Biobased polyurethane foams modified with natural fillers

• Autorzy: Prociak A. , Kurańska M. , Malewska E. , Szczepkowski L. , Zieleniewska M. , Ryszkowska J. , Ficoń J. , Rząsa A.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.592

Warianty tytułu

PL

Biopianki poliuretanowe modyfikowane napełniaczami naturalnymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two biopolyols have been synthesized from rapeseed oil and applied to obtain rigid and flexible polyurethane foams. Biopolyols were prepared using a two-step method of epoxidation and opening of the oxirane rings. It was found that, regardless of the type of prepared foams, the addition of biopolyols to the polyurethane composition reduces its reactivity, which was confirmed by changes of the dielectric polarization, as well as the reduction of the maximum temperature in the foam core during the foaming process. In the case of the rigid polyurethane polyol, biomodification caused a decrease of the apparent density of the foams, but the foam involving biopolyol had a higher compressive strength. An increase of added ground walnut shells in rigid polyurethane foams also improved their mechanical properties. The introduction of a biopolyol based on rapeseed oil and ultra-fine cellulose to the polyurethane formulation resulted in high resilience flexible foams with improved comfort factor.

PL

Z oleju rzepakowego zsyntetyzowano dwa rodzaje biopolioli, które zastosowano następnie do wytworzenia sztywnych i elastycznych pianek poliuretanowych. Biopoliole otrzymywano dwuetapową metodą epoksydacji i otwarcia pierścieni oksiranowych. Stwierdzono, że — niezależnie od rodzaju pianek — użyty biopoliol wpływa na zmniejszenie reaktywności systemu poliuretanowego, co potwierdzają zmiany polaryzacji dielektrycznej, a także obniżenie maksymalnej temperatury w rdzeniu pianek w trakcie procesu spieniania. W przypadku sztywnych pianek poliuretanowych modyfikacja biopoliolem spowodowała zmniejszenie gęstości pozornej pianek i poprawę ich wytrzymałości na ściskanie. Wprowadzenie napełniacza w postaci zmielonych skorup orzecha do kompozycji pianek sztywnych również poprawiło ich właściwości mechaniczne. Zastosowanie modyfikacji biopoliolem z oleju rzepakowego oraz dodatkiem ultradrobnych cząstek celulozy umożliwiło wytworzenie pianek elastycznych o zwiększonej wartości współczynnika komfortu z zachowaniem dużej odbojności.

Słowa kluczowe

EN

biopolyols; natural fillers; foaming process; polyurethane foams; cellular structure; physical-mechanical properties

PL

biopoliole; napełniacze naturalne; proces spieniania; pianki poliuretanowe; struktura komórkowa; właściwości fizykomechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 9
• Strony: 592--599
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Prociak A.

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

autor

Kurańska M.

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

autor

Malewska E.

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

autor

Szczepkowski L.

• Fampur Adam Przekurat, ul. Gersona 40/lok. 30, 85-305 Bydgoszcz, Poland

autor

Zieleniewska M.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul.Wołoska 141, 02-507 Warszawa, Poland

autor

Ryszkowska J.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul.Wołoska 141, 02-507 Warszawa, Poland

autor

Ficoń J.

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

autor

Rząsa A.

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

Bibliografia

• [1] Islam M.R., Hossen Beg M.D., Jamari S.S.: Journal of Applied Polymer Science 2014, 131, 9016. http://dx.doi.org/10.1002/app.40787
• [2] Prociak A.: „Poliuretanowe materiały termoizolacyjne nowej generacji”,Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2008.
• [3] Prociak A., Rokicki G., Ryszkowska J.: „Materiały poliuretanowe”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
• [4] Kurańska M., Prociak A., Kirpluks M., Cabulis U.: Composites Science and Technology 2013, 75, 70. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2012.11.014
• [5] Kirpluks M., Cabulis U., Kuranska M., Prociak A.: Key Engineering Materials 2013, 559, 69. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.559.69
• [6] Petrović Z.S.: Polymer Revievs 2008, 48, 109. http://dx.doi.org/10.1080/15583720701834224
• [7] Prociak A., Cabulis U., Kurańska M., Kirpluks M.: Przemysł Chemiczny 2014, 12, 2253. http://dx.doi.org/10.12916/przemchem.2014.2253
• [8] Güner S.F., Yagci Y., Erciyes T.A.: Progress in Polymer Science 2006, 31, 633. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2006.07.001
• [9] Kurańska M., Prociak A.: Chemik 2011, 10, 1055.
• [10] Prociak A., Rojek P., Pawlik H., Kurańska M.: Przemysł Chemiczny 2011, 7, 1376.
• [11] Gu R., Sain M.M., Konar S.K.: Industrial Crops and Products 2013, 42, 273. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.06.006
• [12] Kurańska M., Prociak A.: Composites Science and Technology 2012, 72, 299. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2011.11.016
• [13] Shan C.W., Idris M.I., Ghazali M.I.: International Journal of Applied Physics and Mathematics 2012, 2, 123. http://dx.doi.org/10.7763/IJAPM.2012.V2.67
• [14] Chang Li-Chi, Sain M., Kortschot M.: Journal of Cellular Plastics 2015, 51, 103. http://dx.doi.org/10.1177/0021955X14545138
• [15] Gu R., Sain M.M.: Journal of Polymers and the Environment 2013, 21, 30. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-012-0538-y
• [16] Sousa A.F., Matos M., Pinto R.J.B. et al.: Cellulose 2014, 21, 1723. http://dx.doi.org/10.1007/s10570-014-0229-z
• [17] Ni H., Chee K.Y., Yan J.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 104, 1679. http://dx.doi.org/10.1002/app.25798
• [18] Hofmann B.H.W.: Urethanes Technology 2004/2005, 21, 18.
• [19] Arshanitsa A., Paberza A., Vevere L. et al.: AIP Conference Proceedings 2013, 1593, 388. http://dx.doi.org/10.1063/1.4873806
• [20] Ionescu M.: “Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes”, Rapra Technology 2005, pp. 435—463.
• [21] Xue B-L., Wen J-L., Sun R-C.: ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2014, 2, 1474. http://dx.doi.org/10.1021/sc5001226
• [22] Xiaogang L., Mohantya A., Misra M.: Industrial Crops and Products 2013, 47, 13. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.01.040
• [23] Yuan J., Shi S.: Journal of Applied Polymer Science 2009, 113, 2902. http://dx.doi.org/10.1002/app.30322