Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

TG-DTG-DSC, FTIR, DRIFT, and Py-GC-MS Studies of Thermal Decomposition for Poly(sodium acrylate)/Dextrin (PAANa/D) – New Binder BioCo3

Grabowska B., Kaczmarska K., Bobrowski A., Żymankowska-Kumon S., Kurleto-Kozioł Ż.

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2017

|

Vol. 1, no. 1

27--32

EN

TG-DTG-DSC, FTIR, DRIFT, and Py-GC-MS studies have been conducted to determine the effect of the thermal decomposition conditions and structure of foundry binder BioCo3 in the form of a composition poly(sodium acrylate)/dextrin (PAANa/D) on the progress of degradation in terms of processes occurring in foundry sands in contact with liquid metal. TG-DTG-DSC curves of the composition allowed us to determine the temperature range in which they do not undergo degradation, by which they do not lose their binding properties. With temperature increasing, physical and chemical changes occur that are related to the evaporation of solvent water (20–110°C), followed by the release of constitution water, and finally intermolecular dehydration (110–230°C). In this temperature range, processes that are mainly reversible take place. Within a temperature range of 450–826°C, polymer chains are decomposed, including the decomposition of side chains. Within a temperature range of 399–663°C, polymer composition decomposition can be observed (FTIR, DRIFT), and gas products are generated from this destruction (Py-GC-MS).

2

Biodegradation of a new polymer binder based on modified starch in a water environment

Kaczmarska K., Grabowska B.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 40 no. 1

7--14

EN

In this study, the results of biodegradability of a new polymeric binder consisting of modified starch – Polvitex Z (by Xenon) in a water solution are presented. Biodegradation tests were conducted in accordance with the Zahn–Wellens method, which is intended to denote the susceptibility to biodegradation by microorganisms (in high concentrations during the static test) of the non-volatile, watersoluble organic compounds. Observations of the decomposition process were carried out through regular, daily or at certain time intervals by measurement the Chemical Oxygen Demand (COD) and level of biodegradability (RT) in the prepared samples during the test. The study showed that the starch binder is fully biodegradable material in an aqueous medium.

PL

W niniejszej pracy zostały omówione wyniki badań stopnia biodegradacji roztworu wodnego modyfikatu skrobiowego Polvitex Z firmy Xenon – materiału polimerowego użytego jako spoiwo do mas formierskich. Testy biodegradacji przeprowadzono zgodnie z metodą Zahna–Wellensa, która ma na celu oznaczenie podatności nielotnych, rozpuszczalnych w wodzie związków organicznych na biodegradacje przez mikroorganizmy występujące w dużym stężeniu podczas badania statycznego. Obserwacje procesu rozkładu prowadzono przez regularne, codzienne lub w określonych przedziałach czasowych pomiary chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) i stopnia biodegradacji (R T), mierzonych w przygotowanych próbkach w trakcie trwania testu. Przeprowadzone badania wykazały, że spoiwo skrobiowe jest materiałem w pełni biodegradowalnym w środowisku wodnym.

3

Zastosowanie metod termoanalitycznych w badaniach odlewniczych spoiw polimerowych

Grabowska B.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2014

|

nr 9-10

51--55

PL

W artykule przedstawiono analizę lotnych produktów rozkładu nowych odlewniczych spoiw polimerowych BioCo przy zastosowaniu metody termograwimetrycznej (TG) sprzężonej on-line ze spektrometrią masową (MS). W zakresie temperatury 40-600°C stwierdzono sygnały dla małych mas cząsteczkowych, co świadczy o zachodzeniu procesu degradacji, fragmentaryzacji łańcuchów polimerowych i tworzeniu się małocząsteczkowych związków, w tym przede wszystkim H2O i CO2. Podczas degradacji prawdopodobnie powstają również rodniki alkilowe, na co wskazują sygnały MS. Przedstawiono wyniki badań emisji BTEX mas wiązanych spoiwami BioCo podczas procesu zalewania ciekłym żeliwem.

EN

In this paper presented the analysis of the volatile decomposition products was carried out by means of the thermogravimetric (TG) method coupled ”on-line” with the mass spectrometry (MS) method. At the temperature range 40–600°C the signals for small molecular masses were found, which indicates that the degradation process and the fragmentation of polymer chains occurred as well as the small particles were formed including, first of all, H2O and CO2. Probably during the degradation radicals are also formed, which is indicated by the MS signals. The basic the results of research of BTEX emission from tested moulded sands with binders BioCo on during liquid iron pouring were presented.

