Przygotowano kompozyty nienasyconych żywic poliestrowych wzmocnionych hybrydowym układem mikrosfer borokrzemianu sodu BS z polifosforanem amonu/melaminy APP/MMP oraz nanocząstek węglowych i oceniono ich od-porność termiczną oraz poziom uniepalnienia. Zbadano lepkość i czas żelowania tych kompozytów. Uniepalnienie oceniono poprzez oznaczenie wskaźnika indeksu tlenowego oraz przebiegu procesu palenia w kalorymetrze stożkowym. Morfologię kompozytów zbadano wykorzystując skaningowy mikroskop elektronowy. Badania potwierdziły efekt synergizmu między BS a APP/MMP w oddziaływaniu na ograniczenie palności kompozytów polimerowych.
EN
Unsatd. polyester resins were reinforced by addn. of hollow glass microspheres, NH4 and melamine phosphates as well as nanoparticles and studied for viscosity and gelation time. The resulting composite materials showed high flame resistance and good thermal stability as evidenced by detn. of limiting O2 index and cone calorimetry. The digital micrographs confirmed the good morphol. of the composites and synergistic effects of the additives used.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Oceniono odporność termiczną i wytrzymałościową żywic chemoutwardzalnych z dodatkiem nanokompozytów, zawierających bezhalogenowe antypireny fosforowo-azotowe współdziałające z nanozwiązkami węglowymi. Zbadano wpływ rodzaju napełniacza węglowego o zróżnicowanym stopniu uporządkowania płaszczyzn grafenowych na palność kompozytów oraz na istotne parametry mechaniczne produktów w których te kompozyty zostały użyte jako osnowa. Oznaczone wartości wskaźników tlenowych oraz wyniki analizy procesów termodestrukcji przeprowadzone z użyciem kalorymetru stożkowego potwierdziły efektywność uniepalniającą zastosowanych modyfikatorów żywic poliestrowych, zwłaszcza nanozwiązków węglowych. Jednocześnie obserwowano zwiększenie wytrzymałości mechanicznej kompozytów. Hybrydowy układ antypirenów synergicznie współdziałający z grafitem, grafenem lub tlenkiem grafenu okazał się ważny dla uzyskania pożądanego poziomu ograniczenia palności kompozytów i pozwala na istotne rozszerzenie obszarów ich aplikacji w praktyce przemysłowej.
EN
Two com. unsatd. polyester resins were modified by addn. of ammonium or melamine polyphosphates, expanded graphite, graphene and/or graphene oxide and cured with MeCOEt hydroperoxide and Co naphthenate. An increase in mech. strength and fire resistance of the nanocomposites and a decrease in polymer matrix viscosity were obsd.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wpływ wybranych bezhalegonowych antypirenów hybrydowych na poziom palności elementów rurowych wykonanych metodą centralnego odśrodkowego formowania (CC-GRP), określony przy zastosowaniu metody kalorymetru stożkowego (CC) i na podstawie parametrów ciepła spalania (PCS) oraz niepalności powierzchni laminatów poliestrowo-szklanych. Jako inhibitory procesu spalania zastosowano wieloskładnikowe antypireny fosforo-azotowe wraz z nanonapełniaczami w postaci organicznie modyfikowanego montmorylonitu (oMMT) lub nanokrzemionek (n-SiO2) lub ekspandowanego grafitu (EG) w wytypowanych stężeniach masowych. Na podstawie przeprowadzonych badań najskuteczniejszym inhibitorem płomienia okazał się antypiren hybrydowy poli(fosforanu melaminy) (MPP) z EG, użyty w ilości odpowiednio 15% mas. + 5% mas., który spowodował 45-proc. obniżenie szybkości uwalniania ciepła HRR (heat release rate) ocenioną metodą CC oraz ograniczył wartość PCS o 19%..Wykazano istotną przewagę antypirenów wieloskładnikowych nad stosowanymi inhibitorami jednoskładnikowymi w postaci nanonapełniaczy, głównie w postaci oMMT.
EN
A com. unsatd. polyester resin was modified by addn. of halogen-free, hybrid flammability-reducing modifiers (melamine polyphosphates with nanosized org. modified bentonite or SiO2 nanoparticles or expandable graphite) and used for manufg. glass-reinforced polymer-matrix laminates as a pipeline by CC-GRP method. The addn. of melamine polyphosphate (15% by mass) with expandable graphite (5% by mass) resulted in a decrease (above 45%) of heat release rate and the highest decrease in the combustion heat (by 19%).
