Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of blowing agents type on foaming process and properties of rigid polyurethane foams

Kurańska M., Prociak A., Michałowski S., Zawadzińska A.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 10

672--678

EN

Rigid polyurethane foams (RPF) were synthesized with the use different type of blowing agents (methylal, isopentane, cyclopentane, mixture of isopentane and cyclopentane, carbon dioxide). The effects of blowing agent type on the foaming process, cellular structure, mechanical properties and changes of thermal conductivity during one year aging are described. As expected, the highest reactivity confirmed by the fastest decrease of the dielectric polarization and highest maximum of temperature was observed for polyurethane system blown with carbon dioxide. A small difference in the reactivity of systems foamed with physical blowing agents was also noticed – the most reactive was composition with cyclopentane. Cellular structure of foams blown by carbon dioxide was characterized by smaller cells size than foams where physical blowing agent were used. The lowest thermal conductivity after 360 days was observed for polyurethane systems foamed with isopentane and mixture of isopentane and cyclopentane. Regardless of the measurement time the highest thermal conductivity was characteristic for the materials blown with water and methylal. The foams with isopentane were characterized by the highest compressive strength.

PL

Sztywne pianki poliuretanowe (RPF) otrzymano z zastosowaniem różnych czynników spieniających (metylal, izopentan, cyklopentan,mieszanina izopentanu i cyklopentanu oraz ditlenek węgla). Analizowano wpływ rodzaju poroforów na proces spieniania, strukturę komórkową pianki, jej właściwości mechaniczne oraz zmiany właściwości termoizolacyjnych w ciągu jednego roku. Jak oczekiwano, największą reaktywnością charakteryzował się system spieniony za pomocą ditlenku węgla, czego potwierdzeniem są: najszybsze zmniejszenie polaryzacji dielektrycznej oraz najwyższa maksymalna temperatura w procesie spieniania. Niewielkie zmiany reaktywności zaobserwowano w wypadku systemów poliuretanowych spienianych z udziałem różnych czynników fizycznych – największą reaktywnością odznaczał się układ z cyklopentanem. Struktura komórkowa pianek otrzymanych z udziałem ditlenku węgla jako czynnika spieniającego charakteryzowała się komórkami o rozmiarach mniejszych niż rozmiary komórek w materiałach piankowych wytworzonych z zastosowaniem fizycznych czynników spieniających. Najmniejszy współczynnik przewodzenia ciepła po upływie 360 dni wykazywały pianki poliuretanowe spieniane za pomocą izopentanu oraz mieszaniny izopentanu i cyklopentanu. Niezależnie od czasu pomiaru największe wartości współczynnika przewodzenia ciepła zaobserwowano w wypadku materiałów piankowych otrzymanych z zastosowaniem wody i metylalu, natomiast największą wytrzymałość mechaniczną wykazywały pianki wytworzone z udziałem izopentanu.

2

Semi-rigid polyurethane foams with rapeseed polyol of different viscosity

Ryszkowska J., Auguścik M., Zieleniewska M., Szczepkowski L., Kurańska M., Bąk S., Antos-Bielska M., Prociak A.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 1

10--17

EN

The subject of research presented in this article are the semi-rigid polyurethane foams (SRFPUR) produced with a formula developed by the company FAMPUR. It consisted of replacing the petrochemical polyol with two types of rapeseed oil-based polyols of different viscosity. Foams were characterized using such techniques as infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry. With the use of scanning electron microscope changes in the structure of materials were analyzed. In addition, the apparent density, number of closed cells, and properties of materials during compression tests were determined.

PL

Na podstawie receptury opracowanej przez firmę FAMPUR wytworzono półsztywne pianki poliuretanowe (SRFPUR). Poliol petrochemiczny zastąpiono dwoma różniącymi się lepkością typami polioli z oleju rzepakowego. Pianki scharakteryzowano za pomocą spektroskopii w podczerwieni, analizy termograwimetrycznej i różnicowej kalorymetrii skaningowej. Zmiany struktury materiałów badano metodą mikroskopii skaningowej. Oznaczono też gęstość pozorną, liczbę komórek zamkniętych oraz właściwości wytworzonych pianek w próbie ściskania.

