Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sześcioczłonowe węglany cykliczne jako modyfikatory żywic epoksydowych

Rokicki G., Kowalczyk T., Kaczorowski M.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 2

90--101

PL

Przedstawiono metodę modyfikacji żywic epoksydowych biscyklicznymi węglanami sześcioczłonowymi. Wykazano, że katalizowana kwasami Lewisa reakcja oksiranów z sześcioczłonowymi węglanami cyklicznymi przebiega głównie z wytworzeniem spiroortowęglanu pięcio-sześcioczłonowego. W jej wyniku powstają poli(etero-węglany), polietery i pięcioczłonowe węglany cykliczne. W niskiej temperaturze reakcja może ulec zahamowaniu na etapie spiroortowęglanu. Wykazano, że żywice epoksydowe zmodyfikowane dodatkiem 10 % mas. oligomeru uretanowego, zakończonego sześcioczłonowymi cyklicznymi węglanami lub biscyklicznym węglanem zawierającym resztę glikolu tri(oksyetylenowego), charakteryzują się udarnością o 66–83 % większą niż żywica niemodyfikowana, przy zachowanym poziomie wartości pozostałych cech wytrzymałościowych.

EN

A method of epoxy resin modification by biscyclic six-membered carbonates was presented. It was demonstrated that the reaction of oxiranes with six-membered cyclic carbonates catalyzed by Lewis acids takes place mainly with formation of five-six-membered spiroorthocarbonate. As a result, polyethercarbonates, polyethers and five-membered cyclic carbonates are formed. At low temperatures the reaction may stop at spiroorthocarbonate stage. We demonstrated that epoxy resin modified with 10 wt % of urethane oligomer terminated with six-membered carbonates or biscyclic carbonate containing triethylene glycol moiety exhibited 66–83 % higher impact strength than unmodified epoxy resin, while other mechanical parameters were left intact.

2

Reactive surfactants – chemistry and applications. Part II. Surface-active initiators (inisurfs) and surface-active transfer agents (transurfs)

Kaczorowski M., Rokicki G.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 2

79--85

EN

The aim of this paper is to present recent advances in the technology of surfmers [polymerizable surfactants – in Part I)], inisurfs (surface-active initiators) and transurfs (surface-active transfer agents). In this part, inisurfs and transurfs are described and discussed. Due to the development of controlled living polymerization, inisurfs and transurfs are becoming more and more significant. Inisurfs are used for atom transfer radical polymerization (ATRP) process and transurfs can be applied for reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) process. Preparation of nanospheres using a transurfs has also been reported.

PL

Zaprezentowano najnowsze postępy w chemii i technologii reaktywnych surfaktantów: surfmerów [surfaktantów zdolnych do polimeryzacji – w Cz. I], inisurfów (powierzchniowo czynnych inicjatorów) oraz transurfów (powierzchniowo czynnych środków przeniesienia łańcucha). W niniejszej części artykułu opisano inisurfy i transurfy, które znajdują zastosowanie m.in. w procesach kontrolowanej polimeryzacji żyjącej; inisurfy – w procesie polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP), a transurfy – w procesie polimeryzacji z odwracalnym addycyjno-fragmentacyjnym przeniesieniem łańcucha (RAFT). Transurfy mogą być również zastosowane do otrzymywania nanosfer.

3

Utilization of poly(ethylene terephthalate) waste in the synthesis of air-drying polyester alkyd resins and aliphatic-aromatic poly(ester-carbonate)s

Mazurek-Budzyńska M. M., Rokicki G., Paśnik K.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 9

600--609

EN

Two methods of chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) (PET) waste with simultaneous recovery of ethylene glycol were described. In the synthesis of the air-drying alkyd polyester resin phthalic anhydride was replaced with phthalic acid. The resin was obtained in one pot process in which PET waste was reacted with incomplete esters of pentaerythritol and glycerol with unsaturated fatty acids. The side product – ethylene glycol was removed from the reaction mixture by azeotropic distillation. To reduce amounts of volatile organic compounds (VOC) in the lacquers the obtained resins were modified with dibutyl sulfosuccinate sodium salt, and aqueous dispersions were prepared. Drying times and hardness of coatings prepared on the basis of alkyd polyester resins were examined. The second method of recycling consisted in PET reaction with 1,4-butanediol afforded oligo(tetramethylene terephthalate) (OTMT). This oligomer was subjected to a transesterification reaction with oligo(tetramethylene carbonate) (OTMC) to form a high molar mass poly(tetramethylene terephthalate-co-tetramethylene carbonate)s (PTMTC). The resulting copolyesters were characterized with NMR and FT-IR spectroscopies, mass spectrometry MALDI-TOF, DSC and mechanical testing. The effect of carbonate unit content on tensile strength and elongation at break, as well as thermal properties was also evaluated.

PL

Opisano dwie metody chemicznego recyklingu odpadowego poli(tereftalanu etylenu) (PET) z jednoczesnym odzyskiem glikolu etylenowego. W syntezie alkidowej żywicy poliestrowej schnącej na powietrzu zamiast bezwodnika ftalowego zastosowano kwas ftalowy pozyskiwany w jednym etapie reakcyjnym z niepełnymi estrami pentaerytrytolu i glicerolu z nienasyconymi kwasami tłuszczowymi oddestylowując azeotropowo glikol etylenowy. Otrzymane żywice modyfikowano za pomocą soli sodowej sulfobursztynianu dibutylu i na ich bazie sporządzano dyspersje wodne. Zbadano czasy schnięcia i twardości powłok sporządzonych na podstawie opracowanych alkidowych żywic poliestrowych. Druga metoda recyklingu polegała na alkoholizie PET 1,4-butanodiolem prowadzącej do otrzymania oligo(tereftalanu tetrametylenu) (OTMT). Na drugim etapie oligomer ten poddawano reakcji transestryfikacji z oligo(węglanem tetrametylenu) (OTMC) z wytworzeniem wielkocząsteczkowego poli(tereftalanu tetrametylenu-co-węglanu tetrametylenu) (PTMTC). Otrzymany kopoliester scharakteryzowano metodami spektroskopii NMR i FT-IR oraz spektrometrii masowej MALDI-TOF, a także zbadano jego właściwości mechaniczne. Oceniono wpływ zawartości jednostek węglanowych na wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie względne przy zerwaniu.

