Towards scalable production of polyamide 12/halloysite nanocomposites via water-assisted extrusion: Mechanical modeling, thermal and fire properties

Polymers for Advanced Technologies

Volumn 25, Issue 2, 2014, Pages 137-151

  Lecouvet, B ^a   Sclavons, M ^a   Bourbigot, S ^b   Bailly, C ^a  

^a UNIVERSITÉ CATHOLIQUE DE LOUVAIN   (Belgium)

^b Ecole Nationale Superieure de Chimie de Lille   (France)

Author keywords

Flame retardancy; Halloysite; Mechanical modeling; Nanocomposites; Polyamide 12; Water assisted extrusion

Indexed keywords

DIRECT MELT-COMPOUNDING; FLAME RETARDANCY; HALLOYSITE; HALLOYSITE NANOTUBE (HNTS); MECHANICAL MODEL; MECHANICAL REINFORCEMENT; POLY-AMIDE 12; TRANSMISSION ELECTRON;

DISPERSIONS; FILLERS; KAOLINITE; NANOCOMPOSITES; NANOTUBES; REINFORCEMENT; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; TENSILE TESTING; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; WATER INJECTION;

EXTRUSION;

EID: 84892481190     PISSN: 10427147     EISSN: 10991581     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/pat.3215     Document Type: Article

References (96)

