Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Calcined aluminium oxide nanopowders of boehmite origin and narrow particle size distribution

Pyda W., Kędzierska A., Morgiel J., Moskała N.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

376--383

EN

The synthesis of aluminium oxide powders composed of nanocrystalline particles of high temperature polymorphs that show extremely narrow size distributions is reported. Al(NO3)3∙9H2O was used as a reagent in two bottom-up synthesis processes: i) calcination of precursor boehmite obtained through controlled dehydroxylation of aluminium hydroxide, and ii) calcination of a hydrothermally crystallized precursor boehmite. The former method is solely the solid state synthesis of the product, the latter one involves crystallization of the precursor in a liquid state. Both methods, creating different crystallization conditions for boehmite, deliver alumina particles of different mechanical strength and therefore different behaviour during comminution. The processes of alumina nanopowder preparation were accompanied by intensive attrition milling at crucial manufacturing stages. The influence of the applied ways of boehmite precursor preparation on the morphology and size distribution of alumina particle was studied. The nano-powder composed of α-Al2O3 and a mixture of θ-Al2O3 and α-Al2O3 was produced in the case of the conventional calcination and hydrothermal method, respectively. The additional attrition milling of the hydrothermal boehmite product heated for 1 h at 450 °C decreased a crystallization temperature of α-Al2O3 from 1297 °C to 1199 °C when compared to the unmilled product. A crystallization temperature of 1185 °C was determined for the solely calcined alumina powder. The hydrothermal treatment followed by pre-calcination at 450 °C and attrition milling allowed obtaining mesoporous θ-Al2O3 nano-particles of elongated shapes and sizes in the range of 60-300 nm with a median of 150 nm when crystallized for 0.5 h at 1040 °C. When the same comminution conditions applied to the finally calcined precursor, the alumina powder originated from the precursor, which has not been treated hydrothermally, was composed of particles ranging from 35 nm to 3 μm with a median of 200 nm and the presence of some amount of the fraction of 20-180 μm. Thus, a significant role of the hydrothermal treatment combined with low temperature pre-calcination and attrition milling has been proved for the manufacturing of narrow distribution Al2O3 nanopowders.

PL

Opisano syntezę proszków tlenku glinu, złożonych z nanocząstek odmian wysokotemperaturowych, które charakteryzują się wąskim rozkładem wielkości. Azotan glinu Al(NO3)3∙9H2O wykorzystano jako prekursor w dwóch procesach bottom-up: i) kalcynacja prekursora bemitowego otrzymanego w drodze kontrolowanej dehydroksylacji wodorotlenku glinu, ii) kalcynacja prekursora bemitowego krystalizowanego hydrotermalnie. Pierwsza z metod jest wyłącznie syntezą w fazie stałej, druga obejmuje krystalizację prekursora w fazie ciekłej. Obydwie metody, tworząc różne warunki krystalizacji bemitu, dostarczają cząstek tlenku glinu o różnej wytrzymałości mechanicznej i dlatego różniące się zachowaniem podczas rozdrabniania. Proces przygotowania nanoproszków obejmował również intensywne mielenie ścierne zastosowane w kluczowych etapach wytwarzania. Zbadano wpływ zastosowanych sposobów otrzymywania prekursora glinowego na morfologię i rozkład wielkości cząstek w nanoproszkach tlenku glinu. Nanoproszki złożone z α-Al2O3 lub mieszaniny θ-Al2O3 i α-Al2O3 wytworzono w przypadku odpowiednio metody kalcynacji i metody hydrotermalnej. Dodatkowe mielenie ścierne hydrotermalnie otrzymanego produktu bemitowego, który ogrzano przez 1 h 450 °C wpłynęło na obniżenie temperatury krystalizacji α-Al2O3 z 1297 °C do 1199 °C w porównaniu z produktem niemielonym. Temperaturę krystalizacji wynoszącą 1185 °C stwierdzono w przypadku proszku α-Al2O3 otrzymanego wyłącznie metodą kalcynacji. Obróbka hydrotermalna z następczą prekalcynacją w 450 °C i mieleniem ściernym pozwoliło na uzyskanie mezoporowatych nanocząstek θ-Al2O3 o wydłużonych kształtach i rozmiarach w zakresie 60-300 nm i medianie wynoszącej 150 nm, wtedy gdy krystalizowano je przez 0,5 h w 1040 °C. W przypadku zastosowania takich samych warunków rozdrabniania do finalnie kalcynowanego prekursora, nieotrzymanywanego w procesie krystalizacji hydrotermalnej, proszek α-Al2O3 składał sie z cząstek o rozmiarach od 35 nm do 3 μm z medianą przy 200 nm i zawierał również pewną ilość frakcji 20-180 μm. W ten sposób wykazano znaczącą rolę połączenia obróbki hydrotermalnej i niskotemperaturowej prekacynacji z następczym mieleniem ściernym na wytwarzanie nanoproszków Al2O3 o wąskim rozkładzie cząstek.

