Struktura i właściwości termiczne nanokompozytów epoksydowych z antypirenami

• Autorzy: Ryszkowska J. , Jurczyk-Kowalska M. , Waśniewski B.

Warianty tytułu

EN

Structure and thermal properties of epoxy resins nanocomposites with flame retardants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kompozyty są stosowane w lotnictwie, budowie okrętów, budownictwie, transporcie lądowym i innych aplikacjach dlatego muszą spełniać ostre wymagania dotyczące palności. Żywice epoksydowe są często stosowane jako osnowa kompozytów, których odporność na działanie ognia zależy często od stabilności termicznej epoksydów. Znanych jest wiele metod wytwarzania trudnopalnych żywic epoksydowych. Obok metod chemicznych modyfikacji budowy żywic epoksydowych popularne są także metody fizyczne związane z wprowadzanie antypirenów. Nanokompozyty polimerowe zawierające krzemiany mają wiele unikatowych właściwości w porównaniu z konwencjonalnymi napełnianymi polimerami, często wykazują podwyższoną odporność termiczną. Zmiana właściwości termicznych nanokompozytów z krzemianami zależy od rodzaju kompozycji do której są dodawane. Dotychczas mechanizm podwyższania odporności na działanie ognia z zastosowaniem nanonapełniaczy nie jest wyjaśniony, dlatego problem ograniczenia palności różnych polimerów epoksydowych nadal pozostaje nierozwiązany. Stosowanie krzemianów jako napełniaczy jest przyjazne środowisku, dlatego badania nad ich stosowaniem są kontynuowane. W ostatnim okresie podejmowane są próby stosowania jako antypirenów innych materiałów, które dotychczas były wprowadzane do polimerów w postaci cząstek o rozmiarach mikrometrycznych. Celem tych badań jest między innymi ograniczenie ilości wprowadzanych do polimerów napełniaczy, co jest szczególnie istotne ze względu na konieczność zmniejszania masy materiałów stosowanych do wytwarzania części pojazdów i samolotów. Celem przedstawianej pracy jest określenie możliwości ograniczenia palności żywicy epoksydowej o niskiej lepkości. Żywice te są stosowane do wytwarzania kompozytów technologią ,,na zimno".

EN

Stringent fire regulations govern the use of composites in aircraft, ships, buildings, land transport and other applications. Epoxy resin have been extensively used in composite materials and as adhesives. For meeting some application requirements, several approaches have been utilized to enhance the thermal properties of epoxy resins. Imparting flame retardance into epoxy resins has received a lot of attention. The thermal properties of cured epoxies are determined by the structure of epoxy, cross-linking density and the functionality of epoxy and curing agent [6÷8]. Polymer-clay nanocomposites have unique properties when compared to conventional filled polymers and often exhibit increased thermal stability. The effect of the addition of nanoparticles on thermal properties has shown a variety of behaviours, depending on the system used. The technique of thermogravimetric analysis (TGA) and cone calorimetric measurements are often applied to investigate the degradation resistance to heat of such materials. However, the mechanism of improved flame retardation is still not clear. The major benefits of the use of clay as a flame retardation additive is that the filler is more environmentally friendly compared to the commonly used flame retardants. However the clay strategy is not sufficient to meet the strict requirements for most of its application in aircraft, and transportation industry, the use of clay for improved flammability performance may allow the removal of significant portion of flame retardants. The addition of functional additives such as flame retardants is the most important, on going requirements in the transportation industries. The aim of this work is to specify the possibilities of reducing the flammability of epoxy resin of low viscosity. These resin are used to manufacture composite using “cold” technology.

Słowa kluczowe

PL

własności termiczne; nanokompozyty epoksydowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 6
• Strony: 1319--1322
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ryszkowska J.

autor

Jurczyk-Kowalska M.

