Metody modyfikacji chemicznej powierzchni ziaren recyklatu gumowego oraz wyrobów gumowych prowadzące do poprawy ich adhezji do poliuretanu

Sienkiewicz, M.; Wawrowska, M.; Wiecierzycka, K.; Janik, H.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Metody modyfikacji chemicznej powierzchni ziaren recyklatu gumowego oraz wyrobów gumowych prowadzące do poprawy ich adhezji do poliuretanu

Autorzy

Sienkiewicz M. , Wawrowska M. , Wiecierzycka K. , Janik H.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.elastomery.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Methods of chemical modification of the surface of rubber granulate and rubber goods which are improving their adhesion to polyurethane

Języki publikacji

Abstrakty

W kompozytach poliuretanowo-gumowych słabe oddziaływania fizyczne i chemiczne polarnych osnów poliuretanowych z niepolarnymi cząstkami recyklatów gumowych powodują obniżanie ich wytrzymałości mechanicznej, w miarę zwiększania ilości recyklatu gumowego, który został użyty do ich otrzymania. Problem ten można rozwiązać poprzez modyfikację powierzchni ziaren recyklatu gumowego, na drodze różnego rodzaju procesów chemicznych i fizycznych. Chemiczne metody aktywacji powierzchni ziaren recyklatu gumowego polegają na jego modyfikacji za pomocą różnego rodzaju związków organicznych i nieorganicznych lub szczepieniu na jego powierzchni cząsteczek związków polarnych. Pozwala to na wbudowywanie w powierzchnię gumy grup chemicznych reaktywnych względem grup izocyjanianowych, które obecne są w surowcach wykorzystywanych w syntezie poliuretanów i w konsekwencji zwiększanie oddziaływań fizycznych i chemicznych między ziarnami recyklatu gumowego oraz poliuretanową osnową. W znaczący sposób wpływa to na polepszenie właściwości mechanicznych kompozytowych materiałów poliuretanowo-gumowych oraz rozszerzenie zakresu ich zastosowania. W niniejszym artykule scharakteryzowane zostały chemiczne metody modyfikacji recyklatu gumowego uzyskiwanego w procesie rozdrabniania poużytkowych opon samochodowych oraz sposoby aktywacji powierzchni wyrobów gumowych otrzymywanych z kauczuku SBR, jak również z termoplastycznego kauczuku SBS, z zastosowaniem m.in. kwasu siarkowego(VI), gazowego chloru, kwasu trichloroizocyjanurowego (TCCA), soli sodowej kwasu dichlorocyjanurowego (NaDCC), silanów oraz metakrylanów glicydowych (GMA) i kwasu metakrylowego (MAA). W opisanych pracach udowodniono, że chemiczne metody modyfikacji poprawiają adhezję gumy do poliuretanu.

Weak physical and chemical interactions of polar polyurethane matrices and nonpolar rubber granulate in polyurethane-rubber composites cause a reduction in mechanical properties, while increasing content of rubber granulate. This problem can be solved by modifying the surface of the grains of rubber granulate, by various types of chemical reaction and physical processes. Chemical methods of activating the surface of grain rubber granulate consist of the modification using various kinds of organic and inorganic compounds or implementation of polar compounds on its surface molecules. This allows to incorporate into the rubber surface chemical reactive groups towards isocyanate groups which are present in theraw materials used in the synthesis of polyurethanes and, consequently, an increase of physical and chemical interactions between particles of rubber granulate, and the polyurethane matrix. This significantly affects improvement of the mechanical properties of polyurethane rubber composite and extends their possible applications. This article was described methods of chemical modification of recycled rubber obtained in the process of grinding waste car tires and elastomers obtained from styrene-butadiene rubber (SBR) and thermoplastic block copolymer styrene-butadiene-styrene (SBS), using sulfuric acid, chlorine gas, trichloroisocyanuric acid (TCCA), sodium dichlorocyanuric acid (NaDCC), silane, and glycidyl methacrylate (GMA) or methacrylic acid (MAA). It is clearly shown that the methods of chemical modification of rubber granulate significantly improves the adhesion to polyurethane.

Słowa kluczowe

kompozyty poliuretanowo-gumowe poliuretan kompozyt recyklat gumowy guma kauczuk adhezja poliuretanu i gumy

polyurethane-rubber composites polyurethane composite material rubber granulate vulcanized rubber rubber adhesion of polyurethane and rubber

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników

Czasopismo

Elastomery

Rocznik

2015

Tom

T. 19, nr 3

Strony

26--34

Opis fizyczny

Bibliogr. 72 poz., rys.

Twórcy

autor

Sienkiewicz M.

macsienk@pg.gda.pl

Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, ul. Narutowicza 11/12, Gdańsk

autor

Wawrowska M.

Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, ul. Narutowicza 11/12, Gdańsk

autor

Wiecierzycka K.

Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, ul. Narutowicza 11/12, Gdańsk

autor

Janik H.

Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, ul. Narutowicza 11/12, Gdańsk

Bibliografia

1. Karger-Kocsis J., Meszaros L., Barany T., J. Mater. Sci. 2013, 48, 1, 1–38.
2. Sienkiewicz M., Kucinska-Lipka J., Janik H., Balas A., Waste Manage. (Oxford), 2012, 32, 1742–1751.
3. Januszewicz K., Melaniuk M., Klugmann-Radziemska E., Elastomery, 2010, 14, 2, 10–16.
4. Gieréa R., Smith K., Blackford M., Fuel 2006, 85, 2278–2285.
5. Pipilikaki P., Katsioti M., Papageorgiou D., Fragoulis D., Chaniotakis E., Cem. Concr. Compos. 2005, 27, 843–847.
6. Amari T., Themelis N.J., Wernick I.K., Resour. Policy 1999, 25, 179–188.
7. Akisetty C.K., Lee S.-J., Amirkhanian S.N., Constr. Build. Mater. 2009, 23, 565–573.
8. Presti D.L., Constr. Build. Mater. 2013, 49, 863–881.
9. Liang M., Xin X., Fan W., Sun H., Yao Y., Xing B., Constr. Build. Mater. 2015, 74, 124–131.
10. González V., Martínez-Boza F.J., Navarro F.J., Gallegos C., Pérez-Lepe A., Páez A., Fuel Process. Technol. 2010, 91, 1033–1039.
11. Shu X., Huang B., Constr. Build. Mater. 2014, 67, 217–224
12. Presti D.L., Constr. Build. Mater. 2013, 49, 863–881.
13. Celik O.N., Atis C.D., Constr. Build. Mater. 2008, 22, 1143–1147.
14. Cao W., Constr. Build. Mater. 2007, 21, 1011–1015.
15. Navarro F.J., Partal P., Martínez-Boza F., Gallegos C., Fuel, 2004, 83, 2041–2049.
16. Shu X., Huang B., Constr. Build. Mater. 2014, 67, 217–224.
17. Benazzouk A., Douzane O., Langlet T., Mezreb K., Roucoult J.M., Quéneudec M., Cem. Concr. Compos. 2007, 29, 732–740.
18. Benazzouk A., Douzane O., Langlet T., Mezreb K., Quéneudec M., Cem. Concr. Compos. 2006, 28, 650–657.
19. Bignozzi M.C., Sandrolini F., Cem. Concr. Res. 2006, 36, 735–739.
20. Formela K., Cysewska M., Polimery, 2014, 59, 3, 231–238.
21. Sobhy M.S., Mahdy M.M.M., El-Fayoumi M.A.K., Abdel-Bary E.M., Polym. Test 1997, 16, 349–362.
22. Kim S.W., Park H.Y., Lim J.C., Jeon I.R., Seo K.H., J. Appl. Polym. Sci. 2007, 105, 2396–2406.
23. Ishiaku U.S., Chong C.S., Ismail H., Polym. Test. 2000, 19, 507–521.
24. Seung-Cheol Han, Min-Hyeon Han, J. Appl. Polym. Sci., 2002, 85, 2491–2500.
25. Lima P., Magalhaes da Silva S. P., Oliveira J., Costa V., Polym. Test. 2015, 45, 58–67.
26. Ramarad S., Khalid M., Ratnam C.T, Luqman Chuah A., Rashmi W., Prog. Mater. Sci., 2015, 72, 100–140.
27. Rajeev R.S., De S.K., Rubber Chem. Technol. 2004, 77, 569–578.
28. Sonnier R., Leroy E., Clerc L., Bergeret A., Lopez-Cuesta L.M., Polym. Degrad. Stab. 2006, 91, 2375–2379.
29. Colom X., Carrillo F., Cañavate J., Composites: Part A, 2007, 38, 44–50.
30. Ausias G., Thuillier S., Omne’s B., Wiessner S., Pilvin P., Polymer 2007, 48, 3367–3376.
31. Orrit-Prat J., Mujal-Rosas R., Rahhali A., Marin-Genesca M., Colom-Fajula X., Belana-Punseti J., J. Compos. Mater. 2011, 45, 11, 1233–1243.
32. Ghaisas S.S., Kale D.D, Kim J.G., Jo B.W., J. Appl. Polym. Sci. 2004, 91, 1552–1558.
33. Tipanna M., Kale D.D., Rubber Chem. Technol. 1997, 70, 815–819.