1. E. P. Giannelis, Adv. Mater. 1996, 8, 29.
2. M. Alexandre, P. Dubois, Mater. Sci. Eng. 2000, 28, 1.
3. A. Usuki, Y. Kojima, M. Kawasumi, A. Okada, Y. Fukushima, T. Kurauchi, O. Kamigaito, J. Mater. Res. 1993, 8, 1179.
4. A. Usuki, N. Hasegawa, M. Kato, Adv. Polym. Sci. 2005, 179, 135.
5. P. C. Lebaron, Z. Wang, T. J. Pinnavaia, Appl. Clay. Sci. 1999, 15, 11.
6. T. D. Fornes, D. R. Paul, Macromolecules 2004, 37, 7698.
7. C. Lu, Y. Mai, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 88303.
8. J. Zhu, F. M. Uhl, A. B. Morgan, C. A. Wilkie, Chem. Mater. 2001, 13, 4649.
9. T. D. Hapuarachchi, T. Peijs, E. Bilotti, Polym. Adv. Technol. 2013, 24, 331.
10. M. Bartholmai, B. Schartel, Polym. Adv. Technol. 2004, 15, 355.
11. T. Kashiwagi, R. H. Harris Jr., X. Zhang, R. M. Briber, B. H. Cipriano, S. R. Raghavan, W. H. Awad, J. R. Shields, Polymer 2004, 45, 881.
12. A. B. Morgan, Polym. Adv. Technol. 2006, 17, 206.
13. R. L. Frost, H. F. Shurvell, Clay. Clay Miner. 1997, 45, 68.
14. K. Hedicke-Höchstötter, G. T. Lim, V. Altstädt, Compos. Sci. Technol. 2009, 69, 330.
15. U. A. Handge, K. Hedicke-Höchstötter, V. Altstädt, Polymer 2010, 51, 2690.
16. B. Guo, Q. Zou, Y. Lei, D. Jia, Polym. J. 2009, 41, 835.
17. B. Lecouvet, J. G. Gutierrez, M. Sclavons, C. Bailly, Polym. Degrad. Stab. 2011, 96, 226.
18. M. Du, B. Guo, X. Cai, Z. Jia, M. Liu, D. Jia, e-Polymers 2008, 130, 1.
19. N. Y. Ning, Q. J. Yin, F. Luo, Q. Zhang, R. Du, Q. Fu, Polymer 2007, 48, 7374.
20. K. Prashantha, M. F. Lacrampe, P. Krawczak, Express. Polym. Lett. 2011, 5, 295.
21. B. Lecouvet, M. Sclavons, S. Bourbigot, J. Devaux, C. Bailly, Polymer 2011, 52, 4284.
22. M. Du, B. Guo, Y. Lei, M. Liu, D. Jia, Polymer 2008, 49, 4871.
23. S. Rooj, A. Das, V. Thakur, R. N. Mahaling, A. K. Bhowmick, G. Heinrich, Mater. Design 2010, 31, 2151.
24. S. Rooj, A. Das, G. Heinrich, Eur. Polym. J. 2011, 47, 1746.
25. Y. Ye, H. Chen, J. Wu, L. Ye, Polymer 2007, 48, 6426.
26. M. Liu, B. Guo, M. Du, Y. Lei, D. Jia, J. Polym. Res. 2008, 15, 205.
27. S. Deng, J. Zhang, L. Ye, J. Wu, Polymer 2008, 49, 5119.
28. Y. Ye, H. Chen, J. Wu, C. M. Chan, Composites: Part B 2011, 42, 2145.
29. K. Prashantha, B. Lecouvet, M. Sclavons, M. F. Lacrampe, P. Krawczak, J. Appl. Polym. Sci. 2013, 128, 1895.
30. M. Murariu, A. L. Dechief, Y. Paint, S. Peeterbroeck, L. Bonnaud, P. Dubois, J. Polym. Environ. 2012, 20, 932.
31. K. Prashantha, H. Schmitt, M. F. Lacrampe, P. Krawczak, Compos. Sci. Technol. 2011, 71, 1859.
32. M. Zhao, P. Liu, J. Therm. Anal. Calorim. 2008, 94, 103.
33. M. Du, B. Guo, D. Jia, Eur. Polym. J. 2006, 42, 1362.
34. Z. Jia, Y. Luo, B. Guo, B. Yang, M. Du, D. Jia, Polym. Plast. Technol. Eng. 2009, 48, 607.
35. D. C. O. Marney, L. J. Russel, D. Y. Wu, T. Nguyen, D. Cramm, N. Rigopoulos, N. Wright, M. Greaves, Polym. Degrad. Stab. 2008, 93, 1971.
36. D. C. O. Marney, W. Yang, L. J. Russell, S. Z. Shen, T. Nguyen, Q. Yuan, R. Varley, S. Li, Polym. Adv. Technol. 2012, 23, 1564.
37. R. A. Korbee, A. A. Van Geneen, WO, 1999, 029767.
38. F. Touchaleaume, J. Soulestin, M. Sclavons, J. Devaux, M. F. Lacrampe, P. Krawczak, Polym. Degrad. Stab. 2011, 96, 1890.
39. V. Molajavadi, H. Garmabi, J. Appl. Polym. Sci. 2011, 119, 736.
40. G. Stoclet, M. Sclavons, J. Devaux, J. Appl. Polym. Sci. 2013, 127, 4809.
41. S. Siengchin, J. Karger-Kocsis, R. Thomann, Express Polym. Lett. 2008, 2, 746.
42. M. Mainil, L. Urbanczyk, C. Calberg, A. Germain, C. Jerome, S. Bourbigot, J. Devaux, M. Sclavons, Polym. Eng. Sci. 2010, 50, 10.
43. D. D. J. Rousseaux, N. Sallem-Idrissi, A. C. Baudouin, J. Devaux, P. Godard, J. Marchand-Brynaert, M. Sclavons, Polymer 2011, 52, 443.
44. N. Fedullo, M. Sclavons, C. Bailly, J. M. Lefebvre, J. Devaux, Macromol. Symp. 2006, 233, 235.
45. N. Fedullo, E. Sorlier, M. Sclavons, C. Bailly, J. M. Lefebvre, J. Devaux, Prog. Org. Coat. 2007, 58, 87.
46. M. G. M. Wevers, T. F. J. Pijpers, V. B. F. Mathot, Thermochim. Acta 2007, 453, 67.
47. K. Charlet, V. Mathot, J. Devaux, Polym. Int. 2011, 60, 119.
48. F. P. La Mantia, R. Scaffaro, Polym. Degrad. Stab. 2002, 75, 473.
49. Z. Z. Yu, G. H. Hu, J. Varlet, A. Dasari, Y. W. Mai, J. Polym. Sci. Part B. 2005, 43, 1100.