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono wpływ wybranych środków ogniochronnych na palność żywicy epoksydowej Epidian 5 (Ep 5). Jako inhibitory spalania zastosowano hydroksytlenek glinu (Apyral), oligomeryczny etylofosforan metylu (Fyrol), polifosforan melaminy (PFM) oraz organicznie modyfikowany montmorylonit (MM) w różnych stężeniach masowych. Stopień uniepalnienia wybranych materiałów określono na podstawie pomiaru wskaźnika tlenowego (LOI) i ciepła spalania (PCS). Wyznaczono również temperatury powierzchni materiałów, przy których nastąpił samozapłon ich palnej fazy gazowej oraz przeprowadzono analizę termograwimetryczną w celu określenia stabilności termicznej badanych materiałów. Zarówno w przypadku pomiaru LOI, jak i PCS najskuteczniejszym środkiem ogniochronnym okazał się PFM użyty w ilości 10% mas. Najwyższą temperaturę powierzchni w chwili samozapłonu otrzymano w przypadku gęstości promieniowania cieplnego 30 kW/m² dla próbki Ep 5 + 2% MM + 5% PFM.
EN
A com. epoxy resin was reinforced by addn. of nanosized org. modified montmorillonite, AlO(OH), oligomeric Me ethylphosphate or/and melamine polyphosphate, cured with triethylenetetraamine and studied for O₂ index, combustion heat and sp. temps. (termogravimetry). The addn. of melamine polyphosphate (10% by mass) resulted in the highest increase in O₂ index (by 18%) and the highest decrease in the combustion heat (by 18%). The highest surface temp. at the autoignition was found after addn. of montmorillonite (2% by mass) and melamine polyphosphate (5% by mass).
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badano ograniczenie palności żywic chemoutwardzalnych w wyniku zastosowania wieloskładnikowych bezhalogenowych antypirenów, będących kombinacją konwencjonalnych modyfikatorów fosforowych lub fosforowo/azotowych z nanozwiązkami. Określono wpływ tych inhibitorów na palność kompozycji polimerów chemoutwardzalnych poprzez oznaczenie wartości wskaźników tlenowych, stosując analizę termograwimetryczną oraz analizę procesów termodestrukcji z użyciem kalorymetru stożkowego. Morfologię kompozytów oceniono na podstawie analizy mikrofotografii SEM. Analiza dekompozycji termicznej badanych materiałów potwierdziła efektywność uniepalniającą zastosowanych hybrydowych wieloskładnikowych antypirenów i występowanie synergizmu między konwencjonalnymi modyfikatorami i nanonapełniaczami, zwłaszcza między ekspandowanym grafitem i syntetyczną nanometryczną krzemionką strącaną. Zastosowanie wieloskładnikowych układów antypirenów okazało się istotnym postępem w osiągnięciu żądanego poziomu uniepalnienia żywic chemoutwardzalnych.
EN
Unsatd. polyester resin was modified by addn. of melamine or NH4 polyphosphates, and organomodified montmorillonite or/and expanded graphite or/and nanosized SiO2. The addn. of the combined flame retardants showed a synergy effect and resulted in a decrease in combustion heat and improving flame resistance of the resin.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Oceniono efektywność uniepalniającego działania nowych bezhalogenowych antypirenów (flame retardant - FR) w postaci wybranych związków boru (zarówno krystalicznych, jak i ciekłych) nienasyconych żywic poliestrowych (UP). Określono wpływ rodzaju i ilości dodatków FR na poziom palności oraz termostabilność kompozycji i laminatów poliestrowo-szklanych metodami oznaczania wskaźnika tlenowego (OI), analizy termograwimetrycznej oraz z zastosowaniem kalorymetru stożkowego. Wykonano pomiary czasu żelowania i lepkości kompozycji przed ich utwardzeniem oraz właściwości mechanicznych utwardzonych kompozycji. Stwierdzono, że badane związki boru ograniczają palenie UP i zmieniają zachowanie się materiału w płomieniu, nie pogarszając przy tym właściwości fizycznych i wytrzymałościowych utwardzonych żywic.