2

Reakcje bemitu z kwasami karboksylowymi — prosta metoda syntezy nanonapełniaczy hybrydowych

Florjańczyk Z., Dębowski M., Plichta A., Affek M.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 3

168-176

PL

Przedstawiono wyniki prac badawczych zmierzających do ustalenia struktury produktów powstających w wyniku modyfikacji bemitu kwasami karboksylowymi oraz podano przykłady możliwości wykorzystania tych produktów jako nanonapełniaczy. Wykazano, że w badanych układach tworzą się zasadowe dikarboksylany glinu, których morfologia w istotnym stopniu zależy od rodzaju użytego kwasu. Krystaliczne produkty powstające w reakcjach bemitu z kwasem metakrylowym, propionowym lub 4-hydroksybenzoesowym tworzą nanowłókna, których dodatek korzystnie wpływa na właściwości mechaniczne usieciowanej nienasyconej żywicy poliestrowej. Pochodna zawierająca w swej strukturze wiązania nienasycone i długie łańcuchy alkilowe wykazuje znaczną reaktywność w rodnikowej kopolimeryzacji ze styrenem lub metakrylanem metylu co umożliwia praktyczne jej wykorzystanie w charakterze koreagenta podczas sieciowania.

EN

The paper presents the results of research aimed at the determination of the structure of products formed as a result of the modification of boehmite (Fig. 1) with carboxylic acids (Table 1) and gives some examples of possible applications of the products as nanofillers (Table 2—3). It has been shown that, in the systems studied, basic aluminum dicarboxylates are formed and their morphology strongly depends on the structure of the carboxylic acid (Fig. 5). The crystalline products obtained in the reaction of boehmite with methacrylic, propionic or 4-hydroxybenzoic acids form nanofibers that affect in a positive way the mechanical properties of the cured unsaturated polyester resin (Table 2). The derivative containing unsaturated bonds as well as long aliphatic chains in its structure, exhibits high reactivity in radical copolymerisation with styrene or methyl methacrylate, which enables its practical application as a co-reagent during the crosslinking (Table 3, Fig. 7).

3

Structure and properties of polyurethane nanocomposites modified by dibutyl phosphate boehmite

Ryszkowska J., Jurczyk M.

Materials Science Poland

|

2008

|

Vol. 26, No. 2

365--371

EN

The paper reports on the application of the quantitative analysis of images to describe morphological properties of nanocomposites composed of polymers and organically modified boehmite. Images of boehmite, as well as the fracture and cut surfaces of composites, were obtained using high resolution electron microscopy technique and atomic force microscopy. Quantitative analysis of the images of fracture structure obtained by the SEM technique allowed one to explain the mechanism of changes of the mechanical properties of polyurethane nanocomposites. Parameters of stereological analysis were used to evaluate the diameter of the agglomerates of nanofillers and the analysis of relationships between the nanocomposite structure and properties.

4

Nanokompozyty poliuretanowe z bemitem

Jurczyk-Kowalska M., Ryszkowska J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją

|

2007

|

Nr 4

87-92

PL

Zastosowanie małych ilości (poniżej 15 phr) modyfikowanego montmorylonitu (oMMT)jako napełniacza zastępującego sadzę było przedmiotem wielu badań. W tej pracy przebadano wpływ wspólnego dodania sadzy i modyfikowanego montmorylonitu, przy ich sumarycznym stężeniu 50 phr, na właściwości mieszanki gumowej. Dodanie montmorylonitu zmienia charakterystykę sieciowania kauczuku oraz moduły G' i G" w sposób zależny od jego stężenia.

EN

The use of organomodified montmorillonite (oMMT) in rubber was investigated many times, but only as substitute of carbon black and in small concentration (below 15 phr). In this work, interaction of carbon black and oMMT (total concentration 50 phr) used simultaneously in rubber compound was investigated. The oMMT changes the cure characteristics, storage (G') and the loss (G") moduli.

5

Telechelic oligomers made from ethylene oxide and phosphoric acid. Structure and transformation into organoaluminum polymers

Florjańczyk Z., Lasota A., Leśniewska-Mizak M.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 6

389-397

EN

The reaction of phosphoric acid with ethylene oxide (EOX) in organic solvents or water has been studied at -5 °C to +30 °C by means of NMR and MALDI-TOF spectroscopy. Linear telechelic oligomers comprising 4-25 ethylene oxide monomeric units and 3 terminal hydroxyl groups were found to be the main products of this reaction. Side products include cyclic esters, condensation products containing 2-3 phosphorus atoms in the chain and oligodiols. The esters are stable at temperatures up to 170 °C; and in water exhibit strong resistance to hydrolysis up to approx. 80 °C. Aqueous medium at 100 °C in presence of aluminum oxohydroxide in the form of boehmite leads to hydrolysis of one ester bond, in situ yielding a diester, which reacts with the boehmite to form hybrid phosphate-alumoxane structures; with molar ratio of P:AI in such polymers of approx. 1.1. A transparent colloidal dispersion with a broad molecular weight spread of the polymer component and low limiting viscosity number (about 0.002 cm3/g) is formed. Lowest molecular weight fractions form true solutions in water and DMSO.

