Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie bentonitów modyfikowanych do wspomagania procesów oczyszczania ścieków przemysłowych

Bazeli Monika

Kierunek Wod-Kan

|

2022

|

Nr 2

60--63

PL

Oczyszczanie ścieków przemysłowych, zwłaszcza pochodzenia zwierzęcego, jest nie lada wyzwaniem. Stosowanie tradycyjnych technologii nie zawsze pozwala uzyskać jakość ścieków zgodną z obowiązującym prawem. W związku z tym trwają prace nad poszukiwaniem dodatkowych narzędzi umożliwiających polepszenie prowadzonych procesów oczyszczania.

2

Wpływ procesu aktywacji na właściwości bentonitów

Ryłko Kinga, Skorupa Natalia, Sobczyk Natalia, Lenar Nikola

Analit

|

2022

|

Nr 12

36--48

PL

Bentonit, pod względem geologicznym, zaliczany od jest do skał pochodzenia wulkanicznego. Jest to ił wykazujący silne pęcznienie oraz cechujący się unikalnymi właściwościami fizycznymi. Parametry te wynikają z wysokiej zawartości montmorylonitu (minerał ilasty należący do grupy smektytu). Podczas aktywacji zachodzi proces kontrolowanej wymiany jonów. Wspomniane jony wapnia, znajdujące się początkowo w międzypakietowej przestrzeni montmorylonitu, zastępowane są jonami sodu, które wprowadza się z aktywatorem. Proces aktywacji bentonitu powoduje polepszenie jego właściwości - zwiększoną zdolność pęcznienia czy też podwyższoną zdolność wiązania. W niniejszym artykule skupiono się na zbadaniu podstawowych właściwości bentonitów oraz ich zmiany pod wpływem procesu aktywacji. Badania pH, przeprowadzone przy użyciu elektrody szklanej, wykazały, że stężenia jonów wodorowych były znacznie wyższe i stabilniejsze w czasie w przypadku bentonitu aktywowanego. Na podstawie otrzymanych wyników przewodnictwa mierzonego metodą konduktometrii można zaobserwować wzrost jego wartości wraz z upływem czasu. Tendencja ta była obserwowalna w przypadkach obu bentonitów, z tą różnicą, że wartości przewodnictwa bentonitu aktywowanego przyjmowały kilkukrotnie wyższe wartości w porównaniu z tym niepoddanym aktywacji. Analiza otrzymanych wartości wykazała, że bentonit aktywowany pęczniał 4-krotnie bardziej niż ten nieaktywowany. Zarówno współczynnik pęcznienia, jak i zawartość wody wyznaczone zostały eksperymentalnie. Po usunięciu, w procesie suszenia, wody adsorpcyjnej oraz międzypakietowej, bentonit aktywowany zawierał dwa razy mniej wody niż ten niepoddany aktywacji węglanem sodu.

EN

Bentonite is classified as a rock of volcanic origin. It is a clay that shows strong swelling and has unique physical properties. These parameters are caused by the high content of montmorillonite (a clay mineral belonging to the smectite group). During activation, a process of controlled ion exchange takes place. The calcium ions, initially located in the inter-pack space of montmorillonite, are replaced by sodium ions with activator. The activation process of bentonite results in an improvement of its properties - increased swelling capacity or binding capacity. This article focuses on the examination of the basic properties of bentonites and their changes under the effect of the activation process. Studies of pH, conducted using a glass electrode, showed that the concentration of hydrogen ions was much higher and more stable over time for the activated bentonite. The results obtained after conductometric measurements show the incensement of conductivity with time. This trend was visible in the cases of both bentonites, with the difference that the conductivity values of the activated bentonite assumed significantly higher compared to values obtained to inactivated one. Analysis of the obtained values showed that the activated bentonite swelled 4 times more the inactivated one. Values of swelling coefficient and water content were determined experimentally. After removal of adsorption and inter-pack water (during the drying process), the activated bentonite contained twice less water than the one not activated by adding sodium carbonate.

3

Ocena wpływu aktywacji bentonitu na jego właściwości sorpcyjne

Niziurska Natalia, Skokoń Magdalena, Ściślak Szymon, Wieczorek Wojciech, Fendrych Katarzyna

