Publication:
Mechanical, thermal, and flammability properties of halloysite nanotubes filled polyamide 11

Simple item page
cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.department029af1dd-953e-46f6-b8fd-85abfa816795
cris.virtualsource.orcid029af1dd-953e-46f6-b8fd-85abfa816795
dc.contributor.authorNur Najma Athirah Azahari
dc.contributor.supervisorHazleen Anuar, Ph.D
dc.contributor.supervisorZahurin Halim, Ph.D
dc.date.accessioned2024-12-12T09:07:19Z
dc.date.available2024-12-12T09:07:19Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractPolyamide 11 (PA 11) is a semi-crystalline engineering polymer with excellent impact strength and the ability to accept high filler loading, making it a promising alternative in a variety of applications. However, using PA 11 alone results in lower stiffness and heat resistance, as well as more expensive materials; therefore, reinforcement with halloysite nanotube (HNTs) filler, magnesium hydroxide (MH) flame retardant additives and styrene-ethylene/butylene-styrene grafted maleic anhydride (SEBS-g-MA) elastomers has been considered. The goal of this research is to investigate the effects of HNTs as fillers, MH as flame retardants and SEBS-g-MA as an impact modifier contents on the thermal, mechanical and flammability properties of PA 11. This study used counter-rotating twin-screw extrusion and injection moulding to create nanocomposite samples, which were then characterized by using Scanning electron microscopy (SEM), Thermogravimetric analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Dynamic Mechanical Analysis (DMA), tensile, flexural, impact, UL-94 standard flammability and limiting oxygen index (LOI). The addition of 4 phr HNTs improved the PA 11 matrix’s thermal, mechanical and flammability properties of the PA 11 matrix. The addition of 30 phr MH flame-retardant additives increased the young’s and flexural modulus by up to 34% and 31%, respectively, but decreased the elongation at break for all formulations. All the nanocomposite samples passed the UL 94 V-2 rating. The addition of 15 phr of SEBS-g-MA increased the elongation at break by 40% and impact strength up to 57%. However, the addition of elastomers reduced tensile and flexural strength. The study discovered that the adding nanofillers, flame retardant additives and elastomer to PA 11 can effectively improve these properties to a desired level, potentially opening new market opportunities for PA 11 manufacturers.
dc.description.abstractarabicالبولياميد 11 (PA 11) عبارة عن بوليمر هندسي شبه بلوري، يتمتع بقوة صدم ممتازة وقدرة على قبول تحميل إضافي للحشوة، مما يجعله بديلاً واعداً في مجموعة متنوعة من التطبيقات. ومع ذلك، فإن استخدام بوليمر (PA 11) وحده يؤدي إلى انخفاض الصلابة وانخفاض مقاومة الحرارة، بالإضافة إلى زيادة تكلفة المواد؛ لذلك، تم الأخذ بعين الاعتبار اللدائن المرنة المعززة باستخدام حشوة الأنابيب النانوية المصنوعة من الهالويسيت (HNTs)، ومواد مضافة مثبطة للهب من هيدروكسيد المغنسيوم (MH)، إضافة إلى أنهيدريد الماليك المطعمة بالستيرين-إيثيلين/ بيوتيلين-ستايرين (SEBS-g-MA). الهدف من هذا البحث هو دراسة تأثير كل من (HNTs) كحشوات، و (MH) كمثبطات للهب، و (SEBS-g-MA) كمحتويات معدّلة للصدم، على الخواص الحرارية والميكانيكية وقابلية الاشتعال لبوليمر (PA 11). استخدمت هذه الدراسة لولبيّ البثق المزدوج متعاكس الدوران، إضافة إلى القولبة بالحقن، من أجل إنشاء عينات من المركبات النانوية، التي تم دراسة خصائصها وتحليلها بعد ذلك باستخدام: المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، والتحليل الحراري الوزني (TGA)، وقياس السعرات الحرارية بالمسح التفاضلي (DSC)، ومطياف فورييه لتحويل الأشعة تحت الحمراء (FTIR)، والتحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA)، والشدّ، والانحناء، والصدم، وقابلية الاشتعال حسب مقياس (UL-94)، ومؤشر حدّ الأكسجين (LOI). بيّنت نتائج الدراسة أنّ إضافة ما نسبته 4% من (HNTs) أدّى إلى تحسين الخصائص الحرارية والميكانيكية وقابلية الاشتعال لبوليمر (PA 11). كما أظهرت النتائج أنّ إضافة ما نسبته 30% من المواد المضافة المثبطة للهب (MH) أدّى إلى زيادة معامل (يونج) ومعامل الانحناء بنسبة تصل إلى 34% و31% على التوالي، ولكنها خفضت الاستطالة عند الكسر لجميع التركيبات. وقد اجتازت جميع عينات المركبات النانوية تصنيف (UL 94 V-2)، كما أظهرت النتائج أنّ إضافة ما نسبته 15% من (SEBS-g-MA) أدّى إلى زيادة الاستطالة عند الكسر بنسبة 40% وقوة الصدم حتى 57%. ومع ذلك، فقد أدّت إضافة اللدائن المرنة إلى تقليل قوتي الشد والانحناء. وقد اكتشفت الدراسة أنّ إضافة الحشوات النانوية والمواد المضافة المثبطة للهب واللدائن المرنة إلى بوليمر (PA 11) يمكن أن تحسّن هذه الخصائص بشكل فعال حتى تصل إلى المستوى المطلوب، مما قد يفتح فرصًا جديدة في السوق لمصنّعي بوليمر (PA 11).
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.my
dc.description.degreelevelMaster
dc.description.emailjmathirah@yahoo.com.my
dc.description.funderPTPTN
dc.description.identifierThesis : Mechanical, thermal, and flammability properties of halloysite nanotubes filled polyamide 11 / by Nur Najma Athirah binti Azahari
dc.description.identityG1924720Nurnajmaathirahazahari
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineering
dc.description.notesThesis (MSCE)--International Islamic University Malaysia, 2024.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xx, 131 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeMaster of Science in Engineering
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/32583
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2024
dc.rightsOWNED BY THE FUND PROVIDER/SPONSOR
dc.subjectPolyamide 11;nanocomposites;Halloysite nanotubes
dc.titleMechanical, thermal, and flammability properties of halloysite nanotubes filled polyamide 11
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G1924720Nurnajmaathirahazahari_SEC.pdf
Size:
19.05 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text
Download

Collections

Masters Thesis