Thermal stability and flammability of polyolefin/halloysite nanotubes composites

• Autorzy: Szpilska K. , Czaja K. , Kudła S.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.673

Warianty tytułu

PL

Stabilność termiczna i palność kompozytów poliolefiny/nanorurki haloizytowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Halloysite nanotubes (HNTs) have become promising halogen-free flame retardants of polyolefin's. Due to their tubular structure, HNTs can create stable barrier against heat and mass transport processes. Encapsulation of polymer's degradation products inside HNTs lumens seems to be important factor, too. Different aspects of HNTs dispersion in polyolefin's matrices such as modification of HNTs and/or presence of coupling agents or special processing techniques were presented. HNTs can act as flame retardants without sacrificing mechanical properties only after homogeneous dispersion in polymer matrix.

PL

Najnowsze badania w zakresie uniepalniania poliolefin są ukierunkowane na zastosowanie dodatku nanorurek haloizytowych (HNT) jako bezhalogenowego środka zmniejszającego palność, a jednocześnie zachowującego właściwości mechaniczne osnowy. Powstająca na powierzchni płonącego nanokompozytu, zawierającego HNT, warstwa tzw. zgorzeliny ogranicza przenikanie gazów oraz ciepła i zabezpiecza materiał przed dalszym paleniem. Unikatowa struktura HNT umożliwia dodatkowo pochłanianie produktów termicznego rozkładu poliolefinowej osnowy. Na podstawie dostępnej literatury dokonano oceny wpływu różnych czynników, m.in. modyfikacji nanorurek haloizytowych i/lub dodatku kompatybilizatora i/lub doboru odpowiedniej metody przetwórstwa, na zwiększenie stabilności termicznej oraz odporności ogniowej nanokompozytów poliolefinowych z udziałem nanorurek haloizytowych.

Słowa kluczowe

EN

polyolefin nanocomposites; halloysite nanotubes; thermal stability; flame retardancy

PL

nanokompozyty poliolefinowe; nanorurki haloizytowe; stabilność termiczna; odporność ogniowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 11-12
• Strony: 673--679
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Szpilska K.

• Institute of Heavy Organic Synthesis „Blachownia”, Department of Polyolefines, Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle, Poland
• Opole University, Faculty of Chemistry, Department of Chemical Technology and Polymer Chemistry, Oleska 48, 45-052 Opole, Poland

autor

Czaja K.

• Opole University, Faculty of Chemistry, Department of Chemical Technology and Polymer Chemistry, Oleska 48, 45-052 Opole, Poland

autor

Kudła S.

• Institute of Heavy Organic Synthesis „Blachownia”, Department of Polyolefines, Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle, Poland

