Impregnacja trudnozapalna termoizolacyjnej włókniny PET wyprodukowanej na bazie surowca pochodzącego z recyklingu

• Autorzy: Gawłowski A. , Pielesz A. , Fabia J. , Graczyk T.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/68519

Warianty tytułu

EN

Flame retardant impregnation of PET nonwoven with thermal insulation properties made from recycled materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Włóknina z włókien PET jest klasyfikowana jako łatwopalna (indeks LOI 21%). Ponieważ materiał ten można wykorzystać do izolacji termicznej różnego rodzaju pomieszczeń, m.in. strychów i loftów, powinien on spełniać bardzo wysokie wymagania w odniesieniu do bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Jednym z możliwych sposobów uzyskania podwyższonego stopnia trudnozapalności jest impregnacja. Celem niniejszej pracy było opracowanie składu środka impregnującego ograniczającego palność, który będzie spełniał wszystkie podstawowe wymagania dotyczące impregnatów stosowanych do modyfikacji materiałów termoizolacyjnych. Do impregnacji trudnozapalnej wykorzystano termoizolacyjną włókninę wykonaną z surowca pochodzącego z recyklingu materiałowego butelek PET. Impregnat przygotowano w postaci mieszaniny dwóch produktów komercyjnych: wodnego roztworu krzemianu sodu – tzw. szkła wodnego sodowego R-145 oraz wodnej dyspersji kopolimerów akrylowo-styrenowych o nazwie handlowej Triostat TO. Zaimpregnowaną włókninę termoizolacyjną PET poddano badaniom termicznym (DSC i TGA) i mikroskopowym (SEM), a efekt trudnozapalności oceniano metodą krytycznego wskaźnika tlenowego (LOI). W wyniku przeprowadzonej impregnacji uzyskano zadowalający i akceptowalny technicznie efekt trudnozapalności (LOI 28%).

EN

PET nonwoven is classified as flammable material (LOI 21%). Because of using PET nonwoven by thermal isolation of various types of rooms (attic, loft and other) the requirement of fire safety is very high. One of the possibilities to receive higher flame retardant is impregnation of PET nonwoven. The purpose of this work was to compose a formula of impregnation bath. The PET nonwoven made from recycling materials (PET bottles) was used for the research. The impregnation bath was prepared in the form of a mixture of two commercial products: aqueous solution of sodium silicate – sodium water-glass R-145 and styrene acrylic aqueous dispersion – Triostat TO. After the impregnation process thermal tests (DSC, TGA) and microscopic investigations (SEM) of PET nonwovens were performed. The flame retardant effect was described by Limited Oxygen Index-LOI. By treating of PET nonwoven satisfactory and acceptable technically flame retardant effect was received (LOI ca. 28%).

Słowa kluczowe

PL

włóknina PET; impregnacja trudnozapalna; LOI; DSC; TGA; SEM

EN

PET nonwoven; flame retardant impregnation; LOI; DSC; TGA; SEM

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 3
• Strony: 14--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gawłowski A.

• Instytut Inżynierii Tekstyliów i Materiałów Polimerowych, Akademia Techniczno-Humanistyczna, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Pielesz A.

• Instytut Inżynierii Tekstyliów i Materiałów Polimerowych, Akademia Techniczno-Humanistyczna, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Fabia J.

• Instytut Inżynierii Tekstyliów i Materiałów Polimerowych, Akademia Techniczno-Humanistyczna, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Graczyk T.

• Instytut Inżynierii Tekstyliów i Materiałów Polimerowych, Akademia Techniczno-Humanistyczna, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