4

Reactive surfactants – chemistry and applications Part I. Polymerizable surfactants

Kaczorowski M., Rokicki G.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 11-12

747--757

EN

Reactive surfactants, due to their versatility, are being rapidly developed and they are finding more and more applications. The aim of this paper is to present recent advances in the chemistry and technology of functional surfactants: surfmers (polymerizable surfactants), inisurfs (surface-active initiators), and transurfs (surfaceactive transfer agents). Reactive surfactants, beside other advantages, are also environmentally friendly and their use can reduce costs of chemical processes. In this part of a brief review, basic information about reactive surfactants is presented and surfmers are described and discussed. Surfmers combine properties of surfactants (surface activity) and monomers (ability to polymerize). They are widely used for emulsion polymerization, but their other, more sophisticated applications include miniemulsion stabilization, nanomaterials synthesis, drug-delivery systems, and hydrogels.

PL

Ze względu na wszechstronność zastosowań reaktywnych surfaktantów następuje szybki rozwój metod syntezy tej grupy związków. W artykule zaprezentowano najnowsze osiągnięcia chemii i technologii reaktywnych surfaktantów: surfmerów (surfaktantów zdolnych do polimeryzacji), inisurfów (powierzchniowo czynnych inicjatorów) oraz transurfów (powierzchniowo czynnych środków przeniesienia łańcucha). Zastosowanie reaktywnych surfaktantów może uczynić proces chemiczny bardziej przyjaznym środowisku i obniżyć koszty jego prowadzenia. W tej części artykułu przedstawiono najważniejsze informacje dotyczące reaktywnych surfaktantów oraz opisano szerzej surfmery, które łączą w sobie właściwości charakterystyczne dla surfaktantów (aktywność powierzchniowa) oraz monomerów (zdolność do polimeryzacji). Surfmery są szeroko stosowane w polimeryzacji emulsyjnej, ale mają również inne, bardziej wyrafinowane zastosowania, takie jak: stabilizacja miniemulsji, synteza nanomateriałów, systemy dostarczania leków i hydrożele.

5

Polymeric superplasticizers based on polycarboxylates for ready-mixed concrete: current state of the art

Wiliński D., Łukowski P., Rokicki G.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 7-8

474--481

PL

Podstawowym składnikiem betonu są obecnie domieszki chemiczne. Za najważniejsze uznaje się superplastyfikatory, czyli domieszki silnie redukujące zawartość wody w mieszance betonowej. Do najefektywniejszych znanych superplastyfikatorów zaliczają się polikarboksylany i ich pochodne. Artykuł stanowi przegląd aktualnej literatury dotyczącej polikarboksylanowych domieszek chemicznych. Scharakteryzowano metody syntezy i sposoby modyfikacji polimerów z grupami karboksylowymi i omówiono mechanizm działania takich superplastyfikatorów. Przedstawiono zależność między strukturą chemiczną polikarboksylanów a stopniem upłynnienia mieszanki betonowej oraz prognozę rozwoju superplastyfikatorów.

EN

An extensive analysis of the possibilities and goal in the application of composites as an alternative to thermoplastic polymer composites filled with minerals has been presented. The analysis was made taking into special consideration the mechanical properties and applicability of polypropylene composites, which are widely used and well characterized. It was shown that the enthusiasm and expectations linked with the vision of the application of thermoplastics filled with plant fibers from widely available renewable sources as cheap materials with attractive properties has not been fully justified. The realistic solution would be maintaining the production of these new materials derived from waste polyolefins and renewable fiber materials from agriculture and forestry industries for low-end applications.

6

Application of fibres from recycled PET bottles for concrete reinforcement

Wiliński D., Łukowski P., Rokicki G.

Journal of Building Chemistry

|

2016

|

Vol. 1, iss. 1

1-9

EN

Waste PET can be reused as partial or complete substitute of an aggregate in a concrete composition or as a concrete reinforcement. However, the main drawback of such applications is the hydrolysis of ester linkages of poly(ethylene terephthalate) in highly alkaline environment of the cement matrix. To prevent alkaline hydrolysis, the PET fibres were coated with commercially available ethylene/vinyl acetate copolymer (EVA). Effectiveness of the use of copolymer EVA as a protection layer against strong alkali solutions has been demonstrated and discussed. Chemical changes in PET fibres after alkaline treatment have been referred to mechanical properties of the fibres. Mechanical properties, like compressive and flexural strength of the composites as well as the long-term durability performance of recycled PET fibres in alkaline environment were also investigated. The preliminary results indicated that the introduction of the PET fibres does not deteriorate the mechanical strength of the concrete composite.

