KFUPM ePrints

EFFECT OF BLEND RATIO OF h-LLDPE WITH LDPE ON THE PROCESSABLITY AND THE MECHANICAL PROPERTIES OF BLOWN FILMS

Sarfaraz, Ahmed Furquan (2009) EFFECT OF BLEND RATIO OF h-LLDPE WITH LDPE ON THE PROCESSABLITY AND THE MECHANICAL PROPERTIES OF BLOWN FILMS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
Restricted to Registered users only until 19 September 2012.

3297Kb

Arabic Abstract

وح - الخطي هو معروف جيدا لخواصه الميكانيكية المتفوقة ولكن في نفس الوقت من الصعب جدا معالجته.وبالتالي مزيج من h-LLDPE/LDPE هو الخيار الذي يمكن أن يحسن للتجهيز وفي نفس الوقت توفير أفضل الخصائص الميكانيكية. من الاثنين ، ه- البولي إثيلين منخفض الكثافة الخطي ،و ه - الخطي يصعب معالجتهما ، وبالتالي في هذا البحث ،التجهيز والخصائص الميكانيكية للمزيج h-LLDPE/LDPE تم دراستها.نافذة التجهيز وانحلال البولي مرات تم دراستها ل ه – الخطي والتي أسست لدرجات حرارة مختلفة (210,230,250,270 درجة مئوية) ووجد أن درجه الإخماد المثلى هي 230 أيضا تأثير نسبه السحب ونسبه النفخ على الخواص الميكانيكه تم دراستها اختبارات ميكانيكية مثل الشد والتمزيق أجريت في كل من اتجاه الماكينة والاتجاه العرضي أيضا,اختبارات التصادم نفذت أيضا. الاختبارات الميكانيكية المختلفة لعينات مختلفة 7 ، 21 ، 36 ، 49 ، 64 و 86 تم انجازه. الدي أر 21 والذي أعطى نتيجة مقاومه للصدمات أكبر في فشل الأغشية التي تم اختيارها كدرجه مثلى للدي أر.الأغشية ه - الخطي أنتجت في براس مختلفة من 1.12 و 1.4 و 1.78 ميكانيكيا تم اختبارها . وأظهرت الدراسة أن ألبي أر الأمثل ينبغي أن يكون في نطاق بين 1.4 و 1.78 ، وبالتالي على قيمة متوسط 1.6 تم اختياره.بناء على ذلك ومع الدرجة الخامدة المختارة(230) ونسبه السحب (21) ونسبه النفخ(1.6) تم دراسة تأثير مزج ه - مع منخفض الكثافة الخطي . H-LLDPE/LDPE النقي ومزيجه (5%,10%,15%,20%,50%) تم معالجته. وتم دراسة تأثير المزيج باستخدام الانكسار الحراري والتقنيات ألميكانيكيه. البلورية لأمزجه متلفه تم تحديدها باستخدام الدي أس سي.وجدأن قيم البلورية في نطاق 40% قريبه للقيم النقية لل H-LLDPE وكذلك لا تتأثر بنسبة المزج. الانكسار للأمزجة تمت دراسته باستخدام الميكروسكوب الضوئي ومؤشر التوجه تم وصفة.هناك زيادة في اتجاه الماكينة عندما تزيد نسبه المزج (-3*10^-3 إلى (5*10^5من 0 إلى 50% عندها فان الانكسار يقل , اختبارات ميكانيكية مثل الشد والأثر والتمزيق أجريت على الأغشية المخلوطة. مع إضافة ما يصل إلى 20 ٪ ل دب ي ، العديد من الخصائص الميكانيكية للمزيج أظهرت تحسنا. كانت هناك زيادة بنسبة 20 ٪ في اتجاه الماكينة من قبل قوة العائد بإضافة صغيرة من البولي إثيلين المنخفض الكثافة من دون أي نقصان في ليونة الماكينة .والمتانة أيضا عرضت زيادة قدرها حوالي 43 ٪ في خصائصها مع هذا بإضافة صغيرة من البولي إثيلين المنخفض الكثافة. زيادة في قوة الشد في الاتجاه العرضي كان أكثر من 75 ٪ مع نسبة10% منخفضة جدا مزيج من البولي إثيلين المنخفض الكثافة, ليونة الاتجاه العرضي أظهرت تحسن طفيف مقارنة ح نقية الخطي. الاتجاه العرضي للمتانة الصغيرة أظهرت زيادة تصل إلى نسبة 50 ٪ من الخليط. وتحسن بنسبة 20 ٪ لوحظ في ذروة قوة التأثير مع إضافة قليل من البولي إثيلين المنخفض الكثافة. في حالة عدم تأثير الطاقة كان هناك بعض الانخفاض فيما يتعلق نسبة خليط. المقاومة أظهرت نوعا من التدهور في اتجاه الماكينة، ولكن كان هناك تحسن كبير للمقاومة في الاتجاه العرضي. المقاومة في الاتجاه العرضي تحسنت تقريبا بنسبه 100% عن طريق إضافة منخفض الكثافة لمزيج نسب منخفضة تصل إلى 20 ٪. بشكل عام تم دراسة تأثير مزيج من h-LLDPE/LDPE على الخواص الميكانيكية للأغشية و أظهرت تحسنا بمزج ما يصل إلى 20 ٪. وبالإضافة إلى ذلك تم تخفيض عزم الدوران المطلوب لمعالجة الأغشية مع زيادة نسبة خليط، في ما عدا5 ٪ نسبة مزيج