3

Preparation and characterization of poly(urea-urethane) elastomers synthetized from rapeseed oil-based polyols. Part II. Thermal properties

Ryszkowska J., Auguścik M., Kurańska M., Oliwa R., Czech-Polak J., Prociak A.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 2

136--143

EN

Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) studies revealed that the content of urethane, urea, and allophanate groups in hard segments depends on the amount of biopolyol used for the synthesis of elastomers (Table 2). Replacement of polyol of petrochemical origin with a natural material can reduce greenhouse gas emissions, but it should not deteriorate heat resistance and fire resistance, which determine the suitability of obtained elastomers for technical applications (eg. in the mining industry). The thermogravimetric analysis (TGA) under atmosphere of nitrogen and air atmosphere as well as combined analysis TGA/FT-IR of the obtained PUUR samples in air (Tables 3–4, Figs. 1–3) have shown that use of a polyol rapeseed oil resulted in only a slight reduction in their heat resistance as compared to the sample prepared without biopolyol. Use of biopolyol slightly worsens the fire resistance (Tables 5–6, Figs. 4–6).

PL

Przedmiotem badań były poliuretanomoczniki (PUUR) wytworzone z zastosowaniem poliolu z oleju rzepakowego, którym zastępowano częściowo poliol pochodzenia petrochemicznego. Badania metodą spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FT-IR) pozwoliły stwierdzić, że zawartość ugrupowań uretanowych, mocznikowych i allofanianowych w segmentach sztywnych otrzymanych materiałów zależy od ilości biopoliolu użytego do syntezy elastomerów (tabela 2). Zastąpienie poliolu pochodzenia petrochemicznego surowcem naturalnym pozwala ograniczyć emisje gazów cieplarnianych, ale nie powinno przy tym pogarszać odporności termicznej i odporności na działanie ognia, które decydują o przydatności otrzymanych elastomerów do zastosowań technicznych (np. w górnictwie). Przeprowadzona analiza termograwimetryczna (TGA) w atmosferze azotu i atmosferze powietrza oraz analiza połączona TGA/FT-IR w atmosferze powietrza otrzymanych próbek PUUR (tabele 3–4, rys. 1–3) dowiodła, że zastosowanie poliolu z oleju rzepakowego spowodowało tylko nieznaczne zmniejszenie ich odporności termicznej w porównaniu z próbką otrzymaną bez biopoliolu. Użycie biopolioli nieznacznie pogorszyło również odporność na działanie ognia (tabele 5–6, rys. 4–6).

4

Porous polyurethane plastics synthetized using bio-polyols from renewable raw materials

Prociak A., Kurańska M., Malewska E.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 5

353--363

EN

A literature review and own investigations have been a base for presenting various methods of the synthesis of bio-polyols from renewable raw materials as well as their potential applications in the formulations of flexible and rigid polyurethane foams (Table 1). A characteristics of selected bio-polyols (Table 2) and their effect on foaming process of different polyurethane compositions are shown (Fig. 1, Table 3). Examples of the influence of selected bio-polyols on cell structures and physical and mechanical properties of both flexible (Fig. 2) and rigid (Table 4) foams are also presented.

PL

Na podstawie przeglądu literatury i badań własnych omówiono różne metody wytwarzania bio-polioli z surowców odnawialnych oraz możliwości ich zastosowania w syntezie elastycznych isztywnych pianek poliuretanowych (tabela 1). Zaprezentowano charakterystykę wybranych bio-polioli (tabela 2) oraz ich wpływ na przebieg procesu spieniania różnych kompozycji poliuretanowych (rys.1, tabela 3). Podano przykłady wpływu wybranych bio-polioli na strukturę komórkową i właściwości fizyczne i mechaniczne modyfikowanych pianek elastycznych (rys. 2) i sztywnych (tabela 4).