PL

Zbadano przebieg reakcji kwasu fosforowego z tlenkiem etylenu (EOX) w rozpuszczalnikach organicznych i w wodzie w temp. od -5 °C do +30 °C. Na podstawie analizy widm NMR (rys. 1 i 2) oraz MALDI-TOF (rys. 3) stwierdzono, że głównymi produktami tej reakcji są oligomeryczne triestry zawierające w sumie 4-25 jednostek oksyetylenowych i 3 końcowe grupy hydroksylowe [wzór (I)]. Produkty uboczne to estry cykliczne [wzór (II)], produkty kondensacji zawierające w łańcuchu 2-3 atomy fosforu (wzory (IV) i (V)| oraz oligodiole. Otrzymane estry są stabilne termicznie do temp. ok. 170 °C; w środowisku wodnym wykazują dużą odporność na hydrolizę do temp. ok. 80 °C (tabela 2). Stwierdzono, że hydroliza w temp. 100 C° w obecności hydroksytlenku glinu w postaci bemitu prowadzi do zhydrolizowania jednego wiązania estrowego z wytworzeniem in situ diestru, który reaguje z bemitem dając polimery hybrydowe o strukturze fosforano-alumoksanów [równanie (4)]; w polimerach tych stosunek molowy atomów P:Al wynosi ok. 1,1. Tworzą one koloidalną przezroczystą dyspersję o szerokim rozkładzie ciężaru cząsteczkowego składnika polimerowego i małej granicznej liczbie lepkościowej (ok. 0,002 cm3/g). Frakcje o najmniejszym ciężarze cząsteczkowym dają roztwory rzeczywiste w wodzie i sulfotlenku dimetylowym.

6

Synteza funkcjonalizowanych karboksyalumoksanów jako napełniaczy nanokompozytów polimerowych

Affek M., Dębowski M., Florjańczyk Z.

Polimery

|

2003

|

T. 48, nr 7-8

528-532

PL

Synteza funkcjo-nalizowanych karboksyalumoksanów jako napełniaczy nanokompozytów polimerowych Do syntezy alumoksanów zawierających różne grupy funkcyjne wykorzystano reakcje bemitu z kwasami karboksy-lowymi lub bezwodnikami. Przebieg tych reakcji (z kwasem akrylowym, metakrylowym lub mlekowym oraz bezwodnikiem maleinowym lub bursztynowym) śledzono metodą FT-IR i 13C NMR. W reakcjach bemitu z kwasem metakrylowym powstają karboksyalumoksany (KAO), które można wykorzystać jako reaktywne napelniacze w kopolimeryzacji rodnikowej. Akryloalumoksan modyfikowany resztami kwasu laurylowego (w ilości 30-80%) kopolimeryzowano ze styrenem otrzymując napełniacze lipofilowe zdolne do dalszej kopolimeryzacji z monomerami winylowymi. W reakcjach bemitu z kwasem mlekowym powstają nanocząstki o wymiarach do 200 nm. Wymiary tych cząstek oraz rozkład wymiarów można kontrolować warunkami prowadzenia procesu. KAO otrzymane z bemitu i bezwodnika maleinowego lub bursztynowego zawierają wolne grupy karboksylowe, które mogą być aktywne w procesach polikondensacji.

EN

The reactions of boehmite with carboxylic acids or andydrides [see Table I and equation (1)] have been used for the synthesis of alumoxanes containing various functional groups. The courses of the reactions (with acrylic, metacrylic or lactic acids and maleic or succinic anhydrides) were monitored using FT-IR (Figs. 1, 5-7) and C-13 NMR (Fig. 2) methods. The reactions of boehmite with metacrylic acid lead to carboxyalumoxanes (KAO) which can be used as reactive fillers in radical copolymerization reactions. Acryloalumoxane modified with lauric acid radicals (amounts 30-80%) was polymerized with styrene and lipophylic fillers able to further copolymerization with vinyl monomers have been obtained. Products of the reaction of boehmite with lactic acid are nanoparticles of size up to 200 nm (Fig. 3 and 4). Particle size and particle size distribution can be controlled by the reaction conditions. KAOs obtained from boehmite and maleic or succinic anhydrides contain free carboxylic groups which can be active in polycondensation processes.