Use Thermal Analysis (TG/DTG/DSC) in the Study of Stability (Bio)Polymer Binder

• Autorzy: Grabowska B. , Grabowski G. , Kaczmarska K.

Warianty tytułu

PL

Analiza termiczna (TG/DTG/DSC) w badaniach stabilności spoiw (bio)polimerowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The fragment of investigations related to the thermal stability of new foundry polymer binders with biopolymer fractions is hereby presented. A sample of the foundry binding agent BioCo1, in a form of two-component polymer composition consisting of a modified biopolymer (polysaccharide) and a synthetic polymer (acrylic polymer), was subjected to the thermal analysis. Methods of thermal analyses (TG/DTG/DSC) were applied in investigations in order to perform the thermal degradation process of the tested BioCo1 binder sample by establishing thermal effects of transformations, structural changes and masses - occurring during its heating. Examinations were performed in the temperature range: -100–600 °C. It was found that the degradation process starts at a temperature app. 130 °C. The binding agent behaviour at increased temperatures is important in relation to the process of the moulding sand mould (with BioCo1 fraction) pouring with liquid metal.

PL

Przedstawiono wycinek badań związanych z określeniem termicznej stabilności nowych odlewniczych spoiw polimerowych z udziałem biopolimerów. Poddano analizie termicznej próbkę spoiwa odlewniczego BioCo1 w postaci dwuskładnikowej kompozycji polimerowej złożonej z modyfikowanego biopolimeru (polisacharydu) i polimeru syntetycznego (polimeru akrylowego). W badaniach wykorzystano metody analizy termicznej (TG/DTG/DSC) w celu przeprowadzenia procesu degradacji termicznej badanej próbki spoiwa BioCo1 poprzez ustalenie efektów cieplnych przemian zachodzących podczas jego ogrzewania, zmian strukturalnych oraz masy. Badania prowadzono w zakresie temperatury -100 – 600 °C. Ustalono, że proces degradacji rozpoczyna się od temperatury 130 °C. Przeprowadzona analiza termiczna spoiwa ma istotne znaczenie w odniesieniu do procesu zalewania ciekłym metalem formy z masy odlewniczej wiązanej spoiwem BioCo1.

Słowa kluczowe

EN

innovative foundry material; innovative foundry technology; polymer binder; foundry sand; thermal analysis; TG/DTG/DSC; thermal degradation

PL

innowacyjny materiał odlewniczy; innowacyjna technologia odlewnicza; spoiwo polimerowe; masa formierskia; analiza termiczna; TG/DTG/DSC; degradacja termiczna

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, iss. 3 spec.
• Strony: 31--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Grabowska B.

• AGH - University of Science and Technology, Department of Casting Process Engineering, Faculty of Foundry Engineering, Reymonta 23 St, 30-059 Krakow, Poland

autor

Grabowski G.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Material Engineering and Ceramics, 30 Mickiewicza St., Krakow, Poland

autor

Kaczmarska K.

• AGH - University of Science and Technology, Department of Casting Process Engineering, Faculty of Foundry Engineering, Reymonta 23 St, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Singh, B., Sharma, N. (2008). Mechanistic implications of plastic degradation. Polymer Degradation and Stability, 93, p. 561-584.
• [2] Pielichowski, J., Pielichowski, K., (1995), Application of thermal analysis for the investigation of polymer degradation process, Journal of Thermal Analysis, vol. 43, p. 505-508.
• [3] Pielichowski, K., Njuguna, J. (2005). Thermal degradation of polymeric materials, Rapra Technology, United Kingdom.
• [4] Lattimer, R.P. (2003). Pyrolysis mass spectrometry of acrylic acid polymers, Journal Analytical Applied Pyrolysis, 68-69, p. 3-14.
• [5] Jandura, P., Riedl, B. & Kokt, B.V. a, (2000). Thermal degradation behavior of cellulose fibers partially esterified with some long chain organic acids. Polymer Degradation and Stability Volume 70 (3), 387–394.
• [6] Vallés, Lluch, 1A. Martı́nez, Felipe, 1A. Ribes, Greus, 1A. Cadenato, X., Ramis, J.M., Salla, J.M. Morancho Thermal Analysis Characterization of the Degradation of Biodegradable Starch Blends in Soil, DOI 10.1002/app.21428.
• [7] Hirokazu, Morita. (1956). Characterization of Starch and Related Polysaccharides by Differential Thermal Analysis, Anal. Chem., 28 (1), 64–67. DOI: 10.1021/ac60109a019.
• [8] Grabowska, B., Holtzer, M., Górny, M., Dańko, R., Grabowski, G. (2011). Microstructure and properties of test casting of cast iron made in moulding sands with the BioCo2 binder, Archives of Foundry Engineering, 11, p. 47–50.
• [9] Grabowska, B., Holtzer, M., Eichholz, S., Hodor, K., Bobrowski, A. (2011). Thermal analysis of a sodium salt of the maleic acid-acrylic acid copolymer used as a polymeric binder, Polimery, t. 56, no. 2, p. 62–66.
• [10] Grabowska, B. (2010). Examining the thermal degradation of polymer binders using FTIR spectroscopy, Archives of Foundry Engineering, 10 (4), 43–46.
• [11] Grabowska, B. (2013). New polymer binders in form of aqueous compositions with poly(acrylic acid) or his salts and modified biopolymer for foundry practice applications. Kraków: Wydawnictwo Naukowe AKAPIT (in Polish).
• [12] Grabowska, B., Holtzer, M., Eichholz, S., Hodor, K., Olejnik E. (2012). Thermal Analysis of the Composition of Poly(Acrylic Acidy/Carboxymethylstarch Used as a Polymeric Binder, Supplemental Proceedings: Materials Processing and Interfaces, TMS, 1, 231–238. DOI: 10.1002/9781118356074.ch31.
• [13] Grabowska, B., Pilch-Pitera, B., Kaczmarska, K., Trzebicka, B., Mendrek, B. (2013). Studies on the stability of new binder for foundry on the example of water soluble composition of poly (acrylic acid)/sodium carboxymethyl starch „Chemia – tradycja i nowe wyzwania”, 56. zjazd naukowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego i Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Siedlce, 16–20 września 2013 / Warszawa: PTCh, 481.(in Polish).