5

Zastosowanie odpadów poprodukcyjnych do wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowych

Kurańska M., Zieleniewska M., Auguścik M., Radwańska J., Ryszkowska J., Szczepkowski L., Prociak A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 2

250--255

PL

Analizowano wpływ odpadów poprodukcyjnych w postaci zmielonych łupin orzecha włoskiego, orzecha laskowego, orzecha ziemnego, nasion truskawek, jak również wytłoków z czarnej porzeczki na właściwości sztywnych pianek poliuretanowych otrzymanych z udziałem bio-poliolu z oleju rzepakowego. Otrzymane materiały poliuretanowe analizowano pod kątem ich zastosowania jako pumeksy kosmetyczne. Wyznaczono m.in. wpływ rodzaju napełniacza na wytrzymałość mechaniczną, kruchość, stabilność wymiarową w podwyższonej temperaturze oraz chłonność wody otrzymanych pianek. Ponadto przeprowadzono analizę struktury komórkowej oraz stabilności termicznej otrzymanych bio-kompozytów.

EN

The ground waste walnut, hazelnut and peanut shells, strawberry seeds and black currant pomace were used as fillers of a polyurethane matrix processed to rigid rapeseed polyol-based composite foams. The foams were studied for mech. strength, brittleness, dimensional stability at elevated temp. In addn., an anal. of cell structure and thermal stability of the resulting materials was carried out. The products were recommended as cosmetic pumices.

6

Wpływ geometrii napełniacza na strukturę komórkową i wybrane właściwości użytkowe sztywnych pianek poliuretanowych

Kurańska M., Ślizankiewicz M., Prociak A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 10

2025--2029

PL

Sztywne pianki poliuretanowe modyfikowano grafitem ekspandowanym (napełniacz płytkowy) i cenosferami (napełniacz sferyczny). Przeprowadzono analizę wpływu kształtu oraz zawartości tych napełniaczy na strukturę komórkową oraz gęstość pozorną, wytrzymałość na ściskanie, kruchość, chłonność wody, współczynnik przewodzenia ciepła i stabilność wymiarową otrzymanych materiałów porowatych. Największą zdolnością do nukleacji komórek charakteryzował się napełniacz sferyczny wprowadzony do systemu PUR w ilości do 5% mas., a napełniacz płytkowy w przypadku modyfikacji przekraczającej 7% mas. Wprowadzenie grafitu ekspandowanego w ilości 1% mas. oraz cenosfer w ilości do 5% mas. powoduje zmniejszenie współczynnika przewodzenia ciepła modyfikowanych materiałów piankowych. Modyfikacja matrycy poliuretanowej napełniaczami sferycznym oraz płytkowymi powoduje zmniejszenie chłonności wody i nie wpływa istotnie na wartość kruchości otrzymanych pianek. Wszystkie modyfikowane materiały piankowe charakteryzują się dobrą stabilnością wymiarową, a wprowadzenie do kompozycji poliuretanowej napełniacza sferycznego w ilości do 10% mas. umożliwia zwiększenie wytrzymałości mechanicznej otrzymanych pianek.

EN

Rigid polyurethane (PU) foams were modified by addn. of expanded graphite (plate filler) and cenospheres (spherical filler) to study the effect of the fillers shape and content on the cell structure and apparent d., compressive strength, friability, H₂O absorption, coeff. of thermal cond. and dimensional stability of the resulting porous material. The highest cell nucleation capability was obsd. for the spherical filler introduced into the PU system up to 5% by mass and for the plate filler introduced above 7% by mass. The addn. of expandable graphite (1% by mass) and cenospheres (up to 5% by mass) resulted in a decrease in thermal cond. and H₂O absorption. The PU foams showed good dimensional stability. The addn. of spherical filler (up to 10% by mass) resulted in an increase of the mech. strength of the PU foams.

