Water-blown polyurethane-polyisocyanurate foams based on bio-polyols with wood fibers

• Autorzy: Kurańska M. , Prociak A. , Cabulis U. , Kirpluks M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.705

Warianty tytułu

PL

Spieniane wodą pianki poliuretanowo-poliizocyjanurowe otrzymane z bio-polioli i modyfikowane włóknami drzewnymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper rigid polyurethane-polyisocyanurate (PUR-PIR) foam andwood fiber composites were synthesized using two types of bio-polyols. The PUR-PIR systems were modified with 3 and 6wt% of wood fibers. The influence of the content of wood fibers on the cellular structure was examined with scanning electron microscopy (SEM). Thermal and mechanical properties of the composites were characterized with thermogravimetric analysis, thermal conductivity, compressive strength, and Young modulus measurements. The influence of wood fibers on flammability of PUR-PIR foams was analyzed by oxygen index and cone calorimeter tests. For the most of foams, introduction of wood fibers did not affect the change in compressive strength. Introduction ofwood fibers increased the temperature at which thermal degradation began, as well as the temperature at which occurs 5, 25 and 50 % weight loss. The studies have shown that the oxygen index of the obtained PUR-PIR foams insignificantly decreases with increasing wood fibers content.

PL

Z użyciem dwóch rodzajów biopolioli i włókien drzewnych (w ilości 3 i 6 % mas.) otrzymano kompozyty sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych (PUR-PIR). Zmiany struktury komórkowej pianek w zależności od zawartości włókien drzewnych badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Właściwości termiczne i mechaniczne kompozytów charakteryzowano wykonując analizę termograwimetryczną oraz wyznaczając przewodnictwo cieplne, wytrzymałość na ściskanie oraz moduł Younga. Analizując wskaźnik tlenowy i szybkość wydzielania ciepła wyznaczaną za pomocą kalorymetru stożkowego określano wpływ zawartości włókien drzewnych na palność kompozytów. Stwierdzono, że w przypadku większości materiałów dodatek włókien drzewnych nie wpływa istotnie na zmiany wytrzymałości na ściskanie, powoduje natomiast wzrost temperatury, przy której następuje 5, 25 oraz 50-proc. ubytek masy badanej próbki oraz nieznaczne zmniejszenie wartości wskaźnika tlenowego.

Słowa kluczowe

EN

rigid polyurethane-polyisocyanurate foams; bio-polyol; wood fibers; mechanical properties; thermal properties; flammability

PL

sztywne pianki poliuretanowo-poliizocyjanurowe; biopoliol; włókno drzewne; właściwości mechaniczne; właściwości termiczne; palność

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 11-12
• Strony: 705--712
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Kurańska M.

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

autor

Prociak A.

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

autor

Cabulis U.

• Latvian State Institute of Wood Chemistry, 27 Dzerbenes Str., LV 1006 Riga, Latvia

autor

Kirpluks M.

• Latvian State Institute of Wood Chemistry, 27 Dzerbenes Str., LV 1006 Riga, Latvia

Bibliografia

• [1] Petrovic Z.S.: Polymer Reviews 2008, 48, 109. http://dx.doi.org/10.1080/15583720701834224
• [2] Ionescu M.: “Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes”, Rapra Technology 2005, str. 435—463.
• [3] Espinosa L.M., Meier M.A.R.: European Polymer Journal 2011, 47, 837. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2010.11.020
• [4] Prociak A.: Polimery 2008, 3, 195.
• [5] Kirpluks M., Cabulis U., Kuranska M., Prociak A.: Key Engineering Materials 2013, 559, 69. http://dx.doi.org/0.4028/www.scientific.net/KEM.559.69
• [6] Desrochesa M., Escouvoisa M., Auvergnea R., Caillola S.: Polymer Reviews 2012, 52, 38. http://dx.doi.org/10.1080/15583724.2011.640443
• [7] Yuan J., Shi S.: Journal of Applied Polymer Science 2009, 113, 2902. http://dx.doi.org/10.1002/app.30322
• [8] Cabulis U., Kirpïuks M., Stirna U., Lopez M.: Journal of Cellular Plastics 2012, 48, 500. http://dx.doi.org/10.1177/0021955X12443142
• [9] Ryszkowska J., Jurczyk-Kowalska M., Szymborski T., Kurzydłowski K.J.: Physica E. 2007, 39, 124. http://dx.doi.org/10.1016/j.physe.2007.02.003
• [10] Zhang L., Yilmaz E.D., Schjødt-Thomsen J. et al.: Composites Science and Technology 2011, 71, 877 http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2011.02.002
• [11] Cao X., Lee L.J., Widya T., Macosko C.: Polymer 2005, 46, 775. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2004.11.028
• [12] Banik I., Sain M.M.: Journal of Reinforced Plastics and Composites 2008, 27, 357. http://dx.doi.org/10.1177/0731684407083955
• [13] Mosiewicki M.A., Dell’Arciprete G.A., Aranguren M.I., Marcovich N.E.: Journal of Composite Materials 2009, 43, 3057. http://dx.doi.org/10.1177/0021998309345342
• [14] Zhen-Guo Yang, Bin Zhao, Sang-Lu Quin et al.: Journal of Applied Polymer Science 2004, 92, 1493. http://dx.doi.org/10.1002/app.20071
• [15] Harper D.P.,Wolcott M.P., Rials T.G.: International Journal of Adhesion and Adhesives 2001, 21, 137. http://dx.doi.org/10.1016/S0143-7496(00)00045-2
• [16] Swinton M.C., Maref W., Bomberg M.T. et al.: Building and Environment 2006, 41, 1872. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.06.028
• [17] Cardoso G.T., Neto S.C., Vecchia F.: Frontiers of Architectural Research 2012, 1, 348. http://dx.doi.org/10.1016/j.foar.2012.09.005
• [18] Levchik S.V.,Weil E.D.: Polymer International 2004, 53, 1585. http://dx.doi.org/10.1002/pi.1314
• [19] Stirna U., Cabulis U., Beverte I.: Journal of Cellular Plastics 2008, 44, 139. http://dx.doi.org/10.1177/0021955X07084705
• [20] Tinti A., Tarzia A., Passaro A., Angiuli R.: Applied Thermal Engineering 2014, 70, 201. http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.05.003
• [21] Schartel B., Hull T.R.: Fire and Materials 2007, 31, 327. http://dx.doi.org/10.1002/fam.949
• [22] Heinen M., Gerbase A.E., Petzhold C.L.: Polymer Degradation and Stability 2014, 108, 76. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2014.05.024
• [23] Hawkins M.C., O’Toole B., Jackovich D.: Journal of Cellular Plastics 2005, 41, 267. http://dx.doi.org/10.1177/0021955X05053525
• [24] Khazabi M., Gu R., Mohini S.: BioResources 2011, 6, 3757. http://dx.doi.org/10.15376/biores.6.4.3757-3774 L. Wagner, A. Błaszczyk