autor

Waśniewski B.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Mouritz A. P., Mathys Z., Gibson A. G.: Heat release of polymer composites in fire, Composites: Part A 37 (2006) 1040–1054
• [2] W u. C. S., Liu Y. L., Chiu Y. C., Chiu Y. S.: Thermal stability of epoxy resin containing flame retardant components: an evaluation with thermogravimetric analysis, Polymer Degradation and Stability 78 (2002) 41–48
• [3] W ang C. S, Shieh J. Y.: Synthesis and properties of epoxy resins containing bis (3-hydroxyphenyl) phosfate, European Polymer Journal 36 (2000) 443–452
• [4] Kicko-Walczak E., Jankowski P.: Wpływ bezhalogenowej modyfikacji żywic epoksydowych na poziom uniepalnienia, Polimery 50 (2005) 860–867
• [6] Su W. F., Lee Y. C., Pan W. P.: Thermal properties of phthalic anhydride- and phenolic resin-cured rigid rod epoxy resins, Thermochimica Acta 392–393 (2002) 395–398
• [7] Su W. F., Fu Y. C., Pan W. P.: Thermal properties of high refractive index epoxy resin system, Thermochimica Acta 392–393 (2002) 385–389
• [8] Duann Y. F., Liu T.M., Cheng K. C., Su W. F.: Thermal stability of some naphthalene- and phenyl-based epoxy resins, Polymer Degradiation and Stability 84 (2004) 305–310
• [9] Dyakonov T., Mann P. J., Yan C., Stevenson W. T. K.: Thermal analysis of some aromatic amine cured model epoxy resin systems–II: Residues of degradiation, Polymer Degradiation and Stability 54 (1996) 67–83
• [10] Atta A. M., Shaker N. O., Maysour N. E.: Influence of the molecular structure on the chemical resistivity and thermal stability of cured Schiff base epoxy resins, Progress in Organic Coatings 56 (2006) 100–110
• [11] Varma I. Y: Effect of structure on thermal behavior of phosphorus containing addition polyimides and epoxy resin, Mat Res Innovat 4 (2001) 306–310,
• [12] Su W. F., Huang H. W., Pan W. P.: Thermal properties of ridig rod epoxies cured with diaminodiphenylsulfone and dicyandiamide, Thermochimica Acta 392–393 (2002) 391–394
• [13] Ananda Kumar S., Sankara Narayanan T. S. N.: Thermal properties of siliconized epoxy interpenetrating coatings, Progress in Organic Coatings 45 (2002) 323–330
• [14] W u C. S., Liu Y. L., Chiu Y. S.: Epoxy resins possessing flame retardant elements from silicon incorporated epoxy compounds cured with phosphorus, Polymer 43 (2002) 4277–4284
• [15] Ashok Kumar A., Alagar M., Rao R. M. V. G. K.: Synthesis and characterization of siliconized epoxy-1,3-bis (maleimido) benzene intercrosslinked matrix materials, Polymer 43 (2002) 693–702
• [16] Dinakaran K., Alagar M., Suresh Kumar R.: Preparation and characterization of bismaleimide/1,3-dicyanatobenzene modified epoxy intercrosslinked matrices, European Polymer Journal 39 (2003) 2225–2233
• [17] W ang C. S., Lee M. C.: Synthesis and properties of epoxy resins containing 2-(6-oxid-6H-dibenz(c,e)(1,2) oxaphosphorin-6-yl) 1,4-benzenediol (II), Polimer 41 (2000) 3631–3638
• [18] J eng R. J., Shau S. M., Lin J. J., Su W. C., Chiu Y. S.: Flame retardant epoxy polymers based on all phosphorus-containing components, European Polimer Journal 38 (2002) 683–693
• [19] Levchik S., Piotrowski A., Weil E., Yao Q.: New developments in flame retardanty of epoxy resins, Polymer Degradiation and Stability 88 (2005) 57–62
• [20] Liu Y. L.: Flame-retardant epoxy resins from novel phosphorus-containing novolac, Polymer 42 (2001) 3445–3454
• [21] Anna P., Marosi G., Boubigot S., Bras M. L., Delobel R.: Intumenscent flame retardant systems of modified rheology, Polymer Degradation and Stability, 77 (2002) 243–247
• [22] W eil E. D., Levchik S. V.: A Review of Current Flame Retardant Systems for Epoxy Resins, Journal of Fire Sciences, 22 (2004) 25–40
• [23] Levchik S. V., Weil E. D.: Thermal decomposition, combustion and flameretardancy of epoxy resin, Polymer International, 53 (2004) 1901–1929
• [24] H orold S.: Phosphourus flame retardants in thermoset resins, Polymer Degradation and stability 64 (1999) 427–431
• [25] Schacker O., Wanzke W.: Compounding with ammonium polyphosphate-based flame retardants, Plastics Additives & Compounding 4 (2002) 28–33
• [26] Mauerer O.: New reactive, halogen-free flame retardant system for epoxy resins, Polymer Degradiation and Stability 88 (2005) 70–73
• [27] G ilman J. W.: Flammability and thermal stability studies of polymer layeredsilicate (clay) nanocomposites, Appl Clay Sci 15 (1999) 31–39
• [28] Mai Y. W., Z. Z Yu: Polymer nanocomposites, Woodhead Publ. Limited, Cambrige England, 2006
• [29] G uo B., Jia D., Cai C.: Effects of organo-montmorillonite dispersion on thermal stability of epoxy resin nanocomposites, European Polymer Journal 40 (2004) 1743–1748