7

Sztywne pianki poliuretanowe napełniane odpadowym glinokrzemianem

Prociak A., Kurańska M., Osiewicz M., Auguścik M., Ryszkowska J., Michałowski S., Bradło D., Żukowski W.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 10

2042--2047

PL

Analizowano wpływ zawartości mikrosfer glinokrzemianowych (10–50% mas.) na proces spieniania oraz wybrane właściwości sztywnych pianek poliuretanowych (PUR) oraz poliuretanowo-poliizocyjanurowych (PIR). Otrzymane zmodyfikowane pianki PUR i PIR analizowano pod kątem ich zastosowania jako materiałów termoizolacyjnych. Wyznaczono m.in. wpływ zawartości mikrosfer na współczynnik przewodzenia ciepła, wytrzymałość mechaniczną, kruchość, stabilność wymiarową w podwyższonej temperaturze oraz chłonność wody. Ponadto przeprowadzono analizę struktury komórkowej oraz stabilności termicznej i palności otrzymanych pianek. Zastosowanie odpadowych mikrosfer do syntezy spienionych kompozytów PUR oraz PUR-PIR umożliwia zagospodarowanie odpadów przemysłowych oraz zmniejszenie ceny spienionych produktów.

EN

Waste microspheres were used (10–50% by mass) for filling the rigid polyurethane and polyurethane-polyisocyanurate foams. The foams were studied for the coeff. of thermal cond., mech. strength, brittleness and dimensional stability at elevated temps. The cell structure, thermal stability and flammability of the foams were also studied.

8

Bio-poliole z oleju rzepakowego jako surowce do kompozytów naturalnych z napełniaczami naturalnymi dla kosmetyki

Kurańska M., Michałowski S., Radwańska J., Jurecka M., Zieleniewska M., Szczepkowski L., Ryszkowska J., Prociak A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 2

256--262

PL

Przedstawiono charakterystykę bio-polioli z oleju rzepakowego wytwarzanych w Katedrze Chemii i Technologii Polimerów Politechniki Krakowskiej oraz wpływ wybranych bio-komponentów na właściwości sztywnych pianek poliuretanowych o gęstości pozornej ok. 70 kg/m3. Zbadano wpływ bio-polioli o różnych liczbach hydroksylowych oraz rodzaju i zawartości napełniacza na proces spieniania kompozycji poliuretanowych. Wytworzono i zbadano pianki zawierające bio-poliole oraz napełniacze naturalne w postaci zmielonych łupin orzecha włoskiego lub odpady poprodukcyjne z czarnej porzeczki. Określono wpływ rodzaju i ilości zastosowanych bio-komponentów na właściwości fizykomechaniczne otrzymanych materiałów kompozytowych.

EN

Four polyols were synthesized by epoxidation of rapeseed oil with H2O2 and by oxirane ring opening with diethylene glycol and then used for prodn. of rigid polyurethane biocomposite foams (apparent d. approx. 70 kg/m3) filled with ground walnut shells and post-prodn. pomace from black currant. The effect of bio-polyols and fillers on foaming pressure and temp., dielectric polarization of reaction mixt. and on dimensional stability in air and water, mech. strength and brittleness of the polyurethane foams was studied. The addn. of fillers did not affect the composite foam properties, while the bio-polyol properties played a crucial role.

9

Badania procesów glikolizy poli(tereftalanu etylenu) w warunkach promieniowania mikrofalowego

Bogdał D., Prociak A., Bałaziński K., Zdeb R., Kwasek B.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 10

2071--2074

PL

Odpady poli(tereftalanu etylenu) (PET) poddano glikolizie pod wpływem promieniowania mikrofalowego i określono najkorzystniejsze warunki przeprowadzenia tej reakcji, a także zbadano właściwości otrzymanych glikolizatów. W wyniku glikolizy PET otrzymano produkty ciekłe o dużej lepkości i ciemnozielonej barwie. Otrzymane produkty scharakteryzowano, oznaczając ich liczbę hydroksylową i masę cząsteczkową oraz zawartość i rodzaj występujących frakcji.