7

Polyurethane elastomers based on carbonic and tartaric acid derivatives as renewable resources

Rokicki G., Mazurek M., Tomczyk K.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 9

541--550

EN

In the present study, three methods of introduction of the tartaric acid derivative into poly(carbonate-urethane)s chemical structure are presented and discussed. Tartaric acid derivative containing two free and two protected OH groups was introduced according to polycondensation, ring opening polymerization (in oligocarbonate synthesis step) and polyaddition (in prepolymer synthesis step as a chain extender) reactions. The prepared poly(carbonate-urethane)s were characterized by NMR and FT-IR spectroscopies, DSC and TGA thermal analyses, and mechanical properties measurements. The influence of the introduced tartaric acid derivative on properties of oligocarbonates and polyurethanes was investigated.

PL

Opisano trzy sposoby wbudowania do struktury poli(węglano-uretanów) pochodnej kwasu winowego, zawierającej dwie wolne i dwie zablokowane grupy OH, z wykorzystaniem polikondensacji, polimeryzacji z otwarciem pierścienia (na etapie syntezy oligowęglanodioli) i poliaddycji stopniowej (na etapie syntezy prepolimeru jako przedłużacza łańcucha). Otrzymane poli(węglano-uretany) scharakteryzowano metodami spektroskopii NMR i FT-IR, analizy termicznej DSC i TGA oraz za pomocą pomiarów wytrzymałości mechanicznej. Oceniono wpływ zawartości pochodnej kwasu winowego na właściwości oligowęglanów i poliuretanów.

8

Investigations on the synthesis and properties of biodegradable poly(ester-carbonate-urea-urethane)s

Mazurek M. M., Rokicki G.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2013

|

Vol. 15, nr 4

80-88

EN

A new method of the synthesis of oligo(tetramethylene succinate-co-carbonate) diols using dimethyl succinate, 1,4-butanediol and tetramethylene bis(methyl carbonate) was elaborated. The resultant oligomerols (Mn = 2600- 3700) were characterized by FTIR, 1H NMR, GPC and DSC analysis. Depending on the content of carbonate units in the polymer molecules, the melting point of the crystalline phase changes significantly. The synthesis of poly(ester-carbonate-urea-urethane)s was carried out with two aliphatic diisocyanates - cyclic IPDI or linear HDI. The resultant products exhibited very good mechanical properties - tensile strength up to 60 MPa and elongation at break about 500%. Preliminary studies confirmed that the presence of ester units in the soft segments as well as lack of crystalline phase significantly enhances the biodegradability of the PUR in comparison to that of polyurethanes based on carbonate oligomers.

9

Solid-state polycondensation (SSP) as a method to obtain high molecular weight polymers. Part I. Parameters influencing the SSP process

Steinborn-Rogulska I., Rokicki G.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 1

3-13

EN

The paper is a literature review concerning the solid-state polycondensation (SSP) method. SSP is a competitive method of polymer synthesis to conventional melt polycondensation. The molecular weight of polymers obtained according to this method is exceptionally high and the polymer properties are also improved. In most cases the starting materials for SSP are in the form of flakes or powder. The process involves heating of the starting materials at the temperature between the glass transition temperature (Tg) and melting temperature of partially crystalline prepolymer (Tm). The reaction leading to an increase of molecular weight occurs between the chains terminal groups in the amorphous phase of semicrystalline polymer. The reaction equilibrium is shifted in favor of the formation of polymer due to by-products removing from the reaction system by inert gas flow or under vacuum. Due to the use of lower temperature than that usually applied in melt polycondensation, side reactions and thermal degradation of the product are limited. In addition, the process does not require complicated equipment and is environmentally friendly because no organic solvents are used. However, when the polymer contains larger amounts of by-products or a small extent of crystalline phase, sticking of the polymer particles can take place. In this case, the reaction proceeds not in solid but in melt phase, the contribution of the reactions between the terminal functional groups and the reactive groups of the middle part of polymer chains is much higher, which leads to higher degree of dispersity, but not to an increase in the polymer molecular weight. This paper presents the fundamentals of the SSP process and its advantages in comparison with other polycondensation methods. The kind of polymers that can be obtained with this method is described. In addition, the factors influencing the process and the properties of final products are discussed.

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczący polikondensacji w stanie stałym (SSP). SSP jest konkurencyjną metodą syntezy w stosunku do tradycyjnej polikondensacji w stopie. Za jej pomocą można otrzymywać polimery o dużym ciężarze cząsteczkowym, a co za tym idzie, o konkurencyjnych właściwościach. Synteza polega na ogrzewaniu wcześniej otrzymanego, rozdrobnionego i poddanego procesowi krystalizacji, prepolimeru w temperaturze pomiędzy temperaturą zeszklenia (Tg) a temperaturą topnienia częściowo krystalicznego polimeru (Tm). Proces odbywa się w atmosferze przepływającego gazu obojętnego, bądź pod obniżonym ciśnieniem. Zastosowanie obniżonej temperatury, w stosunku do stosowanej w metodzie polikondensacji w stopie, ogranicza udział zarówno reakcji ubocznych, jak i termicznej degradacji produktu. Poza tym proces ten nie wymaga skomplikowanej aparatury, a ze względu na niestosowanie rozpuszczalników organicznych jest przyjazny dla środowiska. Jednakże podczas prowadzenia procesu (na skutek obecności wilgoci, małocząsteczkowych produktów ubocznych lub małego udziału fazy krystalicznej) może dochodzić do sklejania się cząstek polimeru. Wtedy reakcja przebiega już nie w stanie stałym, lecz w stopie i zwiększa się udział reakcji z udziałem wiązań ze środkowych części łańcuchów, co nie prowadzi do wzrostu ciężaru cząsteczkowego, a jedynie do redystrybucji długości łańcuchów. W niniejszej pracy przedstawiono podstawy procesu SSP i jego zalety w porównaniu z innymi metodami prowadzenia polikondensacji. Opisano, jakiego typu polimery można otrzymywać tą metodą. Poza tym wyjaśniono, jakie czynniki mają wpływ na przebieg procesu, ciężar cząsteczkowy i właściwości produktów końcowych.

