The influence of blowing agents type on foaming process and properties of rigid polyurethane foams

• Autorzy: Kurańska M. , Prociak A. , Michałowski S. , Zawadzińska A.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.10.2

Warianty tytułu

PL

Wpływ rodzaju poroforów na proces spieniania oraz właściwości sztywnych pianek poliuretanowych

• Konferencja: Polyurethanes 2017 – materials friendly to humans and environment (8–11.10. 2017 ; Ustroń, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Rigid polyurethane foams (RPF) were synthesized with the use different type of blowing agents (methylal, isopentane, cyclopentane, mixture of isopentane and cyclopentane, carbon dioxide). The effects of blowing agent type on the foaming process, cellular structure, mechanical properties and changes of thermal conductivity during one year aging are described. As expected, the highest reactivity confirmed by the fastest decrease of the dielectric polarization and highest maximum of temperature was observed for polyurethane system blown with carbon dioxide. A small difference in the reactivity of systems foamed with physical blowing agents was also noticed – the most reactive was composition with cyclopentane. Cellular structure of foams blown by carbon dioxide was characterized by smaller cells size than foams where physical blowing agent were used. The lowest thermal conductivity after 360 days was observed for polyurethane systems foamed with isopentane and mixture of isopentane and cyclopentane. Regardless of the measurement time the highest thermal conductivity was characteristic for the materials blown with water and methylal. The foams with isopentane were characterized by the highest compressive strength.

PL

Sztywne pianki poliuretanowe (RPF) otrzymano z zastosowaniem różnych czynników spieniających (metylal, izopentan, cyklopentan,mieszanina izopentanu i cyklopentanu oraz ditlenek węgla). Analizowano wpływ rodzaju poroforów na proces spieniania, strukturę komórkową pianki, jej właściwości mechaniczne oraz zmiany właściwości termoizolacyjnych w ciągu jednego roku. Jak oczekiwano, największą reaktywnością charakteryzował się system spieniony za pomocą ditlenku węgla, czego potwierdzeniem są: najszybsze zmniejszenie polaryzacji dielektrycznej oraz najwyższa maksymalna temperatura w procesie spieniania. Niewielkie zmiany reaktywności zaobserwowano w wypadku systemów poliuretanowych spienianych z udziałem różnych czynników fizycznych – największą reaktywnością odznaczał się układ z cyklopentanem. Struktura komórkowa pianek otrzymanych z udziałem ditlenku węgla jako czynnika spieniającego charakteryzowała się komórkami o rozmiarach mniejszych niż rozmiary komórek w materiałach piankowych wytworzonych z zastosowaniem fizycznych czynników spieniających. Najmniejszy współczynnik przewodzenia ciepła po upływie 360 dni wykazywały pianki poliuretanowe spieniane za pomocą izopentanu oraz mieszaniny izopentanu i cyklopentanu. Niezależnie od czasu pomiaru największe wartości współczynnika przewodzenia ciepła zaobserwowano w wypadku materiałów piankowych otrzymanych z zastosowaniem wody i metylalu, natomiast największą wytrzymałość mechaniczną wykazywały pianki wytworzone z udziałem izopentanu.

Słowa kluczowe

EN

polyurethane; blowing agents; foaming process; reactivity; cellular structure; physical-mechanical properties

PL

poliuretany; czynniki spieniające; proces spieniania; reaktywność; struktura komórkowa; właściwości fizyczno-mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 10
• Strony: 672--678
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Kurańska M.

• Cracow University of Technology, Department of Chemistry and Technology of Polymers, Warszawska 24, 31-155 Cracow

autor

Prociak A.

• Cracow University of Technology, Department of Chemistry and Technology of Polymers, Warszawska 24, 31-155 Cracow

autor

Michałowski S.

• Cracow University of Technology, Department of Chemistry and Technology of Polymers, Warszawska 24, 31-155 Cracow

autor

Zawadzińska A.

• Cracow University of Technology, Department of Chemistry and Technology of Polymers, Warszawska 24, 31-155 Cracow

Bibliografia

• [1] Kurańska M., Prociak A., Cabulis U. et al.: Industrial Crops and Products 2017, 95, 316. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.10.039
• [2] Marcovich N.E., Kuranska M., Prociak A. et al.: Industrial Crops and Products 2017, 102, 88. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.03.025
• [3] Seo W.J., Jung H.C., Hyun J.C. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2003, 90, 12. http://dx.doi.org/10.1002/app.12238
• [4] Mcculloch A.: Journal of Cellular Plastics 2010, 46, 57. http://dx.doi.org/10.1177/0021955X09349130
• [5] Park D.H., Park G.P., Kim S.H., Kim W.N.: Macromolecular Research 2013, 21, 852. http://dx.doi.org/10.1007/s13233-013-1106-6
• [6] Tang Z., Maroto-Valer M.M., Andresen J.M. et al.: Polymer 2002, 43, 6471. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00602-X
• [7] Ryszkowska J., Auguścik M., Zieleniewska M. et al.: Polimery 2018, 63, 10. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2018.1.2
• [8] Marcovich N.E., Kuranska M., Prociak A. et al.: Polymer International 2017, 66, 1522. http://dx.doi.org/10.1002/pi.5408
• [9] Prociak A., Kuranska M., Cabulis U., Kirpluks M.: Polymer Testing 2017, 59, 478. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2017.03.006
• [10] Kurańska M., Prociak A., Cabulis U., Kirpluks M.: Polimery 2015, 60, 705. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.705
• [11] Prociak A., Rokicki G., Ryszkowska J.: „Materiały poliuretanowe”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
• [12] Kuranska M., Prociak A.: Industrial Crops and Products 2016, 89, 182. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.05.016
• [13] Kuranska M., Prociak A., Kirpluks M., Cabulis U.: Industrial Crops and Products 2015, 74, 849. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.06.006
• [14] Choe K.H., Lee D.S., Seo W.J., Kim W.N.: Polymer Journal 2004, 36, 368. http://dx.doi.org/10.1295/polymj.36.368
• [15] Kurańska M., Prociak A.: “Nano and Biotech Based Materials for Energy Building Efficiency” (Eds. Torgal F.P., Buratti C., Kalaiselvam S., Granqvist C.G., Ivanov V.), Springer International Publishing, Switzerland 2016, pp. 357–373.
• [16] Li X., Cao H., Zhang Y.: Science in China Series B: Chemistry 2006, 49, 363. http://dx.doi.org/10.1007/s11426-006-2007-8
• [17] Kim Y.H., Choi S.J., Kim J.M. et al.: Macromolecular Research 2007, 15, 676. http://dx.doi.org/10.1007/BF03218949
• [18] Han M.S., Choi S.J., Kim J.M. et al.: Macromolecular Research 2009, 17, 44. http://dx.doi.org/10.1007/BF03218600
• [19] Kim S.H., Lim H., Song J.C., Kim B.K.: Journal of Macromolecular Science, Pure and Applied Chemistry 2008, 45, 323. http://dx.doi.org/10.1080/10601320701864260

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).