34. Naskar A.K., Bohowmick A.K., De S.K., J. Appl. Polym. Sci., 2002, 84, 622–631.
35. Noriman N.Z., Ismail H., Rashid A.A., Polym. Test. 2010, 29, 200–208.
36. Kaynak C., Celikbilek C., Akovali G., Eur. Polym. J. 2003, 39, 1125–1132.
37. Kaynak C., Sipahi-Saglam E., Akovali G., Polymer 2001, 42, 4393–4399.
38. Bagheri R., Wiliams M.A., Pearson R.A., Polym. Eng. Sci. 1997, 37, 245–251.
39. Magryta J., Elastomery 2011, 15, 5, 7–11.
40. Patent – USA, 6702514, 2004.
41. Patent – USA, 6896964, 2005.
42. Patent – PL, 17589, 2011.
43. Sikora J.W., Ostaszewska U., Elastomery 2010, 14, 2, 17–25.
44. Zhang X., Lu Z., Tian D., Li H., Lu C., J. Appl. Polym. Sci. 2013, 127, 5, 4006–4014.
45. Sorbal M., Samagaio A.J.B., Ferreira J.M.F., Labrincha J.A., J. Mater. Process. Technol. 2003, 142, 427–433.
46. Hong Z., Bo L., Guangsu H., Jia.H., J. Sound. Vib. 2007, 304, 400–406.
47. Makuch J., „Maty wibroizolacyjne we wrocławskich torach tramwajowych” – Materiały XIV Konferencji Naukowo-Technicznej „Drogi Kolejowe 2007”, Poznań-Rosnówko, 19–20.10.2007.
48. Formela K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Elastomery 2011, 15, 4, 26–32.
49. Piszczyk £., Hejna A., Formela K., Danowska M., Strankowski M., Cell. Polym. 2015, 34.2, 45–62.
50. Cachaço A.G., Afonso M. D., Pinto M.L., J. Appl. Polym. Sci. 2013, 129, 2873–2881.
51. Patent – USA, 5055339, 1991.
52. Patent – USA, 5846461, 1998.
53. Koszkul J., „Materiały polimerowe”, WPCz, Częstochowa 1999.
54. Czupryński M., Polimery 2004, 49, 2, 110–113.
55. Acierno D., Ciccarelli I., Romano V., Russo P., Macromol. Symp. 2007, 247, 244–251.
56. Yang H.-S., Kim, D.-J., Lee Y.K., Kim, H.-J., Jeon J.-Y., Kang C.-W., Bioresource Technol. 2004, 95, 61–65.
57. Sułkowski W.W., Danch A., Moczyński M., Radoń A., Sułkowska A., Borek J., J. Therm. Anal. Calorim. 2004, 78, 905–921.
58. Jęczalik J., Elastomery 2005, 9, 3, 19–24.
59. Patent – USA, 4833205, 1989.
60. Patent – USA, 5506283, 1995.
61. Patent – USA, 2004/0030053, 2004.
62. Fuhrmann I., Karger-Kocsis J., J. Appl. Polym. Sci. 2003, 89, 1622–1630.
63. Lawson D.F., Kim K.J., Fitz T.L., Rubber Chem. Technol. 1996, 69, 245–252.
64. Naskar A. K., S. K.De. Bhowmick A. K, Rubber Chem. Technol. 2001, 74, 4, 645–661.
65. Sandip D. Desai, Anurag L. E., Vijay Kumar Sinha, J. Polym. Res. 2003, 10, 141–149.
66. Cepeda-Jiménez C.M., Pastor-Blas M.M., Ferrándiz-Gómez T.P., Martin-Martinez J.M., J. Adhes. Sci. Technol. 2001, 15, 1323–1350.
67. Cepeda-Jiménez C.M., Pastor-Blas M.M., Ferrándiz-Gómez T.P., Martin-Martinez J.M., Int. J. Adhes. Adhes., 2001, 21, 161–172.
68. Pastor-Blas M.M., Martin-Martinez J.M., J. Adhes. 2002, 78, 39–77.
69. Romero-Sánchez M.D., Pastor-Blas M.M., Martin-Martinez J.M., Int. J. Adhes. Adhes. 2001, 21, 325–337.
70. Pastor-Blas M.M., Ferrándiz-Gómez T.P., Martin-Martinez J.M., J. Adhes. Sci. Technol. 2000, 14, 561–581.
71. Romero-Sánchez M.D., Pastor-Blas M.M., Ferrándiz-Gómez T.P., Martin-Martinez J.M, Int. J. Adhes. Adhes., 2001, 21, 101–106.
72. Cepeda-Jiménez C.M., Pastor-Blas M.M., Martin-Martinez, Gottschalk P., J. Adhes. Sci. Technol. 2002, 16, 257–283.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-3992de2f-c14f-4d81-95cb-6beea10bf555