10

Solid-state polycondensation (SSP) as a method to obtain high molecular weight polymers. Part II. Synthesis of polylactide and polyglycolide via SSP

Steinborn-Rogulska I., Rokicki G.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 2

85-92

EN

Solid-state polycondensation (SSP) is a competitive method of semicrystalline polymers synthesis to conventional melt polycondensation process. The molecular weight of polymers obtained according to this method is exceptionally high and the process can be carried out under milder conditions than those of the melt state. In this method the side reactions are suppressed, especially those leading to the polymer degradation. In this paper, which is a continuation of our previous publication, application of the SSP method to obtain high molecular weight poly(lactic acid) (PLA) and poly(glycolic acid) (PGA) — polymers of high importance for medicine and environmental protection — is presented and discussed. The two-phase model according to which polycondensation proceeds in the amorphous regions, and the apparatus usually used in this process are also described.

PL

Polikondensacja w stanie stałym (ang. solid-state polycondensation, SSP) jest konkurencyjną metodą syntezy polimerów semikrystalicznych w stosunku do tradycyjnej polikondensacji prowadzonej w stopie. Za jej pomocą można otrzymywać polimery o dużym ciężarze cząsteczkowym w łagodniejszych warunkach w stosunku do metody w stopie, co skutkuje ograniczeniem reakcji ubocznych prowadzących do degradacji polimeru. W niniejszej pracy omówiono otrzymywanie metodą SSP wielkocząsteczkowego poli(kwasu mlekowego) (PLA) oraz poli(kwasu glikolowego) (PGA) — polimerów o rosnącym znaczeniu w kontekście ochrony środowiska naturalnego i zastosowań w medycynie. Polikondensacja w stanie stałym zachodzi według modelu dwufazowego. Reakcja między grupami końcowymi łańcuchów zachodzi w fazie amorficznej częściowo krystalicznego polimeru, a powstające produkty uboczne są usuwane z fazy amorficznej dzięki zastosowaniu przepływu gazu obojętnego lub obniżonego ciśnienia. Opisano również aparaturę jaka jest najczęściej wykorzystywana w tym procesie.

11

Water-cured poly(urethane-urea)s containing soft segments originating from siloxane/carbonate macrodiols

Kozakiewicz J., Rokicki G., Przybylski J., Pawłowski P.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 11-12

791-798

EN

Poly(urethane-urea)s (PUUs) containing oligosiloxane and oligocarbonate segments were obtained by moisture-curing of NCO-terminated prepolymers synthesized from isophoronediisocyanate (IPDI) and either oligocarbonate co-macrodiols containing oligosiloxane segments, which were made specifically for this purpose, or from a mixture of oligosiloxane diol and oligocarbonate diol. Starting macrodiols were characterized by FT-IR, 1H NMR, 13C NMR and MALDI-TOF. For NCO-terminated prepolymers viscosity was tested. Molecular weight and NCO content was determined with size exclusion chromatography and titration, respectively. The progress of moisture curing was followed by FT-IR showing decrease in NCO band (ca. 2260 cm-1) and was considered to be completed until that band disappeared. For resulting PUU elastomers obtained in the form of homogeneous films mechanical and thermal properties were tested. It was found that oligosiloxane-based PUUs containing sufficient amount of oligocarbonate segments, that can interact with the hard urethane and urea segments to increase the interfacial regions adhesion to a moderate level, exhibited exceptionally high mechanical strength. It can be anticipated that in this case oligocarbonate diols acted as good compatibilizers since only one glass transition temperature (Tg) was observed for these PUUs. Simple preliminary biocompatibility test (UV spectrum recorded for water extracts) indicated that all samples exhibited low absorbance from 0.019 at l = 260.2 nm to 0.180 at l = 228.2 nm.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem i właściwościami elastomerycznych poliuretano-moczników (PUU) zawierających w łańcuchu segmenty oligosiloksanowe i oligowęglanowe. Polimery te otrzymano w wyniku utwardzania wodą (wilgocią z powietrza) prepolimerów uretanowych o łańcuchach zakończonych grupami NCO, syntezowanych z izoforonodiizocyjanianu (IPDI) i „ko-makrodioli” (z ang. co-macrodiols) oligowęglanowych otrzymywanych specjalnie w tym celu, lub z mieszaniny oligosiloksanodiolu i oligowęglanodiolu. Makrodiole używane w syntezie prepolimerów charakteryzowano za pomocą FT-IR, 1H NMR, 13C NMR i MALDI-TOF. W przypadku prepolimerów o łańcuchach zakończonych grupami NCO określano lepkość oraz oznaczano ciężar cząsteczkowy i zawartość NCO, odpowiednio, metodą chromatografii wykluczenia i poprzez miareczkowanie. Postęp utwardzania wilgocią śledzono metodą FT-IR pokazującą zanik pasma NCO (ok. 2260 cm-1) i uznawano utwardzanie za zakończone po stwierdzeniu całkowitego zaniku tego pasma. Badano właściwości mechaniczne i termiczne uzyskanych w ten sposób elastomerów PUU mających postać jednorodnych folii. Stwierdzono, że PUU otrzymywane z udziałem oligosiloksanodioli zawierają ilość segmentów oligowęglanowych wystarczającą do skutecznego zwiększenia adhezji obszarów międzyfazowych poprzez oddziaływania z segmentami sztywnymi. Można sądzić, że w tym przypadku oligowęglanodiole pelniły rolę skutecznie działających kompatybilizatorów, gdyż dla tych polimerów zaobserwowano tylko jedną temperaturę zeszklenia. Prosty test sprawdzający wstępnie biozgodność (widmo UV wykonywane dla ekstraktów wodnych) wykazał, że absorbancja była niska dla wszystkich próbek i wynosiła od 0.019 przy l = 260.2 nm do 0.180 przy l = 228.2 nm.