4

Analiza termiczna wodnych spoiw polimerowych - tlenowa i beztlenowa degradacja termiczna

Grabowska B., Grabowski G., Łucarz M.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2014

|

nr 5-6

58--60

PL

Podstawowe znaczenie dla charakterystyki polimeru ma określenie takich jego parametrów, jak: temperatura destrukcji, zeszklenia, topnienia, określonych ubytków masy czy przemian polimorfi cznych, które to decydują często o jakości produktu i jego zastosowaniu. Badaniom analizy termicznej (TG-DSC) poddano próbkę spoiwa polimerowego. Badania te miały na celu określenie zmian, jakie mogą zachodzić w masie odlewniczej w warunkach kontaktu z ciekłym metalem.

EN

To characterise a polymer, it is of fundamental importance to determine its parameters, like the temperatures of destruction, vitrification, melting point, specific mass losses or polymorphic transformations, which frequently determine the quality of the product and its applications. Thermal analyses (TG-DSC) of the sample of a polymer binder were conducted. These examinations were also aimed at identifying the changes that can take place in the casting paste when it comes into contact with liquid metal.

5

The reclamation of spent sand bonded by polymeric binder BioCo2

Grabowska B., Dańko R., Kaczmarska K.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 39, no. 1

33--38

PL

Regeneracja zużytego piasku łączonego spoiwem polimerowym BioCo2

6

BTEX emissions from BioCo2 bonded moulding sands

Loch B., Grabowska B., Kaczmarska K.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 39, no. 1

25--31

EN

The aim of the research was to determine the volume of BTEX emission (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) from BioCo2 bonded moulding sands. BioCo2, a new polymer binder, is a water solution of two - component polymer composition (polyacrylic acid and dextrin). Research on gas emissions were performed according to the method developed at Faculty of Foundry Engineering, AGH University of Science and Technology. The measurement of BTEX samples adsorbed on activated carbon was made with the use of gas chromatography (GC-FID) and was followed by a qualitative and quantitative analysis. The research showed that the volume of BTEX emissions was lower in BioCo2 bonded moulding sand than in resin-bonded sand Kaltharz U404.

PL

Przedstawione badania emisji gazów miały na celu określenie poziomu wydzielania związków chemicznych: benzenu, toluenu, etylobenzenu i ksylenów (BTEX) z masy wiązanej nowym spoiwem polimerowym BioCo2. Spoiwo stanowiło roztwór wodny dwuskładnikowej kompozycji polimerowej poli(kwas akrylowy)/dekstryna. Przeprowadzone pomiary emisji gazów wykonano według metody opracowanej na Wydziale Odlewnictwa AGH. Metoda pomiarów emisji umożliwiała pobranie próbek zaadsorbowanych gazów BTEX na węglu aktywnym w celu ich analizy jakościowej i ilościowej przy zastosowaniu techniki chromatografii gazowej (GC-FID). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że poziom emisji BTEX badanej masy podczas procesu zalewania ciekłym metalem był niski w porównaniu z poziomem emisji mas wiązanych żywicą Kaltharz U404.

7

Biodegradation of new polymer foundry binders composition of poly(acrylic acid)/dextrin

Grabowska B., Bulwan M., Zapotoczny S., Grabowski G.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 7-8

529-534

EN

Investigations were carried out focusing on novel polymeric binders and their susceptibility to biodegradation. As an example a water-soluble composition of poly(acrylic acid)/dextrin is presented. Determination of the total oxygen demand for biodegradation has been accomplished under laboratory conditions, in accordance with the static water test system (the Zahn-Wellens method). In that system the mixture in which the biodegradation takes place contains activated sludge as the inorganic nutrient and the investigated polymeric composition designed to be the exclusive source of carbon and energy. The progressively increasing biodegradation has been tested by means of the chemical oxygen demand and by the simultaneously determined degree of biodegradation Rt. These investigations have proven the poly(acrylic acid)/dextrin composition to be a material fully biodegradable in water. This statement is justified by degree of biodegradation Rt = 65 % which occurred on the 28th day of testing. At the same time a separate sample of the crosslinked polymeric composition was tested on the biodegradation resulting from storing the sample for over 6 months in garden soil. During that time several analyses were performed by means of the Raman spectroscopy, optical microscopy and atomic force microscopy (AFM). The intention was to study structural changes on surfaces resulting from the degradation.

