Using selected chemical and physical factors to cross-link a BioCo polymer binder - mineral matrix system

• Autorzy: Grabowska B. , Bobrowski A. , Olejnik E. , Kaczmarska K.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie wybranych czynników chemicznych i fizycznych w procesie sieciowania układu spoiwo polimerowe BioCo – osnowa mineralna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This publication describes research on the course of the process of cross-linking new BioCo polymer binders - in the form of water-based polymer compositions of poly(acrylic acid) or poly(sodium acrylate)/modified polysaccharide - using selected physical and chemical factors. It has been shown that the type of cross-linking factor used influences the strength parameters of the moulding sand. The cross-linking factors selected during basic research make it possible to obtain sand strengths similar to those of samples of sands bonded with commercial binders. Microwave radiation turned out to be the most effective cross-linking factor in a binder-matrix system. It was proven that adsorption in the microwave radiation field leads to the formation of polymer lattices with hydrogen bonds which play a major role in maintaining the formed cross-linked structures in the binder-matrix system. As a result, the process improves the strength parameters of the sand, whereas the hardening process in a microwave field significantly shortens the setting time.

PL

W pracy przedstawiono badania nad przebiegiem procesu sieciowania wybranymi czynnikami fizycznymi i chemicznymi nowych spoiw polimerowych BioCo w postaci wodnych kompozycji polimerowych poli(kwas akrylowy) lub poli(akrylan sodu)/modyfikowany polisacharyd. Wykazano, że rodzaj zastosowanego czynnika sieciującego ma wpływ na właściwości wytrzymałościowe masy formierskiej. Przy czym wytypowane podczas badań podstawowych czynniki sieciujące dają możliwość uzyskania wytrzymałości mas zbliżonych do osiąganych przez próbki mas wiązanych spoiwami komercyjnymi. Promieniowanie mikrofalowe okazało się najefektywniejszym czynnikiem sieciującym w układzie spoiwo-osnowa. Udowodniono, że w polu promieniowania mikrofalowego na drodze adsorpcji zachodzi proces tworzenia się sieci polimerowych z udziałem wiązań wodorowych i to one są głównie odpowiedzialne za utrzymanie powstałych usieciowanych struktur w układzie spoiwo-osnowa. W konsekwencji proces ten prowadzi do poprawy właściwości wytrzymałościowych masy, przy czym prowadzenie procesu utwardzania w polu mikrofal znacznie skraca czas wiązania.

Słowa kluczowe

EN

polymer binder; moulding sand; crosslinking; hardening; microwave radiation

PL

spoiwo polimerowe; masa formierskia; sieciowanie; hartowanie; promieniowanie mikrofalowe

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, iss. 2
• Strony: 29--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Grabowska B.

• Faculty of Foundry Engineering, AGH University of Science and Technology, 23 Reymonta St., Kraków, Poland

autor

Bobrowski A.

• Faculty of Foundry Engineering, AGH University of Science and Technology, 23 Reymonta St., Kraków, Poland

autor

Olejnik E.

• Faculty of Foundry Engineering, AGH University of Science and Technology, 23 Reymonta St., Kraków, Poland

autor

Kaczmarska K.

• Faculty of Foundry Engineering, AGH University of Science and Technology, 23 Reymonta St., Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Holtzer, M. & Zych, J. (1997). Phenomena that take place at boundary of phases moulding sand-liquid cast iron, and their effect on casting surface quality. PAN. 33, 263-270.
• [2] Dobosz, S. M. & Hosadyna, M. (2010). The new hardeners for self-hardened moulding sands having lower sulphur emission. 1-20.
• [3] Grabowska, B. (2013). New polymer binders in form of aqueous compositions with poly(acrylic acid) or his salts and modified biopolymer for foundry practice applications, AKAPIT.
• [4] Drożyński, D., Holtzer, M., Hutera, B., Krobot, M., Lewandowski, J. L. (1999). The influence of the microwaves interactions on strength of the furan resin moulding sand, with special regard to the significance of the water contents. Komisja Metalurgiczno-Odlewnicza PAN, (pp. 183-187). Tendencje rozwojowe w mechanizacji procesów odlewniczych.
• [5] Granat, K., Nowak, D. & Stachowicz, M. (2010). Application of innovative microwave hardening method in manufacture of cast-steel castings for machine-building industry. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji. 30(1), 19-27.
• [6] Stachowicz, M., Granat, K. & Pigiel, M. (2012). Stanowisko badawcze do oceny efektów utwardzania mas ze szkłem wodnym. Archives of Foundry Engineering. 12(sp.2), 53-58.
• [7] Hüttenes Albertus. (2011). Selected core, moulding and auxiliary materials.
• [8] Grabowska, B. & Holtzer, M. (2007). Application of microwave radiation for crosslinking of sodium polyacrylate/silica gel system used as a binder in foundry sands. Polimery. 52(11/12), 841-847.
• [9] Jelinek, P. (2005). Development of inorganic binders for dehydratation microwave hardening. VIII Foundry Conference Technical, (pp. 5-13).
• [10] Spange, S. & Vilsmeier, E. (1999). Solvatochromic studies on the hydrogen-bond donating and dipolarity/polarizability properties of the polyethylene oxide/silica interface. Colloid Pollym Sci. 277, 687-693.
• [11] Zitian, F., Xiangqing, W., Huafang, W., Jina, W. (2010). Preformance Charakteristic of Sodium Silicate Sand Hardened by Microwave Heating Process. WFC (2010): proceedings of 69th World Foundry Congress, (pp. 648-653). Hangzhou, China.
• [12] Sarbak, Z. (2000). Adsorption and adsorbents. Poznań: Wydawnictwo Naukowe.
• [13] Zhou, X., Jinzong Yang, J., Sua, D. & Qu, G. (2009). The high-temperature resistant mechanism of _-starch composite binder for foundry. Journal of Materials Processing Technology. 209, 5394-5398.
• [14] Eastman, J. (2002). TEKSID and FATA put GMBOND® to the Test. Foundry Management & Technology. September.
• [15] Grabowska, B., Kaczmarska, K. & Bobrowski, A. (2012). Studies on the renewability of polymeric binders for foundry. Archives of Foundry Engineering. 12(3), 37-42. DOI: 10.2478/v10266-012-0078-x.