12

Studies on the effect of curing conditions on the curing rate and mechanical properties of moisture-cured poly(urethane-urea) elastomers containing oligocarbonate segments

Kozakiewicz J., Rokicki G., Przybylski J., Sylwestrzak K., Parzuchowski P. G., Tomczyk K. M.

Polimery

|

2011

|

T. 56, nr 7-8

564-570

EN

In this paper the results of studies on the effect of the curing conditions on the mechanical properties, appearance and curing rate of poly(urethane-urea) elastomer (PURE) obtained by moisture-curing of the corresponding urethane prepolymer (URE) synthesized from isophorone diisocyanate (IPDI) and oligocarbonate diol (OCD) are presented. OCD was synthesized from dimethyl carbonate and 1,6-hexanediol. A designed experiment was conducted where two parameters [curing temperature (Tc—X1) and relative air humidity (RH—X2)] were changed at the same time according to the standard 22 model. The results were analyzed by Statistica computer programme and were presented in the form of X1-X2 graphs. The graphs were produced for a set of Y parameters characterizing the properties of PURE (mechanical properties, curing rate and sample appearance). The Y = f(X1, X2) equations were also obtained. The results showed the distinct dependence of the curing rate and PURE properties on curing parameters and allowed to select a range of optimum curing conditions.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem warunków utwardzania wilgocią na właściwości mechaniczne, wygląd oraz szybkość utwardzania elastomeru poli(uretano-mocznikowego) (PURE) otrzymanego w wyniku utwardzania wilgocią odpowiedniego prepolimeru uretanowego (URE) syntezowanego z izoforonodiizocyjanianu (IPDI) i oligowęglanodiolu (OCD). OCD otrzymano z węglanu dimetylu i 1,6-heksanodiolu. Przeprowadzono zaplanowane zgodnie ze standardowym modelem 22 doświadczenie czynnikowe, w którym zmieniano dwa parametry [temperaturę utwardzania (Tc—X1) i wilgotność względną powietrza (RH—X2)]. Wyniki analizowano za pomocą programu komputerowego Statistica i przedstawiono je w postaci wykresów szeregu parametrów Y charakteryzujących właściwości PURE (właściwości mechaniczne, szybkość utwardzania, wygląd próbki) w zależności od parametrów X1-X2. Otrzymano również równania opisujące funkcje Y = f(X1, X2). Wyniki pokazały, że istnieje wyraźna zależność szybkości utwardzania i właściwości PURE od parametrów utwardzania. W szczególności zauważono, że nie tylko wytrzymałość na rozciąganie, ale także wydłużenie przy zerwaniu wzrasta ze wzrostem Tc i RH. Analiza wyników doświadczenia czynnikowego umożliwiła wybór optymalnego zakresu parametrów Tc = 70—75 °C i RH = 60 %, których zastosowanie pozwala uzyskać przezroczyste, pozbawione pęcherzy elastomery o znakomitych właściwościach mechanicznych.

13

Dyspersyjne spoiwa poliuretanowe w jednostronnym prasowaniu tlenku glinu

Wiśniewski P., Szafran M., Biernat M., Rokicki G., Kobus I.

Szkło i Ceramika

|

2010

|

R. 61, nr 1

22-26

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem anionowych i kationowych spoiw poliuretanowych w procesie prasowania tlenku glinu. Wszystkie dyspersje poliuretanowe zostały otrzymane metodą inwersji faz. Zaprezentowano rezultaty prac dotyczących zdolności do zagęszczenia otrzymanych granulatów z ich udziałem oraz podstawowych właściwości materiałów w stanie surowym i po spiekaniu otrzymanych metodą prasowania jednostronnego. Wykazano, że na właściwości uzyskanych tworzyw zasadniczy wpływ ma chemiczny "charakter" spoiw polimerowych.

EN

The paper presents the investigations on application of cationic and anionic polyurethane binders in die pressing of alumina powder. Polyurethanes were prepared by phase inversion method and given as a dispersion form. The results of studies of polyurethane binders on thickening ability of alumina powder and typical parameters of green and sintered samples obtained by them by die pressing are presented. It was shown that physico-mechanical properties of green and sintered samples depend on quantity and chemical "character" of polymeric binders.

14

Wodorozcieńczalne farby z PET

Rokicki G., Paśnik K., Łukasik L.

Recykling

|

2010

|

nr 5

24-25

PL

Gwałtowny wzrost liczby ludności oraz rozwój przemysłu są wymieniane jako główne przyczyny degradacji zanieczyszczenia środowiska naturalnego. Rządy wielu krajów zwróciły uwagę na ten problem. Przykładowo UE starając się zmniejszyć szkody wywołane dużymi ilościami odpadów polimerowych już w 1985 r. wprowadziła wytyczne nakazujące powtórne wykorzystanie opakowań po napojach.

15

Synthesis of oligocarbonate diols from a "green monomer" - dimethyl carbonate - as soft segments for poly(urethane-urea) elastomers

Tomczyk K., Parzuchowski P. G., Kozakiewicz J., Przybylski J., Rokicki G.