Analit

|

2022

|

Nr 12

23--35

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny wpływu aktywacji bentonitu na jego zdolności sorpcyjne. W tym celu analizie poddano betonit surowy pochodzący ze słowackiego złoża Jelśovy Potok oraz betonit poddany procesowi aktywacji z wykorzystaniem Na2CO3. Materiał do badań stanowiły próbki bentonitu pobrane podczas wyjazdu technologicznego na terenie firmy CERTECH w Niedomicach. Proces aktywacji skutkuje wzrostem ilości wyługowanych z bentonitu rozpuszczalnych w wodzie składników oraz wzrostem pHPZC, tj. wartości pH przy którym powierzchnia zawiesiny bentonitu wykazuje w wodzie elektryczny ładunek zerowy. Ponadto proces aktywacji sodowej bentonitu skutkuje niemal 4-krotnym wzrostem wartości pojemności kationowymiennej CEC, która kształtuje się na poziomie 353.3 meq/100 g bentonitu aktywowanego. Analiza składu ilościowego oraz fazowego, dokonana w oparciu o wyniki uzyskane za pomocą odpowiednio spektroskopii fluorescencji rentgenowskiej XRF oraz dyfraktometrii rentgenowskiej XRD, potwierdziła skuteczność zastosowanej procedury aktywacji bentonitu. Pomiary z wykorzystaniem spektroskopii FT-IR ujawniły pozostałość węglanu w strukturze materiału po procesie aktywacji. Badania mikrostrukturalne z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej SEM wskazuje, iż proces aktywacji wpływa na różnice w rozmiarze ziaren bentonitu aktywowanego (126 μm) w stosunku do bentonitu surowego (512 μm). Wzrost rozwinięcia powierzchni swobodnej bentonitu aktywowanego wpływa korzystnie na jego zdolności sorpcyjne.

EN

This work presents results of research related to assessment of activation of bentonite on its sorption properties. Samples originated from Slovak deposit Jelśovy Potok, and bentonite activated with Na2CO3. Bentonite was aquired during field trip to CERTECH located in Niedomice, Poland. Process of activation leads to increase of amount of water soluble substances leached from bentonite and an increase in pHPZC. A specific value of pH in which surface of the bentonite displays zero electrical charge. Additionally, activation of bentonite results in almost 4 times increase of Cation Exchange Capacity (CEC), which is around 35.3 [meq/100g] of activated bentonite. Quantitive and phase analysis was conducted through results of XRF and XRD methods, and they showed clear effectiveness of bentonite activation. FT-IR analysis revealed residues of carbonates inside structures of bentonite, a byproduct of activation. SEM microscopy showed visible change to particulate size due to activation of bentonite. Activated bentonite had praticles sized 126 [μm] whilst raw bentonite had particles 512 [μm] in size. Siginificant increase in bentonite free surface is beneficial to its sorption abilities.

4

Granulaty bentonitowe jako uszczelnienia mobilnych zapór przeciwpowodziowych

Wrona Piotr, Panna Wojciech, Lipiński Stanisław, Woźniak Maciej

Science, Technology and Innovation

|

2020

|

Vol. 11, no. 4

16--23

PL

Bentonity i inne surowce smektytowe są szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Autorzy niniejszej pracy dokonali analizy przydatności bentonitowych granulatów pęczniejących w celu ich użycia jako uszczelnień w mobilnych zaporach przeciwpowodziowych. Do tego celu dokonano analizy porównawczej parametrów pęcznienia i uziarnienia trzech dostępnych na rynku granulatów a następnie wykonano próbę makroskopową pęcznienia na specjalnie do tego celu przygotowanym stanowisku badawczym. Wykonane badania wykazały, że nie tylko udział składnika pęczniejącego – smektytu – znacząco wpływa na doszczelnianie układu, ale determinuje go przede wszystkim rozkład wielkości granul i rodzaj smektytu.

EN

Bentonites and other smectite raw materials are widely used in many industries. The authors of the study analyzed the suitability of swelling granulates for their use as a seals in mobile flood barriers. For this purpose, a comparative analysis of the swelling and granulation parameters of three samples available on the market was performed. This results was compared with a macroscopic swelling test, which was realized on the specially prepared test stand. The carried out research shows that not only the content of the swelling minerals – mainly smectite – affect on the sealing of the system, but also they are determine by granules size distribution and the type of smectite.

5

Praktyczne zastosowanie preparatu bentonitowego na przykładzie wybranych oczyszczalni

Weta M., Bogucki Z., Marć M.

Forum Eksploatatora

|

2018

|

Nr 6 (99)

50-53

PL

Preparaty bentonitowe zostały opracowane ze względu na rosnące zapotrzebowanie rynku na produkty, które w sposób natychmiastowy rozwiążą problemy technologiczne związane z sedymentacją osadu czynnego, brakiem klarowności ścieku oczyszczone go, przeciążeniem ładunkiem zanieczyszczeń czy pianą biologiczną występującą w reaktorze biologicznym. Powszechnie stosowane środki były nieefektywne, pomimo długotrwałego dozowania, stąd pojawiło się zapotrzebowanie na produkt działający w sposób natychmiastowy oraz bezpieczny dla biocenozy osadu czynnego.

6

Zastosowanie bentonitów modyfikowanych do optymalizacji procesu oczyszczania ścieków

Bazeli M.

Forum Eksploatatora

|

2017

|

Nr 1 (88)

18-20

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wykorzystania bentonitów modyfikowanych do optymalizacji procesu oczyszczania ścieków. Badania obejmowały analizę wpływu bentonitów modyfikowanych na proces sedymentacji, kondycję i aktywność biocenoz efektywność usuwania azotu amonowego ze ścieków i osadu czynnego. Wykorzystane dawki 1-5 g/l bentonitów pozwoliły uzyskać aż w 74% poprawę sedymentacji i w 83% poprawę klarowności ścieków oczyszczonych. Uzyskano ponadto zwiększone efekty efektywności usuwania azotu amonowego o 20% w porównaniu do prób kontrolnych. Stosowane bentonity okazały się całkowicie bezpieczne dla organizmów osadu czynnego.