EN

Poly(ethylene terephthalate) wastes were glycolyzed at 98–201°C in presence of Ti(OBu)₄ under microwave irradn. to produce liq. deep green glycolyzates with hydroxyl nos. 500–600 mg/g and mol. masses 106–1100 g/mol.

10

The effect of various rapeseed oil-based polyols on selected properties of flexible polyurethane foams

Malewska E., Bąk S., Kurańska M., Prociak A.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 11-12

799--806

EN

Bio-polyols based on rapeseed oil were used to produce flexible polyurethane foams (FPURF). The bio-polyols were obtained on a laboratory and industrial scale with the two-step method involving epoxidation of double bonds in rapeseed oil and opening of oxirane rings with different alcohols, such as isopropanol (iP) and diethylene glycol (DEG). The impact of bio-polyols production scale on selected physical and mechanical properties of FPURF was analyzed. The applied bio-polyols differed slightly by hydroxyl number, functionality, and water content. It was found that the scale of bio-polyol production has no significant impact on FPURF properties such as apparent density, hardness, hysteresis, support factor, and resilience. However, it was observed, that the addition of the bio-polyol to polyurethane (PUR) formulation had the impact on the FPURF properties as compared to the reference foams that were not modified with the bio-polyols. Moreover, a continuous method was used to prepare FPURF samples modified with different rapeseed oil-based polyols. For this purpose mixing-dosing device with conveyor line was used to synthesize the foams. It was found that the replacement of petrochemical polyols with the bio-polyols resulted in lower reactivity of the modified for- mulations and the amount of catalysts had to be increased. Furthermore, the foams hysteresis, support factor, and hardness were higher, especially for foams modified with the bio-polyol that contained DEG in its structure. Moreover, the fatigue tests were performed and the results showed a beneficial effect of the bio-based polyols on the functional properties, a.o. support factor of flexible foams.

PL

Bio-poliole z oleju rzepakowego, wytworzone w skali laboratoryjnej i przemysłowej, zastosowano wsyntezie elastycznych pianek poliuretanowych (FPURF). Bio-poliole otrzymano metodą dwuetapową przez epoksydację wiązań podwójnych w oleju rzepakowym, a następnie przez otwarcie pierścieni oksiranowych za pomocą izopropanolu (iP) oraz glikolu dietylenowego (DEG). Zbadano wpływ rodzaju bio-poliolu (także tego samego rodzaju, ale otrzymanego w różnej skali) na wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne FPURF. Zastosowane bio-poliole różniły się między sobą nieznacznie liczbą hydroksylową, funkcyjnością i zawartością wody. Stwierdzono, że skala produkcji polioli nie ma istotnego wpływu na właściwości FPURF, takie jak: gęstość pozorna, twardość, histereza, współczynnik komfortu i odbojność. Zaobserwowano jednak wpływ modyfikacji za pomocą różnych bio-polioli na właściwości FPURF w porównaniu z właściwościami niemodyfikowanej pianki referencyjnej. Pianki FPURF otrzymano również stosując metodę ciągłą z użyciem urządzenia dozująco-mieszającego wraz zlinią do przesuwu form z mieszaniną reakcyjną. Stwierdzono, że zastąpienie polioli petrochemicznych bio-poliolami powoduje zmniejszenie reaktywności kompozycji poliuretanowych, co spowodowało konieczność zwiększenia ilości katalizatorów. Ponadto, zaobserwowano wzrost histerezy, współczynnika komfortu i twardości, szczególnie w wypadku pianek zawierających bio-poliol z wbudowanym DEG. Wyniki badań zmęczeniowych wykazały korzystny wpływ bio-polioli na właściwości użytkowe, m.in. na współczynnik komfortu pianek elastycznych.