Polimery

|

2010

|

T. 55, nr 5

366-372

EN

Results from the investigation of a two-step synthesis of oligocarbonate diols from a "green monomer" - dimethyl carbonate (DMC) are presented and discussed. In the first step 1,6-hexanediol or 1,10-decanediol was reacted with DMC to obtain bis(methylcarbonate)hexamethylene (1h) or bis(methylcarbonate)decamethylene (1d), respectively which were further reacted in the next step with appropriate diol at a intended molar ratio to obtain the final product. The solvent - 1,4-dioxane - served as a suppressant of the evaporation of both the diol and low molecular weight oligomers, while facilitating the removal of residual amount of methanol and full conversion of methylcarbonate groups. This method allows for the synthesis of oligocarbonate diols without ether linkages containing exclusively terminal hydroxyl groups and of desired molecular weights. It was shown that such oligomerols can be applied for the preparation of poly(urethane-urea) elastomers. The obtained elastomers based on oligocarbonate diols of molecular weights ranging from 1700 to 2700 exhibited very good mechanical properties.

PL

Przedstawiono wyniki badań dwustopniowego procesu wytwarzania oligowęglanodioli z wykorzystaniem "zielonego monomeru" jakim jest węglan dimetylu (DMC). Na pierwszym etapie otrzymano bis(metylowęglan)alkilenu (1h lub 1d) (schemat B, tabela 1, rys. 1), który następnie poddano polikondensacji z odpowiednim diolem [1,6-heksanodiolem (h) lub 1,10-dekanodiolem (d)] użytym w założonych stosunku molowym (schemat C, tabela 2, rys. 2). Zastosowanie w tej syntezie 1,4-dioksanu jako rozpuszczalnika ogranicza odparowywanie diolu lub małocząsteczkowych oligomerów, ułatwia usuwanie resztek metanolu i sprzyja obustronnemu przereagowaniu końcowych grup metylowęglanowych. Wykazano, że za pomocą tej metody można otrzymać oligowęglanodiole o założonych ciężarach cząsteczkowych (rys. 3), bez wiązań eterowych w makrocząsteczce oraz zawierających wyłącznie hydroksylowe grupy końcowe. Wykazano, że opisane oligomerole można z powodzeniem zastosować do otrzymywania elastomerów poli(uretano-mocznikowych) (rys. 4). Uzyskane elastomery z udziałem oligowęglanodioli o ciężarach cząsteczkowych od 1700 do 2700 charakteryzowały się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi (tabela 3).

16

Bezstyrenowe wodorozcieńczalne nienasycone żywice poliestrowe zawierające hydrofilowe ugrupowania sulfonianowe do zastosowań powłokotwórczych. Cz. II. Syntezy prowadzone metodą kopolimeryzacji

Jankowski P., Rokicki G.

Polimery

|

2010

|

T. 55, nr 1

12-19

PL

Metodą kopolimeryzacji otrzymano nowe, bezstyrenowe, wodorozcieńczalne - zawierające hydrofilowe ugrupowania sulfonianowe - żywice poliestrowe utwardzane promieniami UV. Do syntezy zastosowano sól sodową kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego (1) lub sól sodową kwasu 2,3-dihydroksypropanosulfonowego (2), monomer sieciujący z ugrupowaniem allilowym a także tradycyjnie wykorzystywane do otrzymywania nienasyconych żywic poliestrowych diole oraz bezwodniki kwasowe. Pochodne sulfonianowe były otrzymywane w łagodnych warunkach i z użyciem relatywnie tanich i łatwo dostępnych reagentów. Syntezy poliestrów realizowano jednoetapowo. Na podstawie wytworzonych żywic sporządzano wodne emulsje, które następnie utwardzano promieniowaniem UV. W zależności od rodzaju użytego monomeru sulfonianowego, jego zawartości w poliestrze oraz składu emulsji wodnej uzyskiwano elastyczne powłoki o twardościach 125-312 i dobrej adhezji do szkła i metalu, przydatne do zastosowań na pokrycia szkła, drewna i metalu.

EN

The new UV-curable styrene-free water-thinnable polyester resins with hydrophilic sulfonate groups were obtained in copolymerization processes. Sodium salt of 3-hydroxy-1-propenesulfonic acid (1) (Scheme A, Fig.1) or sodium salt of 2,3-dihydroxypropanesulfonic acid (2) (Scheme B) and crosslinking monomer with allyl group as well as diols and acid anhydrides, commonly used in unsaturated polyester resins' preparation, were used in the syntheses. The processes were carried out at mild temperature (Table 1). Aqueous emulsions of the resins obtained were prepared and cured with UV radiation. Dependently on the sulfonate monomer used, its content in polyester and aqueous emulsion final composition the flexible coatings, showing hardness in the range 125-312 (by Persoz pendulum) and good adhesion to the glass or metal (Table 2), useful for applications as coatings for glass, wood or metal were obtained.

17

Oligowęglanodiole otrzymywane z "zielonych monomerów" węglanowych jako segmenty miękkie poliuretanów

Tomczyk K., Pawłowski P., Parzuchowski P., Rokicki G.