7

Bentonit środkowokambryjski z otworu Borcz-1 z basenu bałtyckiego

Kowalska S., Zagórska U., Mikołajewski Z.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 12

1043--1048

PL

Nie odnotowano dotąd obecności śladów aktywności wulkanicznej w utworach kambryjskich występujących na obszarze polskiej części skłonu platformy wschodnioeuropejskiej. Dzięki nowym wierceniom prowadzonym przez PGNiG SA podczas poszukiwania gazu w pokładach łupków w otworze Borcz-1 udało się znaleźć cienką 3-centymetrową wkładkę bentonitową w obrębie utworów kambru środkowego. W prezentowanym artykule przedstawione zostaną pierwsze wyniki badań wykonanych w celu przeprowadzenia charakterystyki mineralogicznej powyższej skały. Analiza pierwiastków śladowych pozwoliła na określenie przybliżonego składu pierwotnego materiału wulkanicznego, wskazując na obojętny, trachyandezytowy charakter magmy macierzystej. Materiał wulkaniczny pochodził najprawdopodobniej z rejonu aktywnej krawędzi kontynentu.

EN

Traces of volcanic activity in the Cambrian rocks occurring within the Polish part of the East European Platform slope has not been recorded to date. Thanks to new shale gas exploration conducted by PGNiG SA a thin, 3 cm thick, bentonite layer was found within the Middle Cambrian strata in the Borcz-1 borehole. This article presents the first results of studies carried out, in order to perform mineralogical characteristics of the above rock. Analysis of trace elements composition, allowed us to determine the approximate initial composition of original volcanic material pointing to an intermediate, trachyandesitic parent magma. Volcanic material probably came from an active continental margin.

8

The effect of modified bentonites on the thixotropic properties of coating materials and their resistance against mold fungi settlement

Oleksy M., Lecka-Szlachta K., Heneczkowski M., Galina H.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 7-8

562--568

PL

Zbadano wpływ dodatku do kompozycji farby emulsyjnej lub lakieru akrylowego, bentonitów modyfikowanych IV-rz. solami amoniowymi (QAS), na właściwości hamujące rozwój grzybów. Oceniano grzyboodporność dwóch handlowych bentonitów: Specjal i SN, modyfikowanych wybranymi handlowymi QAS (tabele 1, 2), dodawanymi do farby lub lakieru w ilości 2 lub 4 % mas. Przygotowane kompozycje nanoszono na krążki gipsowe i poddawano działaniu, najczęściej występujących w środowisku człowieka grzybów pleśniowych Aspergillus niger oraz Penicillium chrysogenum. Badania mikrobiologiczne prowadzono według wytycznych polskiej normy z pewnymi modyfikacjami wynikającymi ze specyfiki badanych materiałów (tabela 3). Najlepsze właściwości grzybostatyczne wykazywały bentonity modyfikowane QAS Bardac LF oraz Bardac 22, co jest konsekwencją ich budowy chemicznej (tabele 4, 5, rys. 2, 3). Oznaczano także wpływ dodatku modyfikowanych bentonitów na właściwości tiksotropowe badanych kompozycji (tabela 6).

EN

Biostatic and thixotropic properties of bentonites modified with quaternary ammonium salts (QAS) in a waterborne paint and acrylic lacquer are presented. The fungistatic properties were tested for two commercially available bentonites modified with QAS. The bentonites were added to emulsion acrylic paint and acrylic lacquer in the amount of 2 or 4 wt. %. The resulting compositions were put on gypsum plaster disks and treated with Aspergillus niger and Penicillium chrysogenum, the molds frequently met in human environments. Microbiological tests were performed using procedures consistent with Polish Standards with modifications which stemmed from the materials used. The presence of bentonites modified with QAS substantially improved the resistance of coatings against microorganism colonization. Thixotropic properties of paint compositions containing modified bentonites were also found improved.

9

Możliwości wykorzystania wybranych surowców smektytowych jako materiałów dla celów hydroizolacyjnych

Panna W., Wyszomirski P., Motyka J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2012