EN
The efficiency of boron compounds as novel halogen-free flame retardants (FR) for unsaturated polyester resins (UP) has been examined. Selected types of FR (both crystalline and liquid ones) were used in properly chosen amounts (Table 1). The effects of FR addition on flammability level and thermal stability of compositions and polyester-glass laminates were determined by oxygen index measurements, thermogravimetric analysis and cone calorimetry (Table 2 and 3, Fig. 1-3). Gelation time and viscosity of the compositions before curing were also measured as well as mechanical properties of the cured compositions (Table 4). It was found that boron compounds used as flame retardants retard the UP burning and change the material behavior in the flame. The same time they do not deteriorate physical and strength properties of cured resins.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opracowano uniepalnione kompozycje poliestrowe i epoksydowe modyfikowane bezhalogenowymi antypirenami (ang. flame retardant FR). W celu ograniczenia palności nienasyconych żywic poliestrowych (NŻP) zastosowano modyfikatory FR, głównie w postaci wybranych tlenków i wodorotlenków metali, z których najefektywniejsze okazały się związki cyno-cynkowe. Natomiast żywice epoksydowe (ŻEp) modyfikowano antypirenami fosforowo-azotowymi w postaci polifosforanów amonowych i polifosforanów melaminy z wykorzystaniem synergizmu działania F-N. Modyfikatory FR stosowano o odpowiednio dobranych składach mieszanin, w tym użyto dodatków zarówno krystalicznych jak i ciekłych. Określono wpływ tych modyfikacji na właściwości palnościowe kompozycji i laminatów szklanych stosując metody: wskaźnika tlenowego, kalorymetru stożkowego, analizy termograwimetryczne. Nie stwierdzono negatywnego wpływu modyfikatorów FR na właściwości fizyko-chemiczne i parametry wytrzymałościowe produktów. Opracowane uniepalnione kompozycje poliestrowe i epoksydowe spełniają wymagania dotyczące materiałów trudno palnych stosowanych w budownictwie, eksploatacji i naprawach taboru kolejowego.
EN
Fire retardant polyester and epoxy compositions modified with halogen free flame retardants (FR) were elaborated. For unsaturated polyester resins (UPR's) as FR, metal oxide and metal hydrogen oxid, mainly effective Zn/Sn modifier, were used. Fire retardant epoxy compositions modified with ammonium polyphosphates or melamine polyphosphates, allowing to utilize the synergy of P-N action, were used. The effects of FR type and content (both crystalline and liąuid ones) on flammability were investigated. The following method have been used: oxygen index, cone calorimeter and thermogravimetry analysis. No negative effects of FR used on the compositions properties were found. Such polyester and epoxy GRP meet the fire-safety recommendation concerning smoke evolution materials used in many application areas: building industry and railway transportation means.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opracowano uniepalnione kompozycje epoksydowe modyfikowane bezhalogenowymi antypirenami płomienia (FR), głównie fosforowo-azotowymi. Określono wpływ takiej modyfikacji na palność kompozycji i laminatów epoksydowo-szklanych. Wykonano podstawowe badania właściwości fizykochemicznych wytypowanych kompozycji przed ich utwardzeniem, czasu utwardzania oraz właściwości mechanicznych po utwardzeniu. Nie stwierdzono negatywnego wpływu modyfikatorów FR na te właściwości.
EN
Fire retardant epoxy compositions modified with halogen free flame retardants (FR) were elaborated. As FR mainly phosphorus-nitrogen compounds such as ammonium polyphosphates or melamine polyphosphates, allowing to utilize the synergy of phosphorus-nitrogen action, were used. The effects of FR type and content (both crystalline and liquid ones) on flammability of the compositions and epoxy-glass laminates were investigated. The following methods have been used: oxygen index (Tables 1-4), cone calorimeter (Fig. 1) and thermogravimetry (Fig. 2). Most effective flame retardant systems were selected and basic tests of their physicochemical properties before curing as well as curing time (Table 5) and mechanical properties after curing (Table 6) were done. No negative effects of FR used on the compositions properties were found.
