Unsaturated polyester/montmorillonite nanocomposites prepared by in situ intercalative copolyaddition

• Autorzy: Kędzierski M. , Penczek P.

Warianty tytułu

PL

Nanokompozyty nienasycony poliester/montmorylonit otrzymywane metodą interkalacyjnej poliaddycji in situ

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

New approach to the synthesis of unsaturated polyester/clay nanocomposites is described. Various forms of organically modified montmorillonite (OMMT) were introduced in situ during the copolyaddition of epichlorohydrin, maleic anhydride and phthalic anhydride. The catalytic effect of OMMT containing quaternary ammonium ions was observed. The introduction of clay leads to the increase in softening temperature, as well as melt or solution viscosity of unsaturated polyester. Cured unsaturated polyester/clay compositions exhibit increased hardness and heat resistance and, in some cases, decreased flammability. The best properties, including limiting oxygen index (LOI) values in the range of 27-29 %, were obtained for the compositions with OMMT functionalized with hydroxyl group. In that case, covalent bonds between clay surface and unsaturated polyester are likely to be formed. The dispersion of OMMT in the polyester matrix in form of exfoliated nanocomposite was indicated by X-ray diffraction study.

PL

Nienasycone poliestry (UP) otrzymywano w reakcji epichlorohydryny i propano-1,2-diolu z bezwodnikiem maleinowym i ftalowym prowadzonej w obecności modyfikowanego organicznie montmorylonitu (OMMT). Zastosowano sodową pochodną MMT (MMT-Na), handlowe OMMT zawierające czwartorzędowe jony amoniowe pochodzące z alkiloamin o długich łańcuchach (C15A) bądź z alkiloamin z końcowymi grupami hydroksylowymi (C30B), a także uzyskany we własnym zakresie produkt reakcji MMT-Na z kwasem aminododekanowym (MMT-ADA) (tabela 1). Zaobserwowano, że OMMT zawierające czwartorzędowe jony amoniowe wykazują katalityczny wpływ na proces kopoliaddycji. Dodatek OMMT powoduje podwyższenie temperatury mięknienia i zwiększenie lepkości [w masie (rys. 2) oraz w roztworach styrenowych] powstających poliestrów (tabela 2). Utwardzone kompozyqe UP-styren zawierające OMMT charakteryzują się zwiększoną twardością i odpornością cieplną (HDT) (tabela 3). Poliestry modyfikowane montmorylonitem C30B wykazują również zmniejszoną palność (wskaźnik tlenowy - LOI). Zmiany te świadczą o przebiegającej w toku poliaddycji interkalacji OMMT. Na podstawie widm FT-IR stwierdzono chemiczne związanie MMT-ADA z UP (rys. 3). Analiza metodą rentgenowskiej dyfraktometrii proszkowej kompozycji nienasyconego poliestru z C30B (rys. 4) wskazuje na możliwość tworzenia się struktury typu eksfoliowanego nanokompozytu.

Słowa kluczowe

EN

unsaturated polyesters; organically modified montmorillonite; nanocomposites; in situ intercalative copolyaddition; functional properties

PL

poliestry nienasycone; montmorylonit modyfikowany organicznie; nanokompozyty; poliaddycja interkalacyjna in situ; właściwości użytkowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 49, nr 11-12
• Strony: 801--805
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kędzierski M.

• Industrial Chemistry Research Institute, Department of Polyester and Epoxy Resins, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Penczek P.

• Industrial Chemistry Research Institute, Department of Polyester and Epoxy Resins, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

Bibliografia

• 1. Le Baron P. c., Wang Z., Pinnavaia T. J.: Appl. Clay Sci. 1999,15,11.
• 2. Alexandre M., Dubois P.: Mater. Sci. Eng. 2000,28, l.
• 3. Biswas M., Ray S. S.: Adv. Polym. Sci. 2001, 15, 170.
• 4. Ray S. S., Okamoto M.: Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1539.
• 5. Nour M. A: Polimery 2002, 47, 326.
• 6. Kacperski M.: Polimery 2002, 47, 801.
• 7. Kacperski M.: Polimery 2003, 48, 85.
• 8. Kornmann X., Berglund L. A, Skerte J., Giannelis E. P.: Polym. Eng. Sci. 1998,38, 1351.
• 9. Oleksy M., Galina H.: Polimery 1999, 34, 430; ibid. 2000,45,541.
• 10. Suh D. J., Lim Y. T., Park O. O.: Polymer 2000, 41, 8557.
• 11. Bharadwaj R. K, Mehrabi A R., Hamilton c., Trujillo C., Murga M., Fan R., Chavira A, Thompson A K: Polymer 2002,43,3699 .
• 12. Kim H. G., Oh D. H., Lee H. B., Min K E.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 92, 238.
• 13. Kicko-Walczak K,-Kmsowska-Wolkowicz Z., Szilke B.: Polimery 1975, 20,421.
• 14. Fischer R. F.:]. Polym. Sci. 1960,44,155.
• 15. Klosowska-Wolkowicz Z., Kicko-Walczak E.: Polimery 1982, 27, 18.