Kompozycje: uwodniony krzemian sodu – materiał biodegradowalny, jako spoiwo mas formierskich

• Autorzy: Grabarczyk A. , Major-Gabryś K. , Dobosz S. M. , Wojczuk M. , Superson M.

Warianty tytułu

EN

Compositions: Hydrated Sodium Silicate – Biodegradable Material, as Moulding Sands Binder

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaostrzające się wymogi dotyczące ochrony środowiska wywierają nacisk na poszukiwanie nowych proekologicznych rozwiązań w wielu dziedzinach przemysłu. Przepisy te dotyczą także technologii wytwarzania mas formierskich. W niniejszej publikacji autorzy podjęli próbę zastosowania kompozycji: uwodniony krzemian sodu – materiał biodegradowalny, jako spoiwo mas formierskich. Badany dodatek biodegradowalny jest substancją organiczną, ale przyjazną dla środowiska. Ocena wpływu materiału biodegradowalnego na parametry masy formierskiej została dokonana w oparciu o badania wybranych właściwości technologicznych: wytrzymałości na zginanie Rgu i ścieralności S oraz o badania wybijalności mas ocenianej przez pomiar wytrzymałości końcowej na ściskanie Rctki ekspansji wysokotemperaturowej ΔV. Badaniom poddano masy z uwodnionym krzemianem sodu sporządzane w technologii estrowej utwardzane utwardzaczami opartymi o estry kwasu węglowego- Jeffsol BC, Ixional SD. Utwardzacze te zostały opracowane w Pracowni Tworzyw Formierskich Wydziału Odlewnictwa AGH w celu poprawy jakości regeneratu mas z uwodnionym krzemianem sodu. Autorzy zaproponowali zastosowanie jako składnika wyżej wymienionej kompozycji, biodegradowalnego polikaprolaktonu (PCL). Przeprowadzone badania wykazały, że dodatek 5% PCL nie pływa negatywnie na właściwości technologiczne badanych mas, zatem jego stosowanie jest celowe i uzasadnione.

EN

Environmental protection regulations are becoming more and more strict which puts pressure on finding new proecological solutions in many industries. These regulations concern also the technology of moulding sands preparation. In this work the authors made an attempt to apply composition: hydrated sodium silicate - biodegradable material, as the moulding sand binder. The examined biodegradable additive is an organic substance, but it is environment-friendly. Assessment of the biodegradable material’s impact on the moulding sand’s parameters was made based on the chosen technological parameters: bending strength Rgu and wearability S, knock-out properties of the moulding sands were measured based on final compressive strength Rctk and thermal expansion ΔV. The tests were carried on moulding sands with hydrated sodium silicate in ester technology with hardeners based on carbonite esters: Flodur 3, Jeffsol BC, Ixional SD. The hardeners were developed in Moulding Sands Workshop on Faculty of Foundry Engineering AGH to improve the quality of reclaimed moulding sands with hydrated sodium silicate. Authors proposed using biodegradable polycaprolactone (PCL) as an element of the above-mentioned composition. The conducted research showed that biodegradable additive – PCL (polycaprolactone), does not have a negative influence on technological properties of the tested moulding sands, thus its’ usage is intentional and justified.

Słowa kluczowe

PL

masy formierskie; spoiwo; uwodniony krzemian sodu; materiał biodegradowalny; Polikaprolakton; PCL; utwardzacz estrowy

EN

moulding sands; binder; hydrated sodium silicate; biodegradable material; polycaprolactone; PCL

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 14, iss. 4 spec.
• Strony: 37--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Grabarczyk A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Major-Gabryś K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Dobosz S. M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Wojczuk M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Superson M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Wilkosz, B. (1986). The bonding mechanism of moulding sands in FlosterS process, Przegląd Odlewnictwa nr 1, s. 15-18, (in Polish).
• [2] Major-Gabryś, K., Dobosz, S.M., Jakubski, J., Stachowicz, M., Nowak, D., (2012). The influence of Glassex additive on properties of microwave hardened and self-hardened moulding sands with water glass, Archives of Foundry Engineering Vol. 12, issue 1, s. 130–134.
• [3] Eastman, J., (2000), Protein – based binder update: Performance put to the Test, Modern Casting, s. 32–34.
• [4] Kramářová, D., Brandštetr, J., Rusín, K., Henzlová, P., (2003), Biogenní polymerní materiály jako pojiva slévárenských forem a jader, Slévárenství, Roc. 60, cis.2-3, s. 71-73. (in Czech).
• [5] Grabowska, B. (2013), New polymer binders in form of aqueos compositions with poly(acrylic acid) or his salts and modified biopolymer for foundry practice applications, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków, (in Polish).
• [6] Dobosz, S.M., Major-Gabryś, K. (2010), Strength properties of moulding sands with chosen biopolymer binder, Archives of Foundry Engineering Vol. 10, issue 3, s. 17–20.
• [7] Major-Gabryś, K., Dobosz, S.M., Jakubski, J. (2011), The estimation of harmfulness for environment of moulding sands with biopolimer binder based on polylactide, Archives of Foundry Engineering, Volume 11, Issue 1, s. 69-71.
• [8] Major-Gabryś, K., Dobosz, S.M., Dańko, R., Jakubski, J., (2011), The estimation of ability to reclame of moduling sands with biopolymer binders, Archives of Foundry Engineering, Volume 11, issue 2, s. 79-84.
• [9] Middleton, J., Tipton, A., (1998), Synthetic biodegradable polymers as medical devices. Medical Plastics and Biomaterials Magazine, Retrieved November 11, 2014 from:http://www.mddionline.com/article/synthetic-biodegradable-polymers-medical-devices.
• [10] Choi, E.-J., Park, J.-K., (1996), Study on biodegradability of PCL/SAN blend using composting method, Polymer Degradat. Stabil., 52, s. 321-326.
• [11] Astete, C.E., Sabliov, C.M., (2006), Synthesis and characterization of PLGA nanoparticles, Journal of Biomaterials Science - Polymer Edition, no 17 (3), s. 247–289.
• [12] Iwamoto, A., Tokiwa, Y., (1994), Enzymatic degradation of plastics containing polycaprolactone, Polymer Degradat. Stabil., 45, No 2, s. 205-213.
• [13] Synthetic Biodegradable Polymers as Medical Devices, Retrieved November 11, 2014 from http://www.mddionline.com/article/synthetic-biodegradable-polymers-medical-devices.
• [14] Kurek, Ł. (2014). The influence of biodegradable material additive on chosen technological properties of moulding sands with hydrated odium silicate. Engineering dissertation, AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland (in Polish).