W pracy przedstawiono wyniki badań nad opracowaniem technologii wytwarzania nowej generacji ekologicznych nienasyconych żywic poliestrowych (NŻP), charakteryzujących się obniżoną emisją styrenu oraz ograniczoną palnością. Żywice poliestrowe o zredukowanej emisji styrenu uzyskano przez modyfikację żywic poliestrowych nowym dodatkiem o specjalnie zaprojektowanej strukturze chemicznej bez udziału parafiny, zawierającym w swej budowie reszty wyższych kwasów tłuszczowych, kalafonii oraz grupy adhezoforowe zdolne do tworzenia wiązań wodorowych. Badania z zakresu syntezy tego modyfikatora pozwoliły na określenie optymalnego jego składu oraz na wskazanie korzystnej zawartości stosowanego modyfikatora 0,6-1,0% wag., umożliwiającej obniżenie emisji styrenu z różnych typów nienasyconych żywic poliestrowych nawet o 98%. Do określenia miejsca ulokowania modyfikatora w matrycy poliestrowej oraz w celu poznania budowy warstwy powierzchniowej, decydującej o właściwościach materiału poliestrowego, zastosowano metodę spektrometrii mas jonów wtórnych (SIMS) oraz wybraną metodę radiometryczną. Wyniki uzyskanych badań pozwoliły na zaproponowanie mechanizmu działania dodatku redukującego emisję styrenu, którego znaczna część stanowi powierzchniową warstwę ochronną, utrudniającą wyparowanie styrenu, natomiast reszta rozmieszczona jest w całej objętości żywicy, co w konsekwencji sprzyja zachowaniu dobrej adhezji między kolejno nakładanymi warstwami laminatu poliestrowo-szklanego. Przeprowadzono badania nad uniepalnianiem i stabilizacją termiczną nienasyconych żywic poliestrowych halogenowych oraz niezawierających chlorowca w łańcuchu poliestrowym. Zastosowano metodę termograwimetryczną (TG) w warunkach dynamicznych i izotermicznych oraz analizę TG sprzężoną z spektroskopią w podczerwieni z transformacją Fouriera (TG-FTIR), a także analizę termograwimetryczną sprzężoną ze spektrometrią mas (TG-MS). Wyniki analizy TG wykazały, że degradacja termiczna przebiega w dwóch etapach dla podstawowych jak i modyfikowanych NŻP, przy czym stwierdzono, że pozostałość stała w temp. 500°C jest większa dla żywic zawierających antypiren. Analiza lotnych produktów rozkładu termicznego za pomocą spektrometrii FTIR i MS pozwoliła na stwierdzenie, że przebieg dekompozycji termicznej ma złożony charakter polegający na wydzielaniu się szeregu produktówmałocząsteczkowych pochodzących z rozkładu struktur zawierających bezwodnik ftalowy, styren, kwas benzoesowy i inne związki aromatyczne. Zaobserwowano także obniżenie intensywności wydzielania się CO2 w NŻP modyfikowanych układem Sn/Zn, a w podwyższonej temp. zidentyfikowano ślady HzO i HCI. Przeprowadzono analizę kinetyczną procesu degradacji termicznej - efekt stabilizujący ZnSn(OH)6 można wytłumaczyć przez utworzenie sferycznej bariery powierzchniowej, spowalniającej przepływ ciepła ze strefy rozkładu do substratu. Otrzymane za pomocą metody wskaźnika tlenowego, kalorymetru stożkowego i kamery termowizyjnej wyniki dotyczące palności NŻP pozwalają na stwierdzenie, że układ Sn/Zn skutecznie obniża palność żywicy poliestrowej, a także zmniejsza emisję toksycznych dymów.
EN
In this work results of investigations on technology of fabrication of new generation proecological unsaturated polyester resins (UPR), characterised by reduced emission of styrene and lowered flammability, are presented. Polyester resins with reduced emission of styrene were obtained by chemical modification of resins with anovel additive that possesses in its chemical structure carboxylic acids alkyl groups, calophony and adhesion-promoting groups that are able to form hydrogen bonds. Method of synthesis of this additive has been elaborated, which, in concentration of 0.6-1.0 wt. % made it possible to reduce the evolution of styrene from polyester resin by 98%. Mechanism of its action has been proposed. Application of the radiometric method and secondary mass ion spectrometry (SIMS) leads to the conclusion that part of the styrene suppressant agent forms a superficial barrier hampering the evaporation of styrene, whereby the rest is homogeneously located in the bulk, which in tum provides a good adhesion between successively made layers of UPR - glass fibre laminates. Flame retardancy and thermal stabilisation of halogenated and non-halogenated polyester resins by zinc hydroxystannate has been investigated by termgravimetry (TG) in botth dynamic and isothermal mode, and TG coupled with Fourier transform infrared spectroscopy (TG-FTIR) or mass spectroscopy (TG-MS). The data from TG analysis sh'oW that degradati'on proceeds in two steps for pure as well as modified UPRs, while the char residue at 500°C was considerably higher for flame-retarded resins. Analysis of the volatile decomposition products by FT-IR and MS spectroscopy revealed that during controlled heating emission of phtalic anhydride, then styrene and a complex mixture of other aromatic compounds are evolved. Further studies by TG-FTIR revealed that evvlution of CO2 is considerably Iowered by zinc hydroxystannate, whereby at a higher stage ,Of decomposition evolution of H20 and HBr (traces) can be identified. Kinetic analysis of the de'omposition process has been performed - hence, stabilizing action of zinc hydroxystannate may be explained by the formation of surface-Iocalized spherical barriers which are growing according to the nucleation growth mechanism and which attenuate the transfer of heat from the decomposition zone to the substrate - this effect was found as dominating in the flame-retardancy mode of action.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opracowano metodę syntezy hydrofilowego monomeru z grupami sulfonianowymi i hydroksylowymi zdolnego do wbudowywania się w łańcuch poliestrowy, mianowicie soli sodowej kwasu 2,3-dihydroksypropanosulfonowego (NaDHPS). Uzyskano go z dużą selektywnością i wydajnością (93 %) z soli sodowej kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego w zasadowym środowisku K2CO3. Na podstawie wyników badań metodami 1H i 13C NMR oraz w świetle danych literaturowych przedyskutowano przebieg tej reakcji, w której w określonych warunkach (wobec NaOH) powstaje oprócz NaDHPS pochodna allilowa o wzorze (IV). NaDHPS użyto jako substratu w dwustopniowym procesie otrzymywania wodorozcieńczalnej, nienasyconej żywicy poliestrowej. Pozostałymi reagentami w tym procesie były: bezwodnik maleinowy, bezwodnik ftalowy, eter monoallilowy trimetylolopropanu i glikol 1,2-propylenowy. Zawartość jednostek monomeru sulfonianowego w powstającej żywicy wyniosła 2,8 % mas.
EN
A method of the synthesis of hydrophilic monomer with sulfonate and hydroxyl groups, namely sodium salt of 2,3-dihydroxypropane sulfonic acid [NaDHPS, Formula (II)], being able to build-in into polyester chain has been elaborated. It was prepared with high selectivity and yield (93 %) from sodium salt of 3-chloro-2-hydroxypropane sulfonic acid in base environment of K2CO3 [reaction (3)]. Mechanism of this reaction in which except NaDHPS also allyl derivative of Formula (IV) forms in defined conditions (in the presence of NaOH) was discussed on the basis of 1H and 13C NMR investigations' results (Figs. 1-4) and literature data as well. NaDHPS was used as a substrate in two-stage process of unsaturated polyester resin preparation (Scheme A). Other reagents were as follows: maleic anhydride, phthalic anhydride, trimethylolpropane monoallyl ether and 1,2-propylene glycol. The content of sulfonic monomer in the resin obtained was 2.8 wt. %.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono i skomentowano ostatnie osiągnięcia z dziedziny chemii i technologii nienasyconych żywic poliestrowych (UP); przegląd ten oparto na 141 pozycjach literaturowych, pochodzących głównie z lat 1998-2004. Przedstawiono następujące zagadnienia: nanostrukturalne kompozyty poliestrowe; UP o ograniczonej palności; analiza procesu degradacji termicznej UP o zwiększonej odporności na płomień; komonomery sieciujące; UP o zmniejszonej emisji styrenu; wodorozcieńczalne żywice poliestrowe. Zwrócono szczególną uwagę na ekologiczne aspekty omawianej tematyki w świetle wymagań Unii Europejskiej.
EN
Recent achievements in the field of chemistry and technology of unsaturated polyester resins (UP) have been discussed and commented. The review bases on 141 literature references mainly from the period 1998-2004. The following problems were presented: nanostructural polyester composites, UP of limited flammability, analysis of the process of thermal degradation of UP of increased flame resistance, curing comonomers, UP of decreased styrene emission, waterborne polyester resins. Especially ecological aspects of the theme were discussed from the point of view of European Union requirements.