|

nr 83

131-145

PL

Surowce zasobne w smektyty - ze względu na drobne uziarnienie i właściwości barierowe - są chętnie stosowane w różnego rodzaju hydroizolacjach. Przedmiotem przeprowadzonych badan było określenie przydatności takich surowców jak bentonit ze słowackiego złoża "Kopernica III" oraz ił beidellitowy z KWB "Bełchatów" do budowy mineralnych barier izolacyjnych składowisk niebezpiecznych odpadów, a także wykorzystanie modyfikowanych odmian tych surowców w charakterze głównego składnika hybrydowych materiałów hydroizolacyjnych oraz mieszanek bentonitowo-gruntowych. Zawartość minerałów grupy smektytu - określona metodąsorpcji błękitu metylenowego - wyniosła 70% dla bentonitu z Kopernicy oraz 56% dla iłu beidellitowego z KWB Bełchatów. Wysoki udział smektytu w ile z Bełchatowa pozwala na traktowanie go jako wartościowego substytutu importowanej kopaliny z Kopernicy. W celu pełnej charakterystyki omawianych surowców wykonano - oprócz określenia zawartości smektytu - takie badania jak: pełna analiza chemiczna, rentgenograficzna analiza fazowa, analiza składu ziarnowego, oznaczenie edometrycznego wskaźnika pęcznienia i ciśnienia pęcznienia oraz dokonano pomiaru filtracji mieszanek bentonitowo-gruntowych za pomocąedometru cieczowego. Uzyskane wyniki badan wskazują, że analizowane surowce spełniają kryteria przydatności do budowy sztucznych barier izolacyjnych. Zdolność do wymiany kationów badanych surowców sprawia, że mogą być one stosowane również jako składniki hybrydowych materiałów hydroizolacyjnych oraz mieszanek gruntowo-bentonitowych.

EN

Mineral raw materials rich in smectites are often used - due to their fine grains and barrier properties - in different waterproofing applications. This study determined the suitability of bentonite from the Kopernica III deposit (Slovakia) and beidellite clay from the lignite mine in Bełchatów (Poland) for constructing mineral barriers in the landfills of hazardous waste sites and - after proper modification - as main components in hybrid waterproof materials and bentonite-soil blends. The contents of smectite-group minerals, determined through the methylene blue method, are 70% in the Slovakian bentonite and 56% in the Polish beidellite clay. Due to high content of smectites the Bełchatów clay could be a substitute for the bentonite imported from Kopernica. To obtain a full characterization of this two raw materials, the following investigations were performed in addition to specifying the content of smectites: chemical and XRD analyses, determination of particle size distribution, swelling index rate and swelling pressure, as well as measurements of the water permeability of bentonite-soil blends. The results indicate that the smectitie-rich clays from both Kopernica and Bełchatów meet the requirements as raw materials suitable for constructing artificial isolating barriers. Considering the exchange cation capabilities, both clays can also be used as components in hybrid waterproofing materials and bentonite-soil blends.

10

Kompozycje poliuretanowe do szybkiego prototypowania zawierające bentonity modyfikowane silseskwioksanami

Oleksy M., Oliwa R., Zawiła B., Budzik G.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 6

463-469

PL

Wytwarzano kompozyty lanej żywicy poliuretanowej (PUR) napełnianej bentonitami modyfikowanymi silseskwioksanami (POSS). Badano wpływ ilości i rodzaju dodanego do żywicy modyfikowanego bentonitu oraz typu stosowanej żywicy na właściwości mechaniczne oraz przetwórcze kompozytów z udziałem 1,5—4,5 % mas. nanonapełniacza. Stwierdzono, że dodatek do żywicy poliuretanowej modyfikowanych bentonitów spowodował wzrost wytrzymałości na rozciąganie o 40 % i udarności wg Charpy'ego o 70 %, pogorszeniu natomiast uległa twardość wg Rockwella, o 18 %. Kompozyty wykazywały typowe cechy nanokompozytów polimerowych modyfikowanych glinokrzemianami, z charakterystyczną morfologią drobnopłytkową kruchych przełomów, obserwowaną za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Na dyfraktogramie WAXS stwierdzono zanik piku odpowiadającego odstępowi między płytkami modyfikowanego bentonitu.

EN

Cast polyurethane resins (PUR) filled with bentonites modified with silsesquioxanes (POSS) were prepared. The effect of amount and type of modified bentonites as well as the type of resin used on mechanical and processing properties of composites containing 1,5—4,5 wt. % nanofiller was studied. The addition of modified bentonites to the polyurethane resin resulted in the increase of tensile strength by 40 % and Charpy impact resistance by 70 %, however, the decrease in Rockwell hardness by 18 % was found. The structure of the composites resembled that of typical aluminosilicate clay/polymer nanocomposites with fine platelets morphology of brittle fractures observed by scanning electron microscopy (SEM) and the disappearance of the peak corresponding to the distance between bentonite platelets in WAXS diffractogram.

11

Zastosowanie soli amoniowych do modyfikacji bentonitów stosowanych jako napełniacze kompozytów żywicy epoksydowej

Oleksy M., Heneczkowski M., Galina H.

Przemysł Chemiczny

|

2010

|

T. 89, nr 11

1487-1490

12

Badania wpływu modyfikowanego bentonitu na właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu kompozytów na osnowie poliolefin

Szpilska K., Kudła S.

