знизилася з 415.0 до 408.5К. При введенні 3% ТРГ теплопровідність зросла з 0.18 Вт/(м·К) (для ПЕВГ) до 0.76 Вт/(м·К).