Chemik

|

2010

|

Vol. 64, nr 4

284-293

PL

Przedstawiono różne metody otrzymywania oligowęglanodioli (OWD) z surowców przyjaznych dla środowiska. Szczególnie atrakcyjne metody oparte są na dwutlenku węgla i prostych estrach kwasu węglowego, takich jak: węglan etylenu, węglan trimetylenu i węglan dimetylu. Otrzymane tymi metodami oligomerole nie zawierają wtrąceń eterowych w swojej strukturze, a ich cząsteczki zakończone są jedynie grupami hydroksylowymi. Mogą one zawierać od 3 do 13 atomów węgla w jednostce powtarzalnej, a ich masy molowe wahają się w granicach 1000 do 3000 g/mol. Wykazano, że używając węglanu dimetylu (DMC) można otrzymać ciekłe (ko)oligomery o strukturze nieregularnej, a w procesie polimeryzacji węglanu trimetylenu inicjowanej oligomerolami otrzymuje się (ko)oligomery o budowie blokowej, zawierające fragmenty oligo(dimetylosiloksanowe), szczególnie przydatne w zastosowaniach medycznych. W wyniku polimeryzacji węglanu trimetylenu inicjowanej produktem reakcji heksametylenodiaminy z węglanem etylenu można otrzymać oligowęglanodiole zawierające ugrupowania uretanowe, bez konieczności stosowania toksycznych izocyjanianów. Poliuretany zawierające oligowęglany jako segmenty miękkie są szczególnie atrakcyjne ze względu na ich odporność na czynniki utleniające. Otrzymane oligowęglanodiole mogą być użyte w procesie otrzymywania elastomerów poliuretanowych do zastosowań medycznych. Na ich podstawie otrzymano folie poliuretanowe, które charakteryzowały się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi: wytrzymałość na rozciąganie, w zależności od masy molowej oligowęglanodiolu i jego budowy chemicznej wahała się w granicach od 35 MPa (oligo(węglan trimetylenu) o Mn = 1500 g/mol) do 50 MPa (oligowęglan na bazie 1,6-HD/1,4-BD (1/2) o Mn = 1400 g/mol), a wydłużenie przy zerwaniu od 420% (OWD + OSD o Mn = 1720 g/mol) do 750% (oligo(węglan trimetylenu) o Mn = 1500 g/mol).

EN

This paper presents various methods of oligocarbonate diols (OWDs) synthesis based on environmentally friendly materials. Taking into account the price and availability of raw materials, lack of hazardous by-products and the process efficiency, especially attractive methods of oligocarbonate diols obtaining seem to be those in which carbon dioxide and simple esters of carbonic acid such as ethylene carbonate, trimethylene carbonate and dimethyl carbonate are used. We have developed the preparation methods of oligomerols, which do not contain ether units and their macromolecules are exclusively terminated with hydroxyl groups. Depending on the method of synthesis oligocarbonate diols can contain 3 to 13 carbon atoms in the repeating unit and are characterized by molecular weight in the range of 1000-3000. It has been shown that applying the method based on dimethyl carbonate (DMC) when two different diols are used liquid co-oligomers of irregular structure can be obtained. Moreover, applying the polymerization method co-oligomers with oligo(dimethylsiloxane) and oligocarbonate blocks can be easily formed when oligo(dimethylsiloxane)diol was used as an initiator for thermal polymerization of trimethylene carbonate. In the paper a new non-isocyanate reaction pathway leading to oligocarbonate diols containing urethane groups was also presented. According to this method the reaction product of alkylene diamine (e.g. hexamethylenediamine) with ethylene carbonate is used as the initiator for polymerization of trimethylene carbonate. The oligocarbonate diols can be used to manufacture biomedical polyurethanes of various purposes. Polyurethanes with oligocarbonate soft segments based on longer diols are particularly attractive as materials for implants due to their resistance to hydrolysis and oxidizing agents. Those based on short diols can be used as biodegradable materials. Polyurethane films obtained on the basis of oligocarbonate diols exhibited very good mechanical properties: tensile strength, depending on the molecular masses of oligocarbonate diol and its chemical structure, varied from 35 MPa (oligo(trimethylene carbonate), Mn = 1500 g/mol) to 50 MPa (oligocarbonate diol based on 1,6-HD/1,4-BD (1/2), Mn = 1400 g/mol), and elongation at a break from 420% (OWD + OSD, Mn = 1720 g/mol) to 750% (oligo(trimethylene carbonate), Mn = 1500 g/mol).

18

Bezstyrenowe, wodorozcieńczalne nienasycone żywice poliestrowe zawierające hydrofilowe ugrupowania sulfonianowe, do zastosowań powłokotwórczych

Jankowski P., Rokicki G.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 9

618-626

PL

Metodą polikondensacji otrzymano bezstyrenowe, wodorozcieńczalne żywice poliestrowe zawierające hydrofilowe ugrupowania sulfonianowe. Jako substrat zapewniający hydrofilowe właściwości żywicy zastosowano monomer sulfonianowy z grupami etylowoestrowymi (1), bądź sól sodową sulfobursztynianu dietylowego (2). Wbudowywano go w łańcuch poliestru w procesie polikondensacji razem z allilowym monomerem sieciującym oraz tradycyjnie wykorzystywanymi do wytwarzania nienasyconych żywic poliestrowych diolami, kwasami dikarboksylowymi lub ich bezwodnikami. Dwuetapowo prowadzona synteza pozwoliła na uniknięcie wytrącania poliestrów w niepolarnym środowisku reakcji polikondensacji. Na podstawie tak otrzymanych nienasyconych żywic poliestrowych sporządzano emulsje wodne, a z nich powłoki, które po utwardzeniu za pomocą światła UV charakteryzowały się twardościami przewyższającymi 200 wahnięć wahadła Persoza oraz przydatnością do zastosowań na pokrycia powierzchni drewnianych.