Bibliografia

• [1] Czaja K.: „Poliolefiny”, WNT, Warszawa 2005, str. 13—17.
• [2] Liu Y., Wang D.Y., Wang J.S. et al.: Polymers for Advanced Technologies 2008, 19, 1566. http://dx.doi.org/10.1002/pat.1171
• [3] Laoutid F., Bonnaud L., Alexandre M. et al.: Materials Science and Engineering: R: Reports 2009, 63, 100. http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2008.09.002
• [4] Shaw S.D., Blum A.,Weber R. et al.: Reviews on Environmental Health 2010, 25, 261. http://dx.doi.org/10.1515/REVEH.2010.25.4.261
• [5] Hull T.R., Witkowski A., Hollingbery L.: Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 1462. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2011.05.006
• [6] Horn W.E.: “Fire retardancy of polymeric materials” (Eds. Grand A., Wilkie C.A.), New York, Marcel Dekker 2000, chapter 9.
• [7] McGarry K., Zilberman J., Hull T.R. et al.: Polymer International 2000, 49, 1193. http://dx.doi.org/10.1002/1097--0126(200010)49:10%3C1193::AID-PI537%3E3.0.CO;2-0
• [8] Rothon R.N., Hornsby P.R.: Polymer Degradation and Stability 1996, 54, 383. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(96)00067-5
• [9] Bourbigot S., Le Bras M., Leeuwendal R. et al.: Polymer Degradation and Stability 1999, 64, 419. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(98)00130-X
• [10] Samyn F., Bourbigot S., Jama C. et al.: Polymer Degradation and Stability 2008, 93, 2019. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2008.02.013
• [11] Kiliaris P., Papaspyrides C.D.: Progress in Polymer Science 2010, 35, 902. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2010.03.001
• [12] Gilman J.W.: Applied Clay Science 1999, 15, 31.
• [13] Giannelis E.: Advanced Materials 1996, 8, 29. http://dx.doi.org/10.1002/adma.19960080104
• [14] Gilman J.W., Jackson C.L., Morgan A.B. et al.: Chemistry of Materials 2000, 12, 1886.
• [15] Joussien E., Petit S., Churchman J. et al.: Clay Minerals 2005, 40, 383. http://dx.doi.org/10.1180/0009855054040180
• [16] Liu M., Jia Z., Jia D. et.al.: Progress in Polymer Science 2014, 39, 1498. http://dx.doi.org/10/1016/j.progpolymsci.-2832014.04.004
• [17] Du M., Guo B., Jia D.: European Polymer Journal 2006, 42, 1362. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2005.12.006
• [18] Szpilska K., Czaja K., Kudła S.: Polimery 2015, 60, 359. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.359
• [19] Du M., Gou B., Jia D.: Polymer International 2010, 59, 574. http://dx.doi.org/10.1002/pi.2754
• [20] “Advanced Nanomaterials” (Eds. Geckeler K.E., Nishide H.), Wiley-VCH GmbH & Co. KGaA,Weinheim 2010, Vol. 1, pp.195—247.
• [21] Alexandre M., Dubois P.: Materials Science and Engineering 2000, 28, 1. http://doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00012-7
• [22] Pavlidou S., Papaspyrides C.D.: Progress in Polymer Science 2008, 33, 1119. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.07.008
• [23] Khunova V., Kristof J., Kelnar I. et al.: eXPRESS Polymer Letters 2013, 7, 471. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2013.43
• [24] Lecouvet B., Sclavons M., Bourbigot S. et al.: Polymer 2011, 52, 4284. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2011.07.021
• [25] Jia Z., Luo Y., Guo B. et al.: Polymer - Plastics Technology and Engineering 2009, 48, 607. http://dx.doi.org/10.1080/03602550902824440
• [26] Liu M., Guo B., Lei Y. et al.: Applied Surface Science 2009, 255, 4961. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.12.044
• [27] Kelar K., Olejniczak J., Mencel K.: Polimery 2013, 58, 18. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2013.018
• [28] Legocka I., Wierzbicka E., Al-Zahari T.J.M. et al.: Polish Journal of Chemical Technology 2011, 13 (3), 47. http://dx.doi.org/10.2478/v10026-011-0036-3
• [29] Fernandez A., Muniesa M., Gonzalez J.: Journal of Mechanical Engineering 2013, 59, 183. http://dx.doi.org/10.5545/sv-jme.2012.417
• [30] Lecouvet B., Sclavons M., Bourbigot S. et al.: Polymers for Advanced Technologies 2014, 25, 137. http://dx.doi.org/10.1002/pat.3215
• [31] Chan J.H., Blake T.: Polymer Degradation and Stability 1997, 57, 135. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(96)00160-7
• [32] Marcilla A., Gomez A., Manarguez S. et al.: Polymer Degradation and Stability 2005, 88, 456. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2004.11.017
• [33] Lecouvet B., Bourbigot S., Sclavons M. et al.: Polymer Degradation and Stability 2012, 97, 1745. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2012.06.022
• [34] Pedrazzoli D., Pegoretti A., Thomann R. et al.: Polymer Composites 2014, online version of record published before inclusion in an issue. http://dx.doi.org/10.1002/pc.23006
• [35] U.S. Pat. 8 217 108 (2012).
• [36] Pal P., Kundu M.K., Malas A. et al.: Polymer Composites 2014, online version of record published before inclusion in anissue. http://dx.doi.org/10.1002/pc.23016
• [37] Wang B., Huang H-X.: Polymer Degradation and Stability 2013, 98, 1601. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2013.06.022
• [38] Lecouvet B., Gutierrez J.G., Sclavons M. et al.: Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 226. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.11.006
• [39] Golebiewski J., Galeski A.: Composites Science and Technology 2007, 67, 3442. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2007.03.007
• [40] Calcagno C.I.W., Mariani C.M., Teixeira S. et al.: Composites Science and Technology 2008, 68, 2193. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.03.012
• [41] Persenaire O., Raquez J.M., Bonnaud L. et al.: MacromolecularChemistry and Physics 2010, 211, 1433. http://dx.doi.org/10.1002/macp.200900704
• [42] Cho S., Hong J.S., Lee S.J. et al.: Macromolecular Materials and Engineering 2011, 296, 341. http://dx.doi.org/10.1002/mame.201000194
• [43] Kudła S., Szpilska K., Bujnowicz K.: Przemysł Chemiczny 2013, 92, 1792.
• [44] Morice L., Bourbigot S., Leroy J.M.: Journal of Fire Sciences 1997, 15, 358. http://dx.doi.org/10.1177/073490419701500502
• [45] Lecouvet B., Sclavons M., Bailly C. et al.: Polymer Degradation and Stability 2013, 98, 2268. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegrdstab.2013.08.024
• [46] Lecouvet B., Horion J., D’Hease C. et al.: Nanotechnology 2013, 24, 105704. http://dx.doi.org/10.1088/0957-4484/24/10/105704
• [47] Zhao J., Deng Ch.L., Du S-L. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2014, 40065, 1. http://dx.doi.org/10.1002/app.40065