English Abstract

The h-LLDPE is well known for its superior mechanical properties but at the same time is very difficult to process. On the other hand LDPE is much better in processing but has lower mechanical properties. Thus a blend of h-LLDPE/LDPE is an option which could improve processability and at the same time provide better mechanical properties. Of the two, h-LLDPE and LDPE, h-LLDPE is difficult to process and thus in this research, the processability and the mechanical characteristics of h-LLDPE/LDPE blends are studied. The processability window and polymer degradation studies for h-LLDPE were established for different die temperatures (210, 230, 250 and 270°C), and it was found that the optimum die temperature was 230°C. Also, effects of draw ratio (DR) and blow ratio (BR) on the mechanical properties of the blown films were studied. Mechanical tests such as tensile and Elmendorf tear test were conducted in both MD (machine) and TD (transverse) directions. Also, impact tests were carried out. Different mechanical tests of blown film samples at different DRs of 7, 21, 36, 49, 64 and 86 were accomplished. The DR 21 which resulted in higher impact resistance to failure of films was selected as the optimum DR. Other blown films of h-LLDPE were produced at different BRs of 1.12, 1.4 and 1.78 and mechanically tested. The study showed that the optimum BR should be in the range of 1.4 to 1.78; therefore an average value of 1.6 was selected. Consequently with the selected values of die temperature (230°C ), draw ratio (21), and blow ratio (1.6) the effect of blending h-LLDPE with LDPE was studied. Pure h-LLDPE, LDPE and their blends (5%, 10%, 15%, 20% and 50%) were processed, and the effect of blending was studied using thermal, birefringence and mechanical techniques. The crystallinity for different blends was determined using DSC instrument. The cyrstallinity values were found to be in the range of 40% close to that of pure h-LLDPE and were not affected by the blend ratio. The birefringence of the blends has been studied using an optical microscope and an index of orientation has been reported. There is an increase in MD orientation when the blend ratio increases (-3x10-3 to 5x10-3) from 0 to 50%, and then the birefringence decreases. Mechanical tests such as tensile, impact and elmendorf tear test were also conducted on the blended films. With addition of up to 20% LDPE, many mechanical properties of the blend showed improvement. There was a 20% enhancement in MD yield strength by small addition of LDPE without any decrease in the MD ductility. The MD toughness also displayed an increment of around 43% in its properties with this small addition of LDPE. The enhancement in TD tensile strength was more than 75% with very low blend ratio of 10% LDPE. The TD ductility slightly improved in comparison to pure h-LLDPE. TD toughness showed a small increase up to a blend ratio of 50%. A 20% improvement was observed in the impact peak force with very small addition of LDPE. In case of impact failure energy there was some decrease with respect to the blend ratio. The tear resistance also showed some kind of deterioration in the MD direction, but there was a large improvement for tear resistance in the TD direction. The TD tear resistance improved by almost 100% by addition of LDPE for the low blend percentages up to 20%. In general, the study of blend effect of h-LLDPE/LDPE on mechanical properties of blown films showed improvement up to 20% blends. In addition the torque requirement for the film process was reduced with the increase of blend ratio, except at 5% blend ratio.



Item Type:Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:Film blowing, processability, LLDPE, LDPE, hexene LLDPE, blends, draw ratio, blow ratio, tensile, elmendorf tear, impact, birefringence, DSC, crystallinity, dart impact, die temperature, bubble stability, instrumented impact test, orientation
Date:10 May 2009
Date Type:Completion
Subjects:Engineering
Mechanical
Research > Engineering
Research
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Creators:Sarfaraz, Ahmed Furquan
Email:sarfaraz123_7@yahoo.co.in
Committee Advisor:Mezghani, Khaled
Committee Members:Shuaib, AbdelRahman N. and Al-Dheylan, Khaled A.
ID Code:136243
Deposited By:SARFARAZ AHMED FURQUAN
Deposited On:21 Mar 2010 09:29
Last Modified:30 Apr 2011 17:06

Repository Staff Only: item control page