11

Production and characterization of poly(urea-urethane) elastomers synthetized from rapeseed oil-based polyols. Part I. Structure and properties

Auguścik M., Kurańska M., Prociak A., Karalus W., Lipert K., Ryszkowska J.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 7-8

490--498

EN

Poly(urea-urethane)s (PUUR), wherein the polyol substrates of petrochemical origin, partly replaced by vegetable polyols, were synthesized. Various contents of polyols derived from rapeseed oil – from 0 to 50wt% were used. In order to determine the chemical structure of the obtained samples, they were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Physicochemical and mechanical properties were determined using, among others, methods of differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA), as well as the tribological tests were performed. Studies have shown that new material obtained using the highest content of the polyol of vegetable origin (50 wt%) was characterized by the best storage modulus and friction coefficient. This material can be applied where low abrasive wear and volume resistivity is required.

PL

W ramach pracy zsyntetyzowano poliuretanomoczniki (PUUR), w których substraty poliolowe pochodzenia petrochemicznego zastępowano częściowo poliolami pochodzenia roślinnego. Zastosowano różne zawartości polioli pochodzących z oleju rzepakowego – od 0 do 50% mas. substratów poliolowych. Metodą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) określono strukturę chemiczną otrzymanych próbek PUUR. Właściwości fizykochemiczne i mechaniczne określano, odpowiednio, metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i dynamicznej analizy mechanicznej (DMA). Przeprowadzono również testy trybologiczne. Badania wykazały, że najlepszą wartością składowej rzeczywistej modułu zespolonego (E') iwspółczynnika tarcia charakteryzował się materiał zawierający 50% mas. poliolu pochodzenia roślinnego. Materiał ten może znaleźć zastosowanie w wyrobach, dla których wymagane jest małe zużycie ścierne i mała rezystywność skrośna.

12

Microcellulose as a natural filler in polyurethane foams based on the biopolyol from rapeseed oil

Kurańska M., Prociak A., Michałowski S., Cabulis U., Kirpluks M.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 9

625--632

EN

Rigid polyurethane (PUR) foams based on biopolyols from rapeseed oil were modified with microcellulose in the amounts of 3, 6 and 9 wt % with respect to the mass of the foams. The biopolyol was synthesized using transesterification of rapeseed oil with triethanolamine. The content of the microcellulose in the PUR system was limited by the increased viscosity of the polyol premix. The viscosity of the polyol premix increased from 297 (for the unmodified system) to 1394 mPa ∙ s (for the system modified with 9 wt % of microcellulose). The introduction of the microcellulose to the PUR systems slightly decreased their reactivity. The addition of the microcellulose caused an increase of the apparent density of the modified foams and the content of closed cells. The biofoams modified with microcellulose were characterized by a similar apparent density. It was found that the modification of the PUR systems with the microcellulose had a positive effect on the mechanical properties and reduced the brittleness of the obtained porous biocomposites in comparison to the reference, unmodified foam. The thermal properties and flammability of the obtained biocomposites were also analyzed. Unexpectedly, it was found that the addition of the microcellulose increased the oxygen index of the modified foams from 20.5 to 21.2 (for the material modified with 9 wt %).

PL

Biopoliol otrzymany w reakcji transestryfikacji oleju rzepakowego trietanoloaminą zastosowano do wytworzenia sztywnych pianek poliuretanowych modyfikowanych mikrocelulozą w ilości 3, 6 i 9 % mas. Zawartość mikrocelulozy w układzie była ograniczona ze względu na wzrost lepkości przedmieszki poliolowej (z 297 mPa • s – system niezawierający mikrocelulozy do 1394 mPa • s – system modyfikowany mikrocelulozą w ilości 9 % mas.). Modyfikacja układu mikrocelulozą wpłynęła nieznacznie na zmniejszenie jego reaktywności. Modyfikowane w ten sposób pianki PUR wykazywały większą gęstość pozorną oraz zawartość komórek zamkniętych niż pianki niemodyfikowane. Stwierdzono, że modyfikacja PUR mikrocelulozą wpływa korzystnie na właściwości mechaniczne oraz kruchość otrzymanych materiałów. Wykonano analizę termiczną oraz zbadano palność wytworzonych pianek. Stwierdzono, że dodatek do kompozycji PUR 9% mas. mikrocelulozy zwiększył wskaźnik tlenowy otrzymanych pianek z 20,5 do 21,2 %.

