Zastosowanie techniki Py-GC/MS do analizy spoiw odlewniczych: alkaliczna żywica typu rezolowego

• Autorzy: Roczniak A. , Holtzer M. , Kmita A.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2017.03

Warianty tytułu

EN

The use of Py-GC/MS (pyrolysis/gas chromatography/mass spectroscopy) in the analysis of foundry binders: alkaline phenolic resol resin

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule zamieszczono wyniki pirolizy żywicy, utwardzacza oraz utwardzonej żywicy stosowanych w technologii ALPHASET. Jest to alkaliczna żywica fenolowa typu rezolowego utwardzana mieszaniną estrów. Pirolizę prowadzono w temperaturze 900°C w atmosferze helu. Do identyfikacji produktów pirolizy zastosowano technikę chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (Py-GC/MS). Produktami pirolizy żywicy nieutwardzonej były głównie pochodne metylowe fenolu i benzenu, natomiast wśród produktów pirolizy utwardzonej żywicy, poza tymi związkami, występowały też substancje pochodzące z utwardzacza (estry). Jako produkt pirolizy utwardzacza zidentyfikowano aceton, który pochodził z rozkładu węglanu propylenu.

EN

The article presents the results of the pyrolysis of resin, the fast hardener as well as cured resin used in the ALPHASET technology. It is an alkaline phenolic resin of the resol type cured with an ester mixture. The pyrolysis was performed at 900°C in an atmosphere of helium. For the identification of the pyrolysis products, the technique of gas chromatography combined with mass spectrometry (Py-GC/MS) was applied. The products of the uncured resin pyrolysis were mainly methyl derivatives of phenol and benzene, whereas the products of the cured resin pyrolysis, beside these compounds, also included substances derived from the hardener (esters). Acetone was identified as the product of the pyrolysis hardener, which originated from the decomposition of propylene carbonate.

Słowa kluczowe

PL

piroliza; Py-GC/MS; żywica fenolowa rezolowa; estry; masy formierskie

EN

pyrolysis; Py-GC/MS; phenolic resol resin; esters; moulding sands

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 57, no. 1
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Roczniak A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, Pracownia Ochrony Środowiska, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Holtzer M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, Pracownia Ochrony Środowiska, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Kmita A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Akademickie Centrum Materiałów i Nanotechnologii (ACMiN), al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska

Bibliografia

• 1. „Continued co-engineering for environmental best practice”. 2010. Foundry Trade Journal 184 (3678) : 244−245.
• 2. Benz N., K. Froberg. 2003. „Ecofreiendly Cold – Hardening Furane Resin with a Content of Free Alkohol under 25%”. Liteinoe Proizvodstvo (6) : 15−19.
• 3. Jin X. 2005. „An Investigation of the Abnormal Structure at the Surface Layer of Nodular Iron Castings Produced by Furan Resin Bonded and Sulfonic Acid Cured Sand Mold”. Foundry 54 (12) : 1245−1249.
• 4. Holtzer M., A. Bobrowski, D. Drożyński, J. Makselon, B. Isendorf. 2013. „Investigations of properties of moulding sands with resins applied in the ALPHASET technology”. Archives of Foundry Engineering 13 (sp. is. 1) : 31−37.
• 5. Holtzer M., A. Kmita, A. Roczniak. 2015. „Analysis of the sulphur content in moulding sands with furan resins”. Transactions of the Foundry Research Institute 55 (2) : 19−28.
• 6. Holtzer M., S. Żymankowska-Kumon, A. Bobrowski, R. Dańko, A. Kmita. 2014. „The influence of reclaim addition on the emission of PAHs and BTEX from moulding sands with furfuryl resin with the average amount of furfuryl alcohol”. Archives of Foundry Engineering 14 (sp. is. 1), 37−42.
• 7. Holtzer M., S. Żymankowska-Kumon, A. Bobrowski, A. Kmita, R. Dańko. 2015. „Influence of the reclaim addition to the moulding sand matrix obtained in the ALPHASET technology on the emission of gases – Comparison with moulding sand with furfuryl resin”. Archives of Foundry Engineering 15 (1) : 121−125.
• 8. Foundry moulds and cores. P.H.R.B. Lemon, J.D. Railton, P.R. Ludlam, T.J. Reynolds. United States Patent, Borden (UK) Limited England. 1986. Patent No. Re.32,720.
• 9. Assessment of the harmfulness of materials used in foundry heat-treated in order to reduce pollution and improve working conditions. The project NCBiR No. 07-016-10/2010. (1.10.2010−31.03.2013). Project manager: M. Holtzer (in Polish).
• 10. Assessment of thermal destruction of moulding with reclaim and organic components on the quality of castings of iron and the generated gases with particular emphasis on compounds from the group of BTEX and PAHs. The project NCBiR No. PBS2/A5/30/2013 (01.07.2013−31.12.2015). Project manager: M. Holtzer (in Polish).
• 11. Safety data sheet of the resin.
• 12. Safety data sheet of the hardener.
• 13. Holtzer M., A. Kmita, A. Roczniak. 2016. „Processes of pyrolysis and their effect on cast quality and working conditions”. Transactions of the Foundry Research Institute 56 (3) : 175−192.
• 14. Kubecki M. 2016. Determination of selected hazardous air pollutants generated from the process of thermal decomposition in molding furan resins. PhD thesis. Supervisor: M. Holtzer. Kraków: AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering (in Polish).
• 15. Phillips O., J.M. Schwartz, P.A. Kohl. 2016. „Thermal decomposition of poly(propylene carbonate): End-capping additives, and solvent effects”. Polymer Degradation and Stability 125 (March 2016) : 129−139.
• 16. Lu X.L., Q. Zhu, Y.Z. Meng. 2005. „Kinetic analysis of thermal decomposition of poly(propylene carbonate)”. Polymer Degradation and Stability 89 (2) : 282−288.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).