Bibliografia

• 1. Altun S. and Ulcay Y. 2004. Improvement of waste recycling in PET fiber production. J Environ Polym Degr, 12, 231. doi:10.1007/s10924–004–8150–4.
• 2. Brzozowska-Stanuch A., Fabia J., Gawłowski A., Graczyk T. and Ślusarczyk C. 2016. Study of flame retardant PET fibres modified with water-glass optimization of modifier content, The 9th International Conference on Modification, Degradation and Stabilization of Polymers MoDeSt 2016, Kraków.
• 3. Chen D.Q., Wang Y.Z., Hu X.P., Wang D.Y., Qu M.H. and Yang B. 2005. Flame retardant and anti-dripping effects of a novel char-forming flame retardant for the treatment of poly(ethylene terephthalate) fabrics. Polym Degrad Stab., 88, 349–56. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2004.11.010.
• 4. Chen Y., Peng H., Li J., Xia Z. and Tan H. 2014. A novel flame retardant containing phosphorus, nitrogen and sulfur. Synthesis and application in thermoplastic polyurethane. J Therm Anal Calorim., 115, 1639–49. doi:10.1007/s10973–013–3461–0.
• 5. Didane N., Giraud S., Devaux E., Lemort G. and Capon G. 2012. Thermal and fire resistance of fibrous materials made by PET containing flame retardant agents. Polym Degrad Stab., 97, 2545–51. doi:10. 1016/j.polymdegradstab.2012.07.006.
• 6. Fabia J., Gawłowski A., Graczyk T. and Ślusarczyk C. 2014. Changes of crystalline structure of poly(ethylene terephthalate) fibers in flame retardant finishing process. Polimery. (7–8), 557–61.
• 7. Fabia J., Gawłowski A., Graczyk T. and Janicki J. 2015. Badanie zmian właściwości termicznych włókien PA6 modyfikowanych trudnozapalnie z zastosowaniem mieszaniny uniepalniaczy w układzie P-Si, 58 Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego, Gdańsk.
• 8. Fei G., Liu Y. and Wang Q. 2008. Synergistic effects of novolac-based char former with magnesium hydroxide in flame retardant polyamide-6. Polym Degrad Stab., 93, 1351–6. doi:10.1016/j. polymdegradstab.2008.03.031.
• 9. Gawłowski A, Fabia J., Graczyk T. and Janicki J. 2014, Zastosowanie wodnego roztworu krzemianu sodu do modyfikacji trudnozapalnej włókien PET, 57 Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego oraz Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Częstochow
• 10. Gawłowski A., Fabia J., Graczyk T., Ślusarczyk C., Janicki J. and Sarna E. 2016. Study of PET fibres modified with phosphorus-silicon retardant. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 125(3), 1327–1334, doi: 10.1007/s10973–016–5498–3.
• 11. Horrocks A.R. 1996. Developments in flame retardants for heat and fire resistant textiles-the role of char formation and intumescence. Polym Degrad Stab., 54, 143–54.
• 12. Horrocks A.R. 2011. Flame retardant challenges for textiles and fibres: new chemistry versus innovatory solutions. Polym Degrad Stab., 96, 377–92.doi:10.1016/j.polymdegradstab.2010.03.036.
• 13. Ji Q., Wang X., Zhang Y., Kong Q. and Xia Y. 2009. Characterization of poly(ethylene terephthalate)/ SiO2 nanocomposites prepared by Sol–Gel method. Compos A., 40, 878–82. doi:10.1016/j.compositesa.2009.04.010.
• 14. Lewin M. 2011. Flame retarding polymer nanocomposites: synergism, cooperation, antagonism. Polym Degrad Stab., 96, 256–69. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2010.12.006.
• 15. Liang S., Neisius N.M. and Gaan S. 2013. Recent developments in flame retardant polymeric coatings. Prog Org Coat., 76, 1642–65. doi:10.1016/j.porgcoat.2013.07.014.
• 16. Lu S.Y. and Hamerton I. 2002. Recent developments in the chemistry of halogen-free flame retardant polymers. Prog Polym Sci., 27, 1661–712.
• 17. Park S.H. and Kim S.H. 2014. Poly(ethylene terephthalate) recycling for hogh value added textiles. 1, 1. doi: 10.1186/s40691–014–0001-x.
• 18. Wang Y., Zhang L., Yang Y. and Cai X. 2015. The investigation of flammability, thermal stability, heat resistance and mechanical properties of unsaturated polyester resin using AlPi as flame retardant. J Therm Anal Calorim. doi:10.1007/s10973–015–4875–7.
• 19. Zhang J., Ji Q., Ping Z., Xia Y., Kong Q. 2010. Thermal stability and flame retardancy mechanism of poly(ethylene terephthalate)/boehmite nanocomposites. Polym Degrad Stab., 95, 1211–8. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2010.04.001.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).