13

Water-blown polyurethane-polyisocyanurate foams based on bio-polyols with wood fibers

Kurańska M., Prociak A., Cabulis U., Kirpluks M.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 11-12

705--712

EN

In this paper rigid polyurethane-polyisocyanurate (PUR-PIR) foam andwood fiber composites were synthesized using two types of bio-polyols. The PUR-PIR systems were modified with 3 and 6wt% of wood fibers. The influence of the content of wood fibers on the cellular structure was examined with scanning electron microscopy (SEM). Thermal and mechanical properties of the composites were characterized with thermogravimetric analysis, thermal conductivity, compressive strength, and Young modulus measurements. The influence of wood fibers on flammability of PUR-PIR foams was analyzed by oxygen index and cone calorimeter tests. For the most of foams, introduction of wood fibers did not affect the change in compressive strength. Introduction ofwood fibers increased the temperature at which thermal degradation began, as well as the temperature at which occurs 5, 25 and 50 % weight loss. The studies have shown that the oxygen index of the obtained PUR-PIR foams insignificantly decreases with increasing wood fibers content.

PL

Z użyciem dwóch rodzajów biopolioli i włókien drzewnych (w ilości 3 i 6 % mas.) otrzymano kompozyty sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych (PUR-PIR). Zmiany struktury komórkowej pianek w zależności od zawartości włókien drzewnych badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Właściwości termiczne i mechaniczne kompozytów charakteryzowano wykonując analizę termograwimetryczną oraz wyznaczając przewodnictwo cieplne, wytrzymałość na ściskanie oraz moduł Younga. Analizując wskaźnik tlenowy i szybkość wydzielania ciepła wyznaczaną za pomocą kalorymetru stożkowego określano wpływ zawartości włókien drzewnych na palność kompozytów. Stwierdzono, że w przypadku większości materiałów dodatek włókien drzewnych nie wpływa istotnie na zmiany wytrzymałości na ściskanie, powoduje natomiast wzrost temperatury, przy której następuje 5, 25 oraz 50-proc. ubytek masy badanej próbki oraz nieznaczne zmniejszenie wartości wskaźnika tlenowego.

14

The effect of nanosilica filler on the foaming process and properties of flexible polyurethane foams obtained with rapeseed oil-based polyol

Malewska E., Prociak A.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 7-8

472--479

EN

In this paper, the analysis of the foaming process of flexible polyurethane modified with the addition of silica nanoparticles is presented. Flexible polyurethane foams (FPURF) were obtained using petrochemical components and a rapeseed-oil-based polyol (used in an amount of 20 wt %). Nanosilica was added to the polyurethane system in the amount of 0.5, 1.0 and 1.5 php (parts per hundred polyols). The characteristic parameters of the foaming process, such as the growth velocity of foamed materials, the core temperature and dielectric polarization, were measured using a Foamat device. It was observed that polyurethane-forming reactions slowed down as an effect of the increase of nanosilica content in the polyurethane composition. Consequently, the temperature in the core of the reaction mixture containing 1.5 php nanosilica was lower by approx. 35 °C compared to the reference material. Moreover, the influence of the method of homogenization of the nanofiller with polyols on the selected properties of prepared foams was analyzed. The following properties of flexible polyurethane foams were determined: apparent density, resilience, compressive strength, hardness, hysteresis and support factor. The introduction of nanosilica filler to the polyurethane formulation caused an increase in the apparent density from 24.6 kg/m3 for the reference foam to 28.5 kg/m3 for the foam containing 1.5 php of nanosilica. However, this nanofiller did not significantly affect the cell structure of foamed materials. The foams obtained with the nanosilica additive of 1.0 php had the most preferred properties, such as a slightly higher value of resilience, lower hardness and higher support factor than the reference foam without nanosilica.