PL

Przedstawiono badania biodegradacji nowego polimerowego spoiwa odlewniczego — wodorozpuszczalnej kompozycji poli(kwas akrylowy)/dekstryna. Degradację prowadzono w środowisku wodnym lub w glebie. Oznaczenie całkowitej tlenowej biodegradacji w środowisku wodnym wykonano w warunkach laboratoryjnych, zgodnie ze statycznym wodnym systemem testowym metodą Zahna-Wellensa. Poddana biorozkładowi mieszanina zawierała pożywkę nieorganiczną, osad czynny oraz kompozycję polimerową, stanowiącą jedyne źródło węgla i energii. Postęp biorozkładu próbki w środowisku wodnym oceniano na podstawie wartości chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) oraz stopnia biodegradacji (Rt), mierzonych w przygotowanych mieszaninach w trakcie trwania testu. Przeprowadzone badania wykazały, że kompozycja poli(kwas akrylowy)/dekstryna jest materiałem w pełni biodegradowalnym w środowisku wodnym. Wyznaczony w ostatnim, 28 dniu trwania testu stopnień biodegradacji (Rt) osiągnął poziom 65 %, co wg przyjętych norm oznacza, iż badaną kompozycję polimerową można uznać za w pełni biodegradowalną. Próbki usieciowanej kompozycji polimerowej poddawano, trwającej 6 miesięcy biodegradacji w glebie ogrodowej. Zmiany powierzchniowe oraz strukturalne wynikające z rozkładu próbki analizowano metodą spektroskopii Ramana oraz mikroskopii AFM i mikroskopii optycznej.

8

Spoiwa polimerowe - metody badań biodegradacji

Grabowska B., Olejnik E.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2012

|

nr 11-12

46--50

PL

W artykule przedstawiono badania nad przebiegiem procesu biodegradacji nowych spoiw polimerowych w środowisku wodnym i w glebie. Przeprowadzone badania biodegradacji w środowisku wodnym wykazały, że nowe spoiwa polimerowe są w pełni biodegradowalne w środowisku wodnym. Podczas procesu biodegradacji próbki usieciowanych spoiw polimerowych w glebie ogrodowej trwającego 6 miesięcy przeprowadzono analizy zmian powierzchniowych i strukturalnych wynikających z rozkładu próbki.

EN

The investigations on the biodegradation process pathway of the new polymer binders in water environment and in a soil are presented in the hereby paper. These investigations indicated that the new polymer binders constitutes the fully biodegradable material in water environment. During the 6 months biodegradation process of the crosslinked sample of the polymer binders in a garden soil several analysis of surface and structural changes, resulting from the sample decomposition, were performed.

9

Spoiwa polimerowe dla odlewnictwa - metody badań

Grabowska E.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2012

|

nr 3-4

52--55, [1]

PL

W zakresie inżynierii procesów odlewniczych obserwuje się wzrost wymagań związanych z parametrami technicznymi, ekologicznymi oraz ekonomicznymi spoiw polimerowych. Fakt ten sprzyja opracowaniu technologii z wykorzystaniem nowych środków wiążących oraz modyfikacji już stosowanych. Metody badań spoiw polimerowych opisane w niniejszym artykule stanowią przegląd nowoczesnych technik pomiarowych, które wychodzą naprzeciw coraz większym oczekiwaniom stawianym przez przemysł i ekologię.

EN

Increased requirements concerning the technical, ecological and economical parameters of polymer binders technology are currently observed within the foundry processes domain. This fact is in favour of the development of technologies with the application of new binding agents or modifi cation of those being already in use. The polymer binders investigation methods, presented in the hereby paper, constitute the review of modern measuring techniques, which are making an effort to meet the growing expectations of the industry and ecology.

10

Nowe kompozycje polimerowe typu poliakrylan/polisacharyd jako spoiwa dla odlewnictwa

Grabowska B., Holtzer M., Dańko R., Olejnik E.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

659--663

PL

Opisano wyniki badań nad nowymi rozpuszczalnymi w wodzie spoiwami w postaci kompozycji polimerowych poliakrylan/polisacharyd i zastosowaniem ich w odlewnictwie (rys. 1÷3). Przedstawiono możliwości sieciowania kompozycji poliakrylan/polisacharyd (spoiwo BioCo3), ich utwardzania w masie formierskiej za pomocą czynników sieciujących zarówno fizycznych, jak i chemicznych. Na podstawie zmian strukturalnych zaproponowano mechanizm sieciowania spoiwa BioCo3 (widma FTIR, rys. 4). Określono termiczną stabilność spoiwa oraz zmiany jakie mogą zachodzić w masie formierskiej w warunkach kontaktu z ciekłym metalem (analiza termiczna TG-DSC, rys. 5). Masy formierskie wiązane spoiwem BioCo3 charakteryzują się wytrzymałością na ściskanie (Rc u) rzędu 2 MPa, a na zginanie (Rg u) rzędu 1 MPa po 1 h odstawania próbki. Wykonane próby doświadczalne w odlewni potwierdziły wyniki badań laboratoryjnych. Wykonane odlewy żeliwne spełniają wszelkie wymagania jakościowe (rys. 6, 7). Opracowane spoiwo BioCo3 jest materiałem biodegradowalnym (metoda Zahn-Wellensa, rys. 8) oraz odnawialnym, w tej części, która nie uległa całkowitemu przepaleniu. Masy te nie stanowią zagrożenia dla środowiska i są szczególnie korzystne ze względu na małe wydzielanie BTEX. Badana masa ze spoiwem BioCo3 zużyta łatwo się wybija i charakteryzuje się dobrą podatnością na procesy regeneracji mechanicznej.