50. F. Touchaleaume, J. Soulestin, M. Sclavons, J. Devaux, F. Cordenier, P. Van Velthem, J. J. Flat, M. F. Lacrampe, P. Krawczak, Express Polym. Lett. 2011, 5, 1085.
51. R. Delobel, M. Le Bras, N. Ouassou, F. Alistiqsa, J. Fire Sci. 1990, 8, 85.
52. D. Hull, T. W. Clyne, An introduction to composite materials, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1996.
53. J. C. Halpin, J. L. Kardos, Polym. Eng. Sci. 1976, 16, 344.
54. J. C. Halpin, J. Compos. Mater. 1969, 3, 732.
55. M. Van Es, Ph.D. Thesis, Polymer-clay nanocomposites-the importance of particle dimensions, TU Delft, The Netherlands, 2001.
56. A. Durmus, A. Kaşgöz, C. W. Macosko, J. Macromol. Sci. 2008, 47, 608.
57. W. D. Callister, Materials Science and Engineering: An Introduction, Wiley, New York, 2003.
58. B. Pukánszky, B. Turcsányi, F. Tüdos, In: Interfaces in polymer, ceramic and metal matrix composites (Ed.: H. Ishida ), Elsevier, New York, 1988, pp. 467-77.
59. B. Turcsányi, B. Pukánszky, F. Tüdos, J. Mater. Sci. Lett. 1988, 7, 160.
60. B. Pukánszky, G. Vörös, Compos. Interfaces 1993, 5, 411.
61. L. Nicolais, M. Narkis, Polym. Eng. Sci. 1971, 11, 194.
62. L. Százdi, B. Pukánszky Jr., G. J. Vancso, B. Pukánszky, Polymer 2006, 47, 4638.
63. L. Százdi, A. Pozsgay, B. Pukánszky, Eur. Polym. J. 2007, 43, 345.
64. R. Puffr, J. Šebenda, J. Polym. Sci. Part C 1967, 16, 79.
65. S. R. Levis, P. B. Deasy, Intern. J. Pharm. 2002, 243, 125.
66. P. Liu, L. Zhang, Sep. Purif. Technol. 2007, 58, 32.
67. P. Sakiewicz, R. Nowosielski, W. Pilarczyk, K. Golombek, M. Lutynski, J. Achiev. Mater. Manuf. Eng. 2011, 48, 177.
68. M. Zhao, P. Liu, Micropor. Mesopor. Mater. 2008, 112, 419.
69. S. Pavlidou, C. D. Papaspyrides, Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 1119.
70. N. Aït Hocine, P. Médéric, T. Aubry, Polym. Test. 2008, 27, 330.
71. M. A. Osman, J. E. P. Rupp, U. W. Suter, Polymer 2005, 46, 1653.
72. G. F. Shan, W. Yang, M. B. Yang, B. H. Xie, Q. Fu, Y. W. Mai, J. Macromol. Sci. Part B 2009, 48, 799.
73. B. Lecouvet, J. Horion, C. D'Haese, C. Bailly, B. Nysten, Nanotechnology 2013, 24, 105704.
74. S. S. Ray, M. Okamoto, Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1539.
75. G. Filippone, N. T. Dintcheva, D. Acierno, F. P. La Mantia, Polymer 2008, 49, 1312.
76. I. Y. Phang, T. Liu, A. Mohamed, K. P. Pramoda, L. Chen, L. Shen, S. Y. Chow, C. He, X. Lu, X. Hu, Polym. Int. 2005, 54, 456.
77. E. Bilotti, R. Zhang, H. Deng, F. Quero, H. R. Fischer, T. Peijs, Compos. Sci. Technol. 2009, 69, 2587.
78. A. H. Barber, S. R. Cohen, H. D. Wagner, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 4140.
79. J. N. Coleman, M. Cadek, R. Blake, V. Nicolosi, K. P. Ryan, C. Belton, A. Fonseca, J. B. Nagy, Y. K. Gun'ko, W. J. Blau, Adv. Functional. Mater. 2004, 14, 791.
80. S. J. V. Frankland, A. Caglar, D. W. Brenner, M. Griebel, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3046.
81. R. D. Priestley, M. K. Mundra, N. J. Barnett, L. J. Broadbelt, J. M. Torkelson, Aust. J. Chem. Part C 2007, 60, 765.
82. M. K. Mundra, S. K. Donthu, V. P. Dravid, J. M. Torkelson, Nano Lett. 2007, 7, 713.
83. S. V. Levchik, E. D. Weil, M. Lewin, Polym. Int. 1999, 48, 532.
84. R. D. Davis, J. W. Gilman, D. L. VanderHart, Polym. Degrad. Stab. 2003, 79, 111.
85. M. Herrera, G. Matuschek, A. Kettrup, Chemosphere 2001, 42, 601.
86. B. N. Jang, C. A. Wilkie, Polymer 2005, 46, 3264.
87. J. W. Gilman, T. Kashiwagi, In: Polymer-clay nanocomposites (Eds: T. J. Pinnavaia, G. W. Beall ), Wiley, New York, 2000, pp. 193-206.
88. M. Liu, Z. Jia, F. Liu, D. Jia, B. Guo, J. Colloid Interf. Sci. 2010, 350, 186.
89. H. Ismail, P. Pasbakhsh, M. N. A. Fauzi, A. A. Bakar, Polym. Test. 2008, 27, 841.
90. J. W. Gilman, Appl. Clay. Sci. 1999, 15, 31.
91. B. Schartel, M. Bartholmai, U. Knoll, Polym. Adv. Technol. 2006, 17, 772.
92. T. Kashiwagi, E. Grulke, J. Hilding, K. Groth, R. H. Harris Jr., K. Butler, J. R. Shields, S. Kharchenko, J. Douglas, Polymer 2004, 45, 4227.
93. J. W. Gilman, In: Flame retardant polymer nanocomposites (Eds: A. B. Morgan, C. A. Wilkie ), Wiley, Hoboken NJ, 2007, pp. 67-87.
94. F. Laoutid, L. Bonnaud, M. Alexandre, J. M. Lopez-Cuesta, Ph. Dubois, Mater. Sci. Eng. R. 2009, 63, 100.
95. P. R. Hornsby, Macromol. Symp. 1996, 108, 203.
96. R. N. Rothon, P. R. Hornsby, Polym. Degrad. Stab. 1996, 54, 383.