Zastosowanie promieniowania mikrofalowego do sieciowania układu poli(akrylan sodu)/żel krzemionkowy stosowanego jako spoiwo w masach odlewniczych

• Autorzy: Grabowska B. , Holtzer M.

Warianty tytułu

EN

Application of microwave radiation for crosslinking of sodium polyacrylate/silica gel system used as a binder in foundry sands

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Udowodniono doświadczalnie, że promieniowanie mikrofalowe powoduje usieciowanie układu poliakrylan sodu (PAS)/żel krzemionkowy, potraktowanego w referowanej pracy jako modelowa masa formierska typu poliakrylan (spoiwo polimerowe)/piasek kwarcowy (sypka osnowa). Wyniki analizy spektroskopowej metodami FT-IR i Ramana posłużyły jako podstawa do zaproponowania mechanizmu badanego procesu sieciowania, zgodnie z którym istotną rolę odgrywa aktywowana mikrofalami adsorpcja chemiczna. Prowadzi ona w następstwie do powstawania silnych wiązań wodorowych bądź kowalencyjnych [typu bezwodnikowego lub -C(O)-O-Si] PAS-krzemionka. Sprzyja to polepszeniu właściwości wytrzymałościowych w porównaniu z właściwościami mas formierskich utwardzanych w sposób tradycyjny za pomocą Ca(OH)2 i CO2. Dodatkową zaletę opisanego sposobu utwardzania z zastosowaniem mikrofal stanowi krótki czas (90s) i stosunkowo niska temperatura (150°C) tego procesu.

EN

It was proved experimentally that microwave radiation caused crosslinking of sodium polyacrylate (PAS) / silica gel system, treated in this work as a model molding sand of the type polyacrylate (polymeric binder) / quartz sand (loose matrix). The results of Raman and FT-IR spectroscopic measurements are the base of proposed mechanism of the crosslinking process investigated. According to it, chemical adsorption activated with microwaves plays a significant role. The chemical adsorption leads to formation of strong hydrogen bonds [see equation (1)] or covalent ones [of anhydride type or -C (O)-O-Si, see equations (2) and (3)] PAS - silica. It favors an improvement in tensile properties in comparison with the properties of molding sands hardened traditionally with Ca(OH)2 and CO2. Additional advantages of the hardening method described, with use of microwaves, are short time (90s) and relatively low temperature (150°C) of the process.

Słowa kluczowe

PL

masy formierskie; poliakrylany; żel krzemionkowy; utwardzanie mikrofalami; spektroskopia FTIR; spektroskopia Ramana; mechanizm sieciowania

EN

molding sands; polyacrylates; silica gel; hardening with microwaves; FTIR spectroscopy; Raman spectroscopy; crosslinking mechanism

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 52, nr 11-12
• Strony: 841--847
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Grabowska B.

autor

Holtzer M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• 1. Bortel E.: Environ. Prot. Eng. 1999, 3, 91.
• 2. Czech Z., Loclair H.: Polimery 2005, 50, 64.
• 3. Czech Z.: Polimery 2005, 50, 831.
• 4. Jabbari E., Nozari S.: Europ. Polym. J. 2000, 36, 2685.
• 5. Morley J. G.: The Foundryman 1988, nr 2, 84.
• 6. Fourth Report of Institute Working Group T30: The Foundryman 1995, nr 2, 269.
• 7. Burian A., Kristek J.: Slevarenstvi 1988, 36, nr 10, 408.
• 8. Holtzer M.: Arch. Foundry 2003, 3, nr 9, 189.
• 9. Vermöhlen K., Lewandowski H.: Physicochem. Eng. Aspects 2000, 170, 181.
• 10. Young A. M., Rafeeka S. A., Howlett J. A.: Biomaterials 2004, 25, 823.
• 11. Zieliński W., Rajca A.: "Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych", Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000, str. 321--350.
• 12. Young A. M., Sherpa A., Pearson G., Schottlander B., Waters D. N.: Biomaterials 2000, 21, 1971.
• 13. Sarbak Z.: "Adsorpcja i adsorbenty. Teoria i zastosowanie", Wydawnictwo Naukowe, Poznań 2000, str. 67--81.
• 14. Grabowska B.: Praca doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 2005.
• 15. Grabowska B., Holtzer M.: Acta Metallurgica Slovaca 2001, 7, 56.