EN

Styrene-free water-thinnable polyester resins containing hydrophilic sulfonate groups were prepared by polycondensation method (Table 1). Sulfonate monomer with ethyl ester groups (1) or sodium salt of diethyl sulfosuccinate (2) (Fig. 1, 2) were used as monomers to give resins hydrophilic properties. These monomers were incorporated to polyester chain during polycondensation with allyl crosslinking monomer and diols, dicarboxylic acids or their anhydrides, commonly used for the preparation of unsaturated polyester resins. Two-stage synthesis let avoid precipitation of sulfonate monomer in non-polar reaction environment. On the basis of obtained unsaturated polyester resins the aqueous emulsions were prepared (Table 2, Fig. 3) and then the coatings cured with UV radiation. After curing the coating showed hardness exceeding 200 (measured by Persoz pendulum) and usefulness for coatings of wood (Table 3, Fig. 4).

19

Wodorozcieńczalne dyspersje polimerowe w procesie jednostronnego prasowania AI2O3

Wiśniewski P., Szafran M., Rokicki G.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

R. 60, nr 3

106-112

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem wodorozcieńczalnych spoiw polimerowych tj. poli(akrylowo-styrenowych), poli(winylowo-allilowych), poli(akrylowo-allilowych) i poliuretanowych w procesie jednostronnego prasowania tlenku glinu. Polimery te wybrano w celu sprawdzenia wpływu obecności elastycznych fragmentów poli(oksyetylenowych) i kationowych grup amoniowych w łańcuchu polimeru na podstawowe właściwości kształtek ceramicznych. Dla porównania zastosowano powszechnie używany w technologii ceramiki poli(alkohol winylowy) o ciężarze cząsteczkowym 130000 i stopniu hydrolizy 88%. Określono typowe parametry zastosowanych spoiw polimerowych tj. temperatura zeszklenia, stężenie polimeru w wodzie, pH i kąt zwilżania. Wyznaczono gęstość i wytrzymałość na rozciąganie kształtek w stanie surowym oraz gęstość, wytrzymałość na zginanie i moduł Weibulla kształtek spieczonych w 1650 °C. Wykazano, że polimery charakteryzujące się niską temperaturą zeszklenia i małym kątem zwilżania mają korzystny wpływ na właściwości tworzyw ceramicznych z AI2O3 otrzymanych metodą prasowania jednostronnego.

EN

The paper presents the results of application of water-thinnable polymeric binders i.e. poly(acrylic-styrene), poly(vinyl-allyl), poly(acrylic-allyl) and polyurethane in uniaxial pressing process of alumina. The purpose of this work was to study the influence of elastic poly(oxyethylene) fragments and cationic ammonia groups in the polymer chain on essentials parameters of ceramic samples. For the comparison a poly(vinyl alcohol) with molecular weight 130000 and hydrolysis degree 88% as a typical water soluble binder was used. The typical parameters of polymeric binders i.e. glass transition temperature, polymer concentration in water, pH and wetting angle were determined. The density, tensile strength according to the "Brazilian test" of green samples and density, bending strength measured by the "ring-bowl" method and also Weibull modulus of sintered samples at 1650 °C were studied. It has been shown that polymers characterized by a Iow glass transition temperature and Iow wetting angle have a beneficial effect on the properties of alumina ceramic samples obtained by uniaxial pressing.

20

Zastosowanie rozgałęzionych żywic uretanowo-metakrylowych w kompozytach stomatologicznych

Szafran M., Rokicki G., Czerwińska L., Bobryk E.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 1

47-52

PL

Zaprezentowano wstępne wyniki badań dotyczących wpływu ilości kamforochinonu (fotoinicjator) na przebieg procesu fotopolimeryzacji oraz wpływ zawartości siarczanu baru na właściwości mechaniczne kompozytów przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne. W celu zbadania mikrotwardości Vickersa, wytrzymałości na zginanie wykonano serię próbek kompozytowych zawierających mikro- i nanokrzemionkę. Wykonano również badanie mikrostruktury powierzchni przełomu kształtek kompozytowych w celu zbadania połączenia ceramika-polimer. Kompozyty ceramiczno-polimerowe są stosowane w stomatologii już od ponad 50 lat. Mimo to zainteresowanie nimi nie maleje. Stomatolodzy wciąż szukają materiałów, które łączyłyby dobre właściwości mechaniczne, zbliżone do amalgamatu z jednoczesną estetyką wypełnienia. Dowiedziono, że lepsze właściwości mechaniczne można uzyskać poprzez zastosowanie zarówno monomerów, zawierających ugrupowania uretanowe, jak również dzięki odpowiedniej ilości i składu proszku ceramicznego.

EN

In this study, the preliminary results of investigations concerning the influence of the amount of camphorquinone (the photoinitiator) on the photopolymerization process and the influence of barium sulphate content on the mechanical properties of the composites for dental applications were presented. In order to examin composites' properties, such as Vicker's microhardness, bending strength the samples containing micro- and nanosilica fillers as well as barium sulfate were prepared. To investigate the ceramics-polymer binding the fractures of the cured composite were analyzed. X-ray the pictures of the samples containing different amounts of BaSO4 were presented. The higher concentration of BaSO4, the larger X-ray contrast is visible. It can be noticed that the method of the powder mixing influenced X-ray contrast. Ball milling of the ceramic powder with water (ratio 1:1) leads to more homogeneous composites. The X-ray contrast of the sample with BaSO4 was compared with the reference sample (80% SiO2, 20% K3M). It can be seen that the addition of BaSO4 causes, that the mass has a better X-ray contrast. The investigation of Vicker's microhardness of composites of A series showed that optimal content of BaSO4 is 10 wt. %. However, considerable influence of the presence of BaSO4 on bending strength was observed. The bending strength of the composites falls down with the growth of the content of BaSO4. It was shown that with the increase of the amount of the initiator in the composition, the microhardness and bending strength of the composites rises. However, for higher amount of camphorquinone the color of the composites becomes more yellow.