Przemysł Chemiczny

|

2010

|

T. 89, nr 10

1283-1285

13

Uniepalnione kompozyty epoksydowe

Oleksy M., Heneczkowski M, Mossety-Leszczak B., Galina H., Budzik G.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 5

1372-1377

PL

Przeprowadzono badania nad napełnianiem żywicy epoksydowej EpidianR 6 bentonitami Specjal i SN modyfikowanymi czwartorzędową solą amoniową (QAS). Przedstawiono wpływ sposobu i temperatury homogenizacji układów napełniacz-żywica na stopień rozsunięcia płytek napełniaczy w kompozycie podczas ich przetwarzania. Udział modyfikowanych i niemodyfikowanych glinokrzemianów zmieniano w zakresie 0,5÷5,0 % mas. Oceniono właściwości uniepalniające pod kątem stosowania tych kompozytów w elementach konstrukcji lotniczych a uzyskane wyniki badań przedstawiono w tabeli 1. Stwierdzono, że w zakresie 0,5÷1,0% mas. dodatku modyfikowanych QAS bentonitów BSN i BS (BSNQAS, BSQAS) uzyskuje się stosunkowo największy przyrost odporności kompozytów na płomień (rys. 3÷5). Efekt ten wspomagany jest także drobnopłytkową strukturą morfologii obserwowaną na kruchych przełomach za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) (rys. 6 i 9).

EN

A study on filling the epoxy resin EpidianR 6 with bentonites Specjal and SN modified with a quaternary ammonium salt is presented. The effects of the procedure and homogenization temperature applied for the system resin-filler during its processing upon the degree of widening the gaps be- tween platelets of the filler in the composite. The content of both modified and unmodified aluminum silicates was changed in the range 0.5-5.0 wt.%. The fire resistance properties of the composites (shown in Table 1) were assessed from the point of view of their potential applications in aircraft elements. It was found that when the amount of the QAS modifies bentonites BSN and BS (BSNQAS, BSQAS) was in the range of 0.5÷1.0 wt.% the fire resistance of composites increased the most rapidly (Fig. 3÷5). The effect was enhanced by the tiny layered morphology of the bentonites seen in SEM microphotographs of the brittle fracture surfaces of the composites (Fig. 6 and 9).

14

Zastosowanie bentonitów w technologii oczyszczania ścieków komunalnych

Gluzińska J., Legutko M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2010

|

Nr 1

35-37

EN

Results of researching communal sewage treatment done with the application of synthetic coagulant as well as both natural and modified bentonites. Struvite solution curve for water environment.

15

Geologia Almerii - półpustynnej krainy Hiszpanii

Labus M.

Geoturystyka

|

2009

|

nr 1-2

33-40

PL

W artykule przedstawiono atrakcje geoturystyczne pustynnej prowincji Andaluzji (Hiszpania), jaką jest Almeria. O atrakcyjności tej do niedawna zapomnianej prowincji decydują warunki klimatyczne, środowiskowe, a także szczególna budowa geologiczna. W budowie geologicznej biorą udział zmetamorfizowane i silnie sfałdowane skały starszego podłoża, należące do masywu iberyjskiego, sfałdowane podczas orogenezy alpejskiej kompleksy Gór Betyckich, a także osady neogeniczne wypełniające basen śródgórski. Najbardziej interesującym obszarem jest Cabo de Gata-Nijar Natural Park, gdzie można zobaczyć stożki i kaldery powstałe w wyniku mioceńskiej działalności wulkanicznej, różnorodne skały magmowe i osadowe, a także relikty dawnej kopalni złota Rodalquilar.

EN

The paper presents selected geosites in the arid Province of Almeria (Andalucia, Spain). This region is famous of exceptional, climatic and environmental conditions as well as of geological features. The three geological units are distinguishable in the Almeria: strongly folded and deformed metamorphic rocks of the Iberian Massif, Alpine mountain chain of the Betic Cordilliera and intra-montane basin filled with Neogene sediments. The most interesting is the region of Cabo de Gata-Nijar Natural Park, where the Miocene volcanic domes and calderas can be seen in the field. There is also a variety of exposed, igneous and sedimentary rock, as well as the relics of gold mine in Rodalquilar.

16

Modyfikowane bentonity jako adsorbenty par węglowodorów

Oleksy M., Heneczkowski M.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 3

219-223

PL

Przeprowadzono organofilizację trzech typów handlowych bentonitów o symbolach SN, BS, BW za pomocą różniących się budową chemiczną czwartorzędowych soli amoniowych (QAS). Scharakteryzowano wpływ rodzaju podstawników przy atomie azotu w QAS na zdolności adsorpcyjne modyfikowanych bentonitów w odniesieniu do 5 rozmaitych węglowodorów: benzyny silnikowej, oleju napędowego, benzenu, heksanu i toluenu. Próbką porównawczą był niemodyfikowany zeolit. Najlepsze rezultaty - tj. największe wartości maksymalnego przyrostu masy (w %) - uzyskano w przypadku bentonitu SN modyfikowanego QAS z jednym podstawnikiem benzylowym, jednym decylowym i dwoma metylowymi.

EN

The processes of organophilization of three types of commercial bentonites, markes with symbols SN, BS and BW, with quaternary ammonium salts differing in chemical structure (QAS, Table 1 and 2) were carried out. The effects of type of substituent at nitrogen atom in QAS on adsorbing capacity of modified bentonites towards 5 various hydrocarbons: gasoline, diesel fuel, benzene, hexane and toluene has been characterized. Unmodified zeolite was used as a reference sample (Table 3, Fig. 1 and 2). The best results (maximal values of weight rise, in %) were obtained for SN bentonite modified with QAS with one benzyl, one decyl and two methyl substituents.

