Structure and properties of self-extinguishing rigid polyurethane foam with inorganic filler

• Autorzy: Szymiczek Małgorzata , Sarraj Sara , Chomiak Monika , Chmielnicki Błażej , Gajlewicz Izabela

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2024.4.1

Warianty tytułu

PL

Struktura i właściwości samogasnącej sztywnej pianki poliuretanowej z napełniaczem nieorganicznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study examined the influence of selected inorganic fillers (5 and 10% by mass) on the foaming process, physicochemical properties, and structure of self-extinguishing polyurethane foam (density of approx. 35 kg/m3) obtained by reacting polyol with isocyanate (100:110). The filler used was bentonite (B), lamellar graphite (G), dendritic copper (Cu), aluminum oxide (Al2O3) and silicon carbide (SiC) and Al2O3/SiC mixture (1:1). Stereoscopic microscopy was used to determine the structure. The functional properties were examined based on density, water absorption and fire resistance. The course of the foaming reaction depends on the content, type and physicochemical properties of the filler. The addition of bentonite increases water absorption and Al2O3 reduces flammability of the foam.

PL

W pracy zbadano wpływ wybranych napełniaczy nieorganicznych (5 i 10 % mas.) na proces spieniania, właściwości fizykochemiczne i strukturę samogasnącej pianki poliuretanowej (gęstość ok. 35 kg/m3), którą otrzymano w wyniku reakcji poliolu z izocyjanianem (100:110). Jako napełniacza użyto bentonitu (B), grafitu o budowie lamelarnej (G), miedzi o strukturze dendrytycznej (Cu), tlenku glinu (Al2O3) i węglika krzemu (SiC) oraz mieszaninę Al2O3/SiC (1:1). Do oceny struktury stosowano mikroskopię stereoskopową. Właściwości użytkowe oceniano na podstawie gęstości, absorpcji wody i odporności na ogień. Przebieg reakcji spieniania zależy od zawartości, rodzaju i właściwości fizykochemicznych napełniacza. Dodatek bentonitu zwiększa absorpcję wody, a Al2O3 zmniejsza palność pianki.

Słowa kluczowe

EN

polyurethane foam; inorganic filler; dispersion; water absorption; flammability

PL

pianka poliuretanowa; napełniacz nieorganiczny; dyspersja; absorpcja wody; palność

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 69, nr 4
• Strony: 211--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szymiczek Małgorzata

• Silesian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Theoretical and Applied Mechanics, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5574-6545

autor

Sarraj Sara

• Silesian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Theoretical and Applied Mechanics, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1691-884X

autor

Chomiak Monika

• Silesian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Theoretical and Applied Mechanics, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4346-752X

autor

Chmielnicki Błażej

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Engineering of Polymer Materials and Dyes, ul. Marii Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Torun, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9793-9695

autor

Gajlewicz Izabela

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Engineering of Polymer Materials and Dyes, ul. Marii Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Torun, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3558-1274

Bibliografia

• [1] https://www.precedenceresearch.com/polyurethane-foam-market, (access date 8.03.2024)
• [2] Ates M., Karadag S., Eker A.A. et al.: Polymer International 2022, 71(10), 1157. https://doi.org/10.1002/pi.6441
• [3] Millls N: “Polymer Foam Handbook: engineering and biomechanics and design guide”, Elsevier Science, Oxford 2007, p. 19.
• [4] Pat. EUR 1 735 365 (2008).
• [5] Kurańska M., Prociak A., Mikelis K. et al.: Composites Science and Technology 2013, 75, 70. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2012.11.014
• [6] Andersons J., Modniks J., Kirpluks M., et al.: Engineering Fracture Mechanics 2022, 269, 108565. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2022.108565
• [7] Ciecierska E., Jurczyk-Kowalska M., Bazarnik P. et al.: Composite Structures, 2016, 140, 67. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.12.022
• [8] Hawkins M.C., O′Toole B., Jackovich D.: Journal of Cellular Plastics 2005, 41(3), 267. https://doi.org/10.1177/0021955X05053525
• [9] Ridha M., Shim V.P.W.: Experimental Mechanics 2008, 48, 763.https://doi.org/10.1007/s11340-008-9146-0
• [10] Andersons J., Kirpluks M., Cabulis U.: Materials 2020, 13(12), 2725. https://doi.org/10.3390/ma13122725
• [11] Sarier N., Onder E.: Thermochimica Acta 2010, 510(1–2), 113. https://doi.org/10.1016/j.tca.2010.07.004
• [12] Prociak A., Kurańska M., Cabulis U. et al.: Industrial Crops and Products 2018, 120, 262. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.04.046
• [13] Li X., Basso M.C., Fierro V. et al.: Maderas. Ciencia y tecnología 2012, 14(3), 257. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2012005000001
• [14] Ye L., Meng X., Ji X. et al.: Polymer Degradation and Stability 2009, 94(6), 971. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.03.016
• [15] Fournier D., De Geest B.G., Du Prez F.E.: Polymer 2009, 50(23), 5362. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2009.09.047
• [16] Wu N., Niu F., Lang W. et al.: Materials and Design 2019, 181, 107929. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107929
• [17] Bhoyate S., Ionescu M., Kahol P. et al.: Industrial Crops and Products 2018, 123, 480. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.07.025
• [18] Zarzyka I., Pacześniak T., Frącz W.: Journal of Cellular Plastics 2020, 57(4). https://doi.org/10.1177/0021955X20943093
• [19] Zhang C., Tong X., Deng C. et al.: Journal of Cellular Plastics 2020, 56(3), 279.https://doi.org/10.1177/0021955X19864374
• [20] Leszczyńska M., Ryszkowska J., Szczepkowski L.: Polimery 2020, 65(10), 728. https://doi.org/10.14314/polimery.2020.10.8
• [21] Zhang Q., Lin X., Chen W. et al.: Polymers 2020, 12(1), 107. https://doi.org/10.3390/polym12010107
• [22] Thangamuthu M., Hsieh K.Y., Kumar P.V. et al.: International Journal of Molecular Sciences 2019, 20(12), 2975. https://doi.org/10.3390/ijms20122975
• [23] Xu Z., Tang X., Zheng J.: Polymer-Plastics Technology and Engineering 2008, 47(11), 1136. https://doi.org/10.1080/03602550802391607
• [24] Hejna A.: Materials 2021, 14(17), 4826. https://doi.org/10.3390/ma14174826
• [25] Somdee P., Ansari M.A., Szabo T. et al.: Heliyon 2023, 9(4), e15571. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e15571
• [26] Wang J., Zhang C., Deng Y. et al.: Polymers 2022, 14(21), 4586. https://doi.org/10.3390/polym14214586
• [27] Gu R., Konar, S., Sain, M.: Journal of the American Oil Chemists’ Society 2012, 89(11), 2103. https://doi.org/10.1007/s11746-012-2109-8
• [28] Noureddine B., Zitouni S., Achraf B. et al.: Applied Sciences 2022, 12(4), 2206. https://doi.org/10.3390/app12042206