W pracy przedstawiono wyniki badań nad opracowaniem technologii wytwarzania nowej generacji ekologicznych nienasyconych żywic poliestrowych (NŻP), charakteryzujących się obniżoną emisją styrenu oraz ograniczoną palnością. Żywice poliestrowe o zredukowanej emisji styrenu uzyskano przez modyfikację nowym dodatkiem o specjalnie dobranej strukturze chemicznej, zawierającej w swej budowie reszty wyższych kwasów tłuszczowych, kalafonii oraz grupy adhezoforowe, zdolne do tworzenia wiązań wodorowych. Badania z zakresu syntezy tego modyfikatora pozwoliły na określenie optymalnego jego składu oraz na wskazanie korzystnej ilości stosowanego modyfikatora: 0,6-1,0% wag., umożliwiającej obniżenie emitowanego styrenu o 98%. Zasugerowano mechanizm działania dodatku. Zastosowanie metody radiometrycznej pozwoliło na stwierdzenie, że tylko część dodatku redukującego emisję styrenu stanowi powierzchniową barierę ochronną, utrudniającą wyparowanie styrenu, natomiast reszta rozłożona jest równomiernie w całej objętości żywicy, co z kolei umożliwia zachowanie dobrej adhezji między kolejno wykonywanymi warstwami laminatu poliestrowo-szklanego. Przeprowadzono badania nad uniepalnianiem i stabilizacją termiczną nienasyconych żywic poliestrowych zawierających oraz nie zawierających atomów chlorowca za pomocą metody analizy termicznej w warunkach dynamicznych i izotermicznych oraz stosując analizę termo-grawimetryczną (TG) sprzężoną ze spektroskopią w podczerwieni z transformacją Fouriera (TG-FTIR), oraz analizę termograwimetryczną sprzężoną ze spektrometrią mas (TG-MS). Wyniki analizy TG wskazują, że degradacja termiczna zachodzi w dwóch etapach dla czystych jak i modyfikowanych NŻP, przy czym pozostałość stała w temp. 500°C była większa dla żywic zawierających antypiren. Analiza lotnych produktów rozkładu termicznego za pomocą spektrometrii FTIR i MS pozwoliła na detekcję bezwodnika ftalowego w temp. ok. 330°C, następnie, w temp. ok. 380°C styrenu i złożonej mieszaniny związków aromatycznych; zaobserwowano także obniżenie intensywności wydzielania się CO2 w NŻP modyfikowanych układem Sn/Zn, a w podwyższonej temp. zidentyfikowano ślady H2O i HCl. Przeprowadzono analizękinetyczną procesu degradacji termicznej - efekt stabilizujący ZnSnCOH)6 można wytłumaczyć przez tworzenie sferycznej bariery powierzchniowej, spowalniającej przepływ ciepła ze strefy rozkładu do substratu.
EN
In this work the results of investigations into the technology of creation of a new generation of pro-ecological unsaturated polyester resins (UPR), characterised by a reduced emission of styrene and a lower flammability, are presented. The polyester resins with a reduced emission of styrene were obtained by the chemical modification of the resins with a novel additive that possesses in its chemical structure carboxy-lic acids alkyi groups, calophony and adhesion-promoting groups that are able to form hydrogen bonds. The method of synthesis of this additive has been elaborated, on which, with a concentration of 0.6-1.0 wt.% made it possible to reduce the evolution of styrene from polyester resin by 98%. Mechanism for this action has been proposed. The application of the radiometric method lead to the conclusion that part of the styrene suppressant agent forms a superficial barrier hampering the evaporation of styrene, whereby the rest is homogeneously located in the bulk, which in turn provides a good adhesion between successively made layers of UPR - glass fibre laminates. The flame retardancy and thermal stabilisation of halogenated and non-halogenated polyester resins by zinc hydroxystannate has been investigated by termogravimetry (TG) in both dynamic and isothermal mode, and TG coupled with Fourier transform infrared spectroscopy (TG-FTIR) or mass spectroscopy (TG-MS). The data from the TG analysis shows that degradation occurs in two stages for pure as well as modified UPRs, while the char residue at 500°C was considerably higher for flame-retarded resins. The analysis of the volatile decomposition products by FT-IR and MS spectroscopy revealed that during controlled heating an emission of phtalic anhydride occurs at ca. 330°C, then, at ca. 380°C styrene and a complex mixture of other aromatic compounds are evolved. Further studies by TG-FTIR revealed that the evolution of CO2 is considerably lowered by zinc hydroxystannate, whereas at a higher stage of decomposition evolution of H2O and HBr (traces) can be identified. A kinetic analysis of the decomposition process has been performed - hence, the stabilizing action of zinc hydroxystannate may be explained by the formation of surface-localized spherical barriers which grow according to a nuclear growth mechanism and which attenuate the transfer of heat from the decomposition zone to the substrate - this effect was found to be dominant in the flame-retardancy mode of action.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Na podstawie wyników badań doświadczalnych scharakteryzowano zależności kinetyczne opisujące proces degradacji termicznej kompozycji poliestrowych modyfikowanych bez-halogenowym antypirenem (układem Sn/Zn), a także mechanizm tego procesu. W badaniach zastosowano metodę termo-grawimetryczną (TG), w tym sprzężoną ze spektrofotometrią w podczerwieni z transformacją Fouriera (TG/FT-IR) oraz sprzężoną ze spektrometrią mas (TG/MS). Wykazano, że modyfikacja poliestrów układem Sn/Zn powoduje istotne ograniczenie wydzielania się CO2 oraz spowolnienie procesu spalania w wyniku zahamowania propagacji płomienia przez modyfikator. Ustalono, że wpływ stabilizujący antypirenu jest efektem tworzenia sferycznej bariery powierzchniowej, blokującej przepływ ciepła ze strefy rozkładu do wnętrza substratu. Zaproponowano mechanizm termicznego stabilizowania żywic poliestrowych przy użyciu układu Sn/Zn.