17

Composites of unsaturated polyester resins applied in vacuum casting technology

Oleksy M., Heneczkowski M., Budzik G.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 2

144-147

EN

The paper deals with hydrophobization of bentonites (layered aluminosilicates) with quaternary ammonium salts (QAS) and potential application of the products obtained as fillers for preaccelerated unsaturated polyester resins (UPs) to be applied in vacuum casting. Natural purified bentonites of "Special" and "SN" type, enriched with montmorillonite and modified with QAS according to the earlier patented method were used. An addition of modified bentonites (1.5 or 3.0phr) to commercial preaccelerated UPs, caused a considerable improvement in mechanical properties (tensile strength, Brinell hardness and Charpy impact strength). Also, a clear effect of nanofiller concentration in resin on the quality of cast products was observed.

PL

Przedmiotem pracy były hydrofobizacja bentonitów (glin o budowie warstwowo-pakietowej) czwartorzędowymi solami amoniowymi (QAS) i możliwości zastosowania otrzymanego produktu jako napełniacze preakcelerowanych nienasyconych żywic poliestrowych (UP) do zastosowania w odlewaniu próżniowym Vaccum Casting. W pracy zastosowano naturalne oczyszczone i wzbogacone w montmoryllonit bentonity "Specjal" i "SN", a metoda ich modyfikacji QAS była zgodna z opatentowanym sposobem. Stwierdzono, że dodatek modyfikowanych bentonitów (1.5 i 3.0%) do handlowych preakcelerowanych UP, spowodował znaczną poprawę właściwości mechanicznych (wytrzymałości na rozciąganie, twardości próbek wg Brinella oraz udarności bez karbu Charpy'ego). Zaobserwowano także wyraźny wpływ stężenia nanonapełniacza w żywicy na jakość odlewanych wyrobów.

18

Kompozyty żywicy epoksydowej zawierające modyfikowane bentonity

Oleksy M., Heneczkowski M., Galina H.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 11-12

799-808

PL

Przedmiotem pracy była organofilizacja bentonitów czwartorzędową solą amoniową - chlorkiem alkilo-benzylo-di-metyloamoniowym (QAS) - i zbadanie możliwości zastosowania otrzymanego produktu jako napełniacza żywic epoksydowych (EP). Skuteczność takiej modyfikacji (stopień rozsunięcia płytek w bentonicie) oceniano metodą rentgenograficzną. Płynne kompozycje EP ze zmodyfikowanymi bentonitami charakteryzowały się dużym współczynnikiem tiksotropii, a dalszą ich zaletą było ograniczenie sedymentacji dodatku podczas przechowywania mieszaniny. Stwierdzono, że dodatek modyfikowanych bentonitów (w ilości Ł5,0 % mas.) do handlowej żywicy epoksydowej spowodował znaczną poprawę wytrzymałości na rozciąganie, wydłużenia względnego przy zerwaniu, twardości wg Brinella i zwłaszcza udarności bez karbu (niekiedy niemal trzykrotną). Zaobserwowano przy tym wyraźny wpływ temperatury homogenizacji żywicy z napełniaczem na zbadane właściwości mechaniczne kompozytów. Kompozyty EP z modyfikowanymi bentonitami wykazywały cechy nanokompozytów: zwiększoną sztywność, wytrzymałość, przezroczystość i scharakteryzowaną metodą skaningowej mikroskopii elektronowej drobnopłytkową morfologię przełomu.

EN

The subject of the paper is organophilization of bentonites (Table 1) with quaternary ammonium salt (QAS): alkylbenzyldimethylammonium chloride, and investigation of the product application as a filler for epoxy resins (EP). The effectiveness of such modification of a clay (degree of bentonite platelets' intercalation) was evaluated using X-ray diffraction method (Fig. 2). Liquid EP compositions with modified bentonites showed high thixotropy coefficient. Limited sedimentation of the filler during the storage was the additional advantage of them (Fig. 3, Table 2). It was found that the addition of modified bentonite (in an amount up to 5.0 wt. %) to the commercial epoxy resin caused significant improvement in tensile strength, unit elongation at break, Brinell hardness and especially unnotched impact strength (sometimes even threefold). A clear effect of homogenization temperature of the resin filled on the tested mechanical properties of the composites was also observed (Table 3-6, Fig. 4-11). The composites of EP with modified bentonites showed the features of nanocomposites: improved stiffness, strength, transparency and fine-platelets morphology of fractures, characterized by scanning electron microscopy (Fig. 12-15).

