Wpływ dodatku materiału biodegradowalnego jako komponentu dwuskładnikowego spoiwa odlewniczych mas formierskich i rdzeniowych na właściwości spoiwa oraz mas z jego zastosowaniem

• Autorzy: Major-Gabryś K. , Grabarczyk A. , Dobosz S. M. , Drożyński D.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2016.27

Warianty tytułu

EN

Effect of a biodegradable addition as a binary binder component for cast moulding and core sands on the properties of the binder and the sands

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Rosnące wymagania dotyczące emisji substancji szkodliwych zmuszają przemysł odlewniczy do poszukiwania nowych, bardziej przyjaznych dla środowiska rozwiązań. Do rozwiązań takich mogą należeć: technologie sporządzania mas formierskich i rdzeniowych z zastosowaniem organicznych materiałów biodegradowalnych jako spoiw. Należy jednak pamiętać, że nowe technologie muszą zapewnić wysokie właściwości technologiczne mas formierskich i rdzeniowych. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań nowych dwuskładnikowych spoiw formierskich, w których część powszechnie stosowanej w praktyce odlewniczej żywicy fenolowo-furfurylowej zastąpiono materiałem biodegradowalnym w postaci polikaprolaktonu (PCL). W artykule przedstawiono badania wpływu materiału biodegradowalnego jako komponentu nowego dwuskładnikowego spoiwa na degradację termiczną spoiwa, jego lepkość oraz na wybrane właściwości technologiczne badanych mas z zastosowaniem nowego spoiwa, w tym ich deformację cieplną oraz elastyczność w temperaturze otoczenia. Przeprowadzone badania wykazały, że zastąpienie w spoiwie części żywicy fenolowo-furfurylowej materiałem biodegradowalnym PCL nie wpływa na degradację termiczną nowego spoiwa, zwiększa natomiast jego lepkość. Masy z zastosowaniem dwuskładnikowego spoiwa charakteryzują się zbliżonymi właściwościami technologicznymi do mas zawierających tylko żywicą fenolowo-furfurylową.

EN

The increasing requirements concerning the emission of hazardous substances force the casting industry to search for new, more environment-friendly solutions. Such solutions may include technologies of developing moulding and core sands with the use of organic biodegradable materials as binders. We should, however, remember that the new technologies must ensure high technological properties of the moulding and core sands. This article presents the results of investigations of new binary moulding binders, where part of the phenol-furfuryl resin commonly applied in casting, was replaced by a biodegradable material in the form of polycaprolactone (PCL). The article discusses the investigations of the effect of the biodegradable material as a component of a new binary binder on the thermal degradation of the binder, its viscosity as well as the selected technological properties of the examined moulding sands, including their thermal deformation and elasticity at ambient temperature. The performed examinations showed that replacing a part of the phenol- furfuryl resin in the binder with the PCL biodegradable material does not affect the thermal degradation of the new binder, while increasing its viscosity. The moulding mixtures with the applied binary binder are characterized by similar technological properties to the moulding sands with the phenol-furfuryl resin only.

Słowa kluczowe

PL

ochrona środowiska; innowacyjne materiały i technologie odlewnicze; masy formierskie; spoiwa; żywica furfurylowa; materiał biodegradowalny

EN

environment protection; innovative casting materials and technologies; moulding sands; binders; furfuryl resin; biodegradable material

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 56, no. 4
• Strony: 391--399
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Major-Gabryś K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Grabarczyk A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Dobosz S. M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Drożyński D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

Bibliografia

• 1. Holtzer M. 2001. Gospodarka odpadami i produktami ubocznymi w odlewniach. Kraków: Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH.
• 2. Gröning P., S. Schreckenberg, K. Jenrich. 2015. „Herstellung von hochkomplexen Zylinderkurbelgehäusen”. Giesserei 102 (1) : 42−47.
• 3. Choi E.-J., J.-K. Park. 1996. „Study on biodegradability of PCL/SAN blend using composting method”. Polymer Degradation and Stability 52 (3) : 321−326.
• 4. Scott G. 2001. Environmentally degradable polyolefins: When, why and how. W Expert Group Meeting on Environmentally Degradable Plastics, Present Status and Perspectives, 37−48. Trieste: ICS-UNIDO.
• 5. Scott G. 2000. „’Green’ polymers”. Polymer Degradation and Stability 68 (1) : 1−7.
• 6. Wiles D.M., G. Scott. 2006. „Polyolefins with controlled environmental degradability”. Polymer Degradation and Stability 91 (7) : 1581−1592.
• 7. Shah A.A., F. Hasan, A. Hameed, S. Ahmed. 2008. „Biological degradation of plastics: A comprehensive review”. Biotechnology Advances 26 (3) : 246−265.
• 8. Iwamoto A., Y. Tokiwa. 1994. „Enzymatic degradation of plastics containing polycaprolactone”. Polymer Degradation and Stability 45 (2) : 205−213.
• 9. Eastmond G.C. 2000. „Poly(ε-caprolactone) Blends”. Advances in Polymer Science 149 : 59−222. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag.
• 10. Major-Gabryś K. 2016. Odlewnicze masy formierskie i rdzeniowe przyjazne dla środowiska. Gliwice: Wydawnictwo Archives of Foundry Engineering, Komisja Odlewnictwa PAN Katowice.
• 11. Major-Gabryś K., S.M. Dobosz, D. Drożyński, J. Jakubski. 2015. „The compositions: Biodegradable material – typical resin, as moulding sands’ binders”. Archives of Foundry Engineering 15 (1) : 35−40.
• 12. Major-Gabryś K., A. Grabarczyk, S.M. Dobosz, J. Jakubski. 2016. „New Bicomponent Binders for Foundry Moulding Sands”. Metalurgija 55 (3) : 385−387.
• 13. Hutera B. 2003. „Wpływ temperatury na lepkość wybranego spoiwa odlewniczego”. Archives of Foundry Engineering 3 (9) : 203−208,
• 14. Grabarczyk A., S.M. Dobosz, K. Major-Gabryś, J. Jakubski, J. Morek. 2015. „Elastyczność – nowe kryterium oceny jakości mas formierskich”. Archives of Foundry Engineering 15 (sp. is. 4) : 39−42.
• 15. Dobosz S.M. et al. 2017. „Elasticity of moulding sands – a method of reducing core cracking”. Archives of Foundry Engineering 17 (artykuł w druku).

Uwagi

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