EN

The results of the research of polymer compositions polyacrylate/polysaccharide as the new water soluble binders and their application in the foundry industry (Fig. 1÷3) are presented in the paper. The possibilities of the polymeric composition polyacrylate/polysaccharides (BioCo3 binder) cross-linking, its hardening in the moulding sand by means of the cross-linking factors both physical and chemical, are presented. On the grounds of the structure changes the mechanism of the cross-linking process was proposed (FTIR spectra, Fig. 4). The thermal stability of the BioCo3 binder as well as the changes, which can occur in the moulding sand when it is in contact with a liquid metal, were determined (Fig. 5). Moulding sands bonded by the BioCo3 binding agent are characterised by the compression strength of the order of 2 MPa, and bending strength of the order of 1 MPa after 1 h of sample maturing. Experimental tests carried out in the casting house confirmed the laboratory tests results in the range of the BioCo3 applicability as a binding agent for moulding sands and the produced iron castings fulfilled all qualitative requirements (Fig. 6, 7). The developed BioCo3 binder is a biodegradable material (the Zahn- Wellens method, Fig. 8) and a renewable one in the part which does not undergo a complete burning. The moulding sands with the BioCo3 binder are not dangerous to the environment; and are specially beneficial as regards to the low evolution rate of the BTEX compounds. The tested moulding sand with the BioCo3 binder is easy to be knocked out and has a good susceptibility to mechanical reclamation treatments.

11

Thermal analysis of a sodium salt of the maleic acid-acrylic acid copolymer used as a polymeric binder

Grabowska B., Holtzer M., Eichholz M., Hodor K., Bobrowski A.

Polimery

|

2011

|

T. 56, nr 2

151-155

EN

Samples of sodium salt of the maleic acid-acrylic acid copolymer used as a binding agent in molding sands were investigated. Methods of thermal analysis (DTG, TG, DSC) were applied to assess the thermal stability of the investigated polymer sample by estimation of temperature and thermal effects of transformations occurring during its heating. Examinations were performed at the temperature range -100-1000 °C. It was found that the total degradation process starts at the temperature about 400 °C. In addition, the analysis of volatile decomposition products was carried out by means of the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and the thermogravimetric (TG) method coupled "on-line" with the mass spectrometry (MS) method. At the temperature range 300-400 °C the signals for small molecular masses were found, which indicates that the degradation process and the fragmentation of polymer chains occurred as well as small particles were formed (molecular weight: 15-55), including, first of all, H2O and CO2. Probably during the degradation radicals are also formed, which is indicated by the MS signals.

PL

Analizie termicznej poddano próbki soli sodowej kopolimeru kwas maleinowy-kwas akrylowy stosowanej jako spoiwa w masach odlewniczych. W celu określenia stabilności termicznej badanej próbki polimeru zastosowano metody analizy termicznej (DTG, TG, DSC) i wyznaczono wartości temperatury i efekty cieplne przemian zachodzących podczas ogrzewania. Badania prowadzono w zakresie temperatury -100-1000 °C. Stwierdzono, że pełny proces degradacji rozpoczyna się od temperatury ok. 400 °C. Dodatkowo za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) oraz metody termograwimetrycznej (TG) sprzężonej "on-line" ze spektrometrią masową (MS) przeprowadzono analizę lotnych produktów rozkładu. W temperaturze z zakresu 300-400 °C zaobserwowano sygnały odpowiadające małym ciężarom cząsteczkowym, co świadczy o zachodzeniu procesu degradacji, fragmentaryzacji łańcuchów polimerowych i tworzeniu się małocząsteczkowych związków (ciężary cząsteczkowe 15-55), w tym przede wszystkim H2O i CO2. Podczas degradacji prawdopodobnie powstają również rodniki alkilowe, na co wskazują sygnały MS.

12

Microstructure and properties of test castings of cast iron made in moulding sands with the BioCo2 binder

Grabowska B., Holtzer M., Górny M., Dańko R., Grabowski G.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 4

47-50

EN

In this paper the results of investigations on using new BioCo2 polymer binders in a form of thermodynamically stable polymer compositions are presented, together with the indication for its possible application as moulding sand binding agents. Moulding sands bound with the BioCo2 binder hardened by microwaves or under an influence of a temperature are characterized by a compression strength [...] of an order of 2 MPa and a bending strength [...] of an order of 1 MPa, after 1 hour of sample maturing (storing). In addition, binders in moulding sands are reversible (renewable) in this part, which was not completely overheated and the spent sand is easily knocked out, thus enabling recycling of spent sands. Experimental tests performed in the casting house confirmed the laboratory investigations concerning the use of these binders for moulding sands, and the castings met the qualitative and strength requirements for the selected cast iron grade.