19

Modyfikowane bentonity (montmorylonity) jako podstawa rozwoju nanomateriałów polimerowych w kraju

Spychaj T., Heneczkowski M., Pigłowski J., Oleksy M., Kowalczyk K., Kiersnowski A., Galina H.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 6

1296-1302

PL

Omówiono wyniki badań nad modyfkacją organoflizującą bentonitów (od krajowego dostawcy zakładów Górniczo-Metalowych „Zębiec” S.A.) oraz ich stosowaniem w różnych materiałach polimerowych, uzyskane w trzech zespołach badawczych politechnik: Rzeszowskiej, Szczecińskiej oraz wrocławskiej, w ramach projektu zamawianego PbZ-kbn-095/t08/2003. I tak, opisano rezultaty badań nad materiałami nanokompozytowymi z poliamidu 6 (pA6) oraz bentonitu/montmorylonitu (MMT) modyf-kowanego we własnym zakresie, za pomocą soli amoniowej otrzymanej z udziałem pochodnych olejów roślinnych – uzyskane przez zespół politechniki wrocławskiej. Korzystny wpływ zastosowanego organo-bentonitu (5 % wag.) stwierdzono porównując wartości: (i) naprężenia zrywającego (ok. 66 % wzrost), (ii) sztywności (wzrost modułu younga o ok. 40 %) oraz stabilność termiczną hDT nanokompozytów – z niemodyfkowanym PA6. Zespół Politechniki Rzeszowskiej przedstawił wyniki badań nad organoflizacją MMT za pomocą komercyjnej czwartorzędowej soli amoniowej firmy Lonza, a także efekt zastosowania uzyskanego organobentonitu na właściwości odlewów z kompozycji epoksydowych i z nienasyconych żywic poliestrowych. Sporządzano kompozycje z nienasyconej żywicy poliestrowej – polimal 109py (nŻp) oraz ma-łocząsteczkowej żywicy epoksydowej – epidian 6 (E6) o zawartości napełniacza: 0,5; 1,0; 3,0 i 5,0 % wag. Stwierdzono, że materiały napełnione modyfkowanym MMT cechują się znacznie lepszymi właściwościami mechanicznymi, w porównaniu do nienapełnionych: (i) wytrzymałości na rozciąganie (25 ÷ 72 % dla NŻP i 27 ÷ 78 % dla E6), (ii) twardości wg Brinella (30 ÷ 110 % dla NŻP i 25 ÷ 95 % dla e6) oraz (iii) udarności wg charpy’ego (50 ÷ 200 % dla NŻP i 30 ÷ 180 % dla E6). Przedstawiono też rezultaty badań nad modyfkacją hydrofobizującą bentonitów za pomocą soli amoniowych syntezowanych we własnym zakresie (z dostępnych na rynku surowców) oraz stosowania jednego z otrzymanych organobentonitów w wodorozcieńczalnych epoksydowych kompozycjach powłokowych, uzyskane przez zespół Politechniki Szczecińskiej. Przy użyciu różnych „własnych” soli amoniowych, wg opracowanej w zespole metody modyfkacji montmorylonitu, otrzymywano organobentonity wykazujące rozsunięcie płytek glinokrzemianowych dochodzące do ok. 41A. Już obecność 0,5 % wag. modyfkowanego MMT, w powłokach lakierowych naniesionych na podłoże stalowe (utwardzanych w temperaturze pokojowej przez 7 dni) wpływa na wyraźną poprawę cech użytkowych powłok: (i) przyczepności do podłoża wg PN-80/C-81531 (osiągnięcie 1° przyczepności, tj. najwyższej), (ii) odporności na zarysowanie wg PN-65/C-81527 (wzrost z 800 g do 1025 g obciążenia rylca) oraz (iii) obniżenie nasiąkliwości wg PN-76/C-81521 (spadek z 4,8 % wag. do 2,8 % wag., po dwóch dniach zanurzenia w wodzie destylowanej). Rezultaty przedstawionych badań, a także próby modyfkacji bentonitu w skali ćwierćtechnicznej w zgM „Zębiec” S.A. wskazują, że napełniacze organo-montmorylonitowe opracowane we wspólnym konsorcjum badawczym, mogą skutecznie konkurować z produktami handlowymi renomowanych producentów. wyniki te uzasadniają celowość kontynuowania prac nad technologią modyfkacji bentonitów i uruchomienia krajowej produkcji nanonapełniaczy glinokrzemianowych, a także zainteresowania nimi szerokiego kręgu odbiorców.

