Mechanical Properties of Polypropylene/Talc Composites Prepared via Solid-State Extrusion

We investigated the specific gravity and mechanical property changes of solid-state extruded polypropylene (PP)/talc composites before and after orientation. The specific gravity of the composites increases with increasing the filler contents. The specific gravity of the oriented specimen containing filler in PP matrix is found to be much smaller than that of pre-specimen due to the formation of more micro-voids. It was found that the tensile properties of the composites are increased up to the talc content of 10 wt%, but after the contents exceeding 10 wt%, the tensile properties are decreased. For oriented specimens, the tensile strength of the composites showed monotonously decrease with increasing talc contents. When the contents of talc is 10 wt%, the theoretical values according to Halpin-Tsai equation are close to the experimental values but over 20 wt% of talc contents, the deviation of the experimental values from the theoretical prediction becomes higher. The maximum flexural strength and modulus were observed for PP/talc composites when the talc contents was 10 wt% for both pre-specimen and oriented specimen.

고상 압출된 폴리프로필렌/탈크 복합재료의 기계적 물성

본 연구에서는 고상압출을 통하여 제조된 폴리프로필렌/탈크 복합재료의 배향 전후의 비중과 기계적 물성을 조사하였다. 탈크 충진제의 함량이 증가할수록 복합재료의 비중이 증가하였는데, 배향에 따라 발생된 미세공극으로 인해 배향된 복합재료의 비중은 배향되지 않은 복합 재료에 비해 작은 것으로 나타났다. 미배향 시료일 경우 탈크의 함량이 10중량%일 때 인장물성이 증가하였으나 탈크의 함량이 더 증가하면 인장물성은 감소하였다. 배향 시료 경우, 중량% 증가에 따라 인장 물성은 단조 감소를 보였다. Halpin-Tsai 식에 의해 이론적으로 분석한 결과 10중량% 첨가 때는 이론식에 잘 맞았으나 20중량% 이상일 때는 탈크 함량의 증가에 따라 이론식에서 벗어나는 정도가 더 커졌다. 굴곡강도 경우, 미배향 시료 와 배향 시료 모두 탈크의 함량이 10중량%일 때 최대 굴곡 강도 및 굴곡 탄성률을 보였다.