PL

Analizowano proces spieniania elastycznych poliuretanów modyfikowanych dodatkiem nanokrzemionki. Elastyczne pianki poliuretanowe (FPURF) otrzymywano z zastosowaniem poliolu pochodzenia petrochemicznego oraz poliolu wytworzonego z udziałem 20 % mas. oleju rzepakowego. Nanokrzemionka była dodawana do kompozycji poliuretanowej w ilości 0,5, 1,0 i 1,5 php [masa napełniacza (g) na 100 g mieszaniny polioli]. Charakterystyczne parametry procesu spieniania, takie jak: szybkość wzrostu pianki, temperatura wrdzeniu mieszaniny reakcyjnej oraz polaryzacja dielektryczna, mierzono za pomocą urządzenia Foamat. Zaobserwowano, że reakcje tworzenia poliuretanu ulegały spowolnieniu wraz ze wzrostem udziału masowego krzemionki w kompozycji poliuretanowej. Konsekwencją tego była niższa o ok. 35 °C temperatura w rdzeniu materiału zawierającego 1,5 php nanokrzemionki, w porównaniu z temperaturą w rdzeniu pianki referencyjnej. Określono też wpływ sposobu homogenizacji nanonapełniacza z poliolem na wybrane właściwości otrzymywanych pianek. Analizowano następujące właściwości fizyko-mechaniczne: gęstość pozorną, odbojność, wytrzymałość na ściskanie, twardość, histerezę i współczynnik komfortu. Dodatek krzemionki do kompozycji poliuretanowej spowodował wzrost gęstości pozornej z 24,6 kg/m3 pianki referencyjnej do 28,5 kg/m3 pianki zawierającej 1,5 php nanokrzemionki. Dodatek nanokrzemionki nie wpłynął w istotnym stopniu na strukturę komórkową pianek, jednak materiały wytworzone z udziałem nanokrzemionki w ilości 1,0 php charakteryzowały się najkorzystniejszymi właściwościami, m.in. nieznacznie większą odbojnością, mniejszą twardością i większym współczynnikiem komfortu niż pianki niezawierające nanokrzemionki.

15

Biobased polyurethane foams modified with natural fillers

Prociak A., Kurańska M., Malewska E., Szczepkowski L., Zieleniewska M., Ryszkowska J., Ficoń J., Rząsa A.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 9

592--599

EN

Two biopolyols have been synthesized from rapeseed oil and applied to obtain rigid and flexible polyurethane foams. Biopolyols were prepared using a two-step method of epoxidation and opening of the oxirane rings. It was found that, regardless of the type of prepared foams, the addition of biopolyols to the polyurethane composition reduces its reactivity, which was confirmed by changes of the dielectric polarization, as well as the reduction of the maximum temperature in the foam core during the foaming process. In the case of the rigid polyurethane polyol, biomodification caused a decrease of the apparent density of the foams, but the foam involving biopolyol had a higher compressive strength. An increase of added ground walnut shells in rigid polyurethane foams also improved their mechanical properties. The introduction of a biopolyol based on rapeseed oil and ultra-fine cellulose to the polyurethane formulation resulted in high resilience flexible foams with improved comfort factor.

PL

Z oleju rzepakowego zsyntetyzowano dwa rodzaje biopolioli, które zastosowano następnie do wytworzenia sztywnych i elastycznych pianek poliuretanowych. Biopoliole otrzymywano dwuetapową metodą epoksydacji i otwarcia pierścieni oksiranowych. Stwierdzono, że — niezależnie od rodzaju pianek — użyty biopoliol wpływa na zmniejszenie reaktywności systemu poliuretanowego, co potwierdzają zmiany polaryzacji dielektrycznej, a także obniżenie maksymalnej temperatury w rdzeniu pianek w trakcie