EN

Results of research on organophilic modification of bentonites (from domestic supplier – Zakłady Górniczo-Metalowe “Zębiec” S.A.) and their application in different polymeric materials have been described. The work was performed within the scientific project – PBZ-KBN-095/ T08/2003 in three research teams, at Universities of Technology from: Rzeszów, Szczecin and Wrocław. The research data about nanocomposite materials based on polyamide 6 (PA6) and bentonite/montmorillonite (MMT) modified with ammonium salt derived from vegetable oils obtained in Wrocław group has been presented. The beneficial effect of the organobentonite (5 wt %) was found by comparing: (i) stress at break (ca. 66 % increase), (ii) stiffness (ca. 40 % increase of Young’s modulus) and thermal stability HDT of the nanocomposites, with the respective data for unmodified PA6. The research team of Rzeszów University of Technology has presented the results of MMT modification using commercial quaternary ammonium salt (produced by Lonza), as well as the effect of application of the organobentonite – on the properties of the casting materials based on epoxy and unsaturated polyester resins. The compositions of unsaturated polyester resin – Polimal 109Py (UPR) and low molecular weight epoxy resin – Epidian 6 (E6) containing different amount of the filler: 0.5, 1.0, 3.0, and 5.0 wt % were prepared. It was found that the materials filled with modified MMT show upgraded mechanical properties, as compared to those for unfilled: (i) tensile strength (25 ÷ 72 % for UPR and 27 ÷ 78 % for E6), (ii) Brinell hardness (30 ÷ 110 % for UPR and 25 ÷ 95 % for E6) and (iii) Charpy impact strength (50 ÷ 200 % for UPR and 30 ÷ 118 % for E6). The results of Szczecin University of Technology research group on hydrophobic modification of two types of bentonites with ammonium salts synthesised in own laboratory (from commercially available substrates) and the application one of the organophilized MMT in waterborne epoxy coating compositions have been described. These organobentonites revealing the aluminosilicate plates displacement up to ca. 41A were obtained using the developed method. It was shown that the presence of even 0.5 wt % of the modified MMT in varnish coat applied on steel plate (hardened for seven days at room temperature) influenced the improvement of the coating properties: (i) adhesion in accordance with PN -80/C-81531 (the highest value of 1° was attained), (ii) scratch resistance in accordance with PN -65/C-81527 (an increase from 800 g to 1025 g of burin loading) and (iii) decrease of water uptake in accordance with PN -76/C-51521 (from 4.8 wt % to 2.8 wt %, after two days of immersion in distilled water). The results of presented research as well as quartertechnical bentonite modification tests at ZG M “Zębiec” SA revealed that organomontmorillonites developed in a scientific research consortium might effectively compete with products offered by commercial producers. These figures substantiate the necessity of continuation of the research on bentonite modification technology and implementation of domestic production of aluminosilicate nanofillers for wide circle of final users.

20

Bentonity jako uniwersalny surowiec wielu dziedzin przemysłu

Wyszomirski P., Lewicka E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2005

|

T. 21, z. 3

5-19

PL

Bentonity wyróżniają się wieloma specyficznymi właściwościami, takimi jak: zdolność wymiany jonowej, podatność na dyspergowanie wodą, doskonałe właściwości sorpcyjne, zdolność pęcznienia oraz tworzenia zawiesin tiksotropowych. Te cechy determinują przydatność technologiczną bentonitów w wielu dziedzinach, m.in. w odlewnictwie, wiertnictwie, budownictwie, rolnictwie czy ceramice. W Polsce kopaliny te były pozyskiwane okresowo: do 1975 r. ze złóż Chmielnik i Trepcza, w latach 1966-1992 w KWK Milowice (później KWK Czerwona Gwardia, a następnie Saturn), w okresie 1962-1987 - ze złoża Chmielnik-Ciecierze oraz w latach 1991-1996 - ze złoża Krzeniów. Obecnie niemal całość podaży bentonitu surowego w Polsce pochodzi z importu. Dostawy bentonitów do Polski są od wielu lat zdominowane przez Słowację (45-77%). Pochodzą one przede wszystkim z jednego z największych złóż bentonitów w Europie - Jelsovy Potok. W złożu tym eksploatowane są najbardziej cenione, białe bentonity, wyróżniające się niską zawartością tlenków żelaza (2,0-2,8% Fe203). Są one importowane do Polski (m.in. przez zakłady ZGM Zębiec k. Starachowic i ZCh Siarkopol w Tarnobrzegu) w postaci surowej i poddawane przeróbce mechanicznej oraz aktywacji chemicznej. Innymi ważnymi dostawcami są: Ukraina i Włochy, a ostatnio także Indie. Bentonity głęboko przetworzone pochodzą głównie z Niemiec (produkty Süd Chemie AG) i Wielkiej Brytanii.

EN

Bentonites are characterised by many specific properties, e.g.: high ion exchange capacity, compliance to water dispersion, excellent sorption properties, strong swelling in polar liquids, and high tixotropy. These properties determine the mineral commercial applications in a wide range of markets, including: foundry, drilling, civil engineering, agriculture, ceramics etc. In Poland bentonites were mined temporarily: up to 1975 - from the Chmielnik and the Trepcza deposits, in the years 1966-1992 - in Hard Coal Mine Milowice (later called Czerwona Gwardia, and finally - Saturn), 1962-1987 - from the Chmielnik-Ciecierze deposit, and 1991-1996 - from the Krzeniów deposit. At present, almost all the raw bentonite supply in Poland originates from abroad. For many years these deliveries have been dominated by the Slovak Republic (45-77%). The raw material has come primarily from one of the largest deposit of bentonite in Europe - Jelsovy Potok. The deposit is mined for the most priced white bentonite, which is characterised by low content of iron oxide (2,0-2,8% Fe203). Raw bentonite is imported to Poland, primarily by the ZGM Zębiec near Starachowice and ZCh Siarkopol of Tarnobrzeg, and domestically processed mechanically and by chemical activation. Other important suppliers are Ukraine and Italy, most recently joined by India. High-grade bentonites are mainly purchased from Germany (products of the Süd Chemie AG) and from the United Kingdom.