EN
On the basis of experimental results the kinetic dependencies describing the process of thermal degradation of polyester compositions [modified with halogen free fire retardant (Sn/Zn system)] (Figs. 11-13) as well as the mechanism of the process have been characterized. Thermogravimetric methods (TG, Figs. 1-4 and 8-10) including TG coupled either with Fourier transformation infrared spectroscopy (TG-FT-IR, Figs. 6-7) or with mass spectrometry (TG-MS) have been used in the investigations. It has been found that modification of polyesters using Sn/Zn system causes significant limitation of CO2 evolution and moderation of the combustion process because of slowing down the flame propagation as a result of modifier action. It has been established that stabilizing effect of fire retardant is a result of surface spherical barrier formation, which blocks the heat flow from the decomposition zone to the inner layers of a substance. A mechanism of polyester resins thermal stabilization using Sn/Zn system has been proposed.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Cone calorimetry was used to carry out a complex analysis of the pyrolysis of selected glass-reinforced polyester laminates (GRPL) based on two compositions of unsaturated polyester resins (UPR) fire-nonretarded and fire-retarded and smoke suppressed by the use of mixtures of zinc hexahydroxystannate ZnSn(OH)6 and zinc borate or zinc molybdate. The heat release (average) rate (HRR and HRRav), time required to ignite a GRPL, the mass loss rate and (average) surface extinction area (SAE and SAEJV) were studied in relation to thermal irradiation power and to presence or absence of a fire retardant. The cone calorimeter is shown to enable all the stages of pyrolysis of GRPL involving combustion and smoke emission, to be analyzed. It was confirmed effective influence of the Sn/Zn systems as a fire retardans additive for polyester resins.
PL
Metodą kalorymetru stożkowego przeprowadzono kompleksową analizę pirolizy wybranych laminatów poliestrowo-szklanych (GRPL) na podstawie dwóch kompozycji z udziałem nienasyconych żywic poliestrowych (UPR) bez antypirenów oraz UPR uniepalnionych antypirenami płomienia i dymu stanowiącymi mieszaniny hydroksycynianu cynku ZnSn(OH)6 z boranem cynku lub z molibdenianem cynku. Metodą tą określono wpływ obecności antypirenu oraz mocy promieniowania cieplnego na szybkość wydzielania ciepła, czas do zapalenia, szybkość ubytku masy oraz średnią ekstynkcję (rys. l-8). Wykazano, że zastosowanie kalorymetru stożkowego umożliwia kompleksową analizę wszystkich etapów procesu spalania i emisji dymu w trakcie pirolizy GRPL oraz potwierdzono efektywne działanie systemu Sn/Zn w uniepalnianiu żywic poliestrowych.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A review over 1961-1998 with 34 refs. covering directions and results of studies on synthesis, crosslinking and modifications intended to impart flame retardancy to unsaturated polyester resins (UPR). Non-halogenated and halogenated UPR are described, characterized by medium-suppressed flammability, which continue to be marketable despite some environmental demerits. This is true of the resins retarded with tetrahalophthalate compounds and brominated diols; studies are conducted on addition of elemental bromine to double bonds in polyester resins. In addition to flame-retardant, highly lightfast resins are prepared with the aliphatic C-Br bond which, in contrast to the aromatic C-Br, is not dissociated by light rays. No-waste copolymerization of epichlorohydrin with dicarboxylic acid anhydrides is ecologically still essential. Flame retardants and smoke suppressants are grouped into groups comprising hydrated mineral fillers, phosphorus compounds, and inorganics [Sb2O3, Mg(OH)2, MoO3, SnO2, ATH, CaCO3, etc.). Mechanisms operative in flame retardancy and smoke suppression are reviewed, with particular reference to the synergi-stic action of Sb-Cl. 'Flame retardants additives' continue to be the most potent flame retardants and smoke suppressants. Aluminum trihydrate (ATH) is mass used, but is effective only at high concentrations and is now recommended for use when prepared with the bimodal particle size distribution. Mg(OH)2 is another endothermic additive, yet Ca sulfate and Zn borate are cheaper. Low-viscosity phosphoric acid esters, e.g., tris(2-chloroethyl) phosphate, tri(2,3-dibromopropyl) tricresol phosphate, etc. fail to bond with the resin and act also as plasticizers; unsaturated additives, e.g., di(2-chloroethyl) vinyl phosphonate (Stouffer's Fyrol bis-beta), can also be used as crosslinkers. A novel retardant, Great Lakes Chemical's NH-1197 (CN-1197), a bicyclic structure synthesized from pentaerithritol and a phos-phorylant, is a char-forming low-smoke fire retardant. Melamine alone or melamine phosphate and/or superphosphoric acid give satisfactory formulations. Sb2O3 can be replaced by zinc borate, 2ZnO-3B2O3-3.5H2O. Zinc oxide and boron oxide alone are char promoter and char stabilizer, respectively. Zinc hydroxystannate and zinc stannate are novel flame retardants and smoke suppressants, especially for halogenated polyester resins.
PL
Dokonano przeglądu (1961-1997, 34 ods.) dotyczącego inhibitorów płomienia i dymu stosowanych do uniepalniania nienasyconych żywic poliestrowych. Omawiane antypireny ujęto w grupy obejmujące związki chloroorganiczne, uwodnione napełniacze mineralne, związki fosforoorganiczne i związki nieorganiczne [np. Sb2O3, Mg(OH)2, MoO3, SnO2, CaC03]. Boran cynku i/lub Sb2O3 synergizują antypireny chlorowcowe (Sb:Cl < 1:3). Związki fosforu osłabiają synergizm Sb-Cl. Bezwodniki tetrachlorowcoftalowe (Cl, Br) i diole bromowane (np. glikol dibromoneopentylowy) nadal nie utraciły znaczenia, przy czym nadana przez diole odporność na światło jest trwalsza, ponieważ alifatyczne wiązania C-Br rozszczepiają się trudniej niż aromatyczne C-Br. Nowe typy chlorowanych żywic poliestrowych bazują na kopolimeryzacji epichlorochydryny z kwasami dikarboksylowymi. A12O3 o 3H2O (ATH) jest skuteczny gdy jego zawartość wynosi ok. 30% mas., lecz uzyskiwane wówczas produkty są nadmiernie lepkie i przemysłowo nieprzydatne. Natomiast ATH zmodyfikowany powierzchniowo i mający bimodalny rozkład uziarnienia jest użyteczny: nadaje odporność na korozję oraz uniepalnia i redukuje ilość dymu. Działa na zasadzie składnika endotermicznego; podobnie działa Mg(OH)2 z tym, że siarczan Ca i boran Zn są tańsze. Estry fosforowe [np. fosforan tris(2-chloroetylowy) i in.] nie wiążą się chemicznie z żywicą; działają one równocześnie jako plastyfikatory, a estry nienasycone, np. winylofosfonian di(2-chloroetylowy), jako czynniki sieciujące. Nowy antypiren NH-1197 (Great Lakes Chemical Co.) - związek dwupierścieniowy na podstawie penta-erytrytu i czynnika fosforylującego - wspomaga zwęglanie i zmniejsza wydzielanie dymu. Skutecznymi antypirenami są melamina i jej fosforan i/lub kwas superfosforowy. Boran cyrtto, 2ZnO o 3B2O3 o 5H2O, może zastąpić SfaOs. ZnO wspomaga zwęglanie, tlenek boru stabilizuje zwęgliny powstałe w wyniku pirolizy polimeru. Nowe antypireny - cynian i hy-dwksycynian cynku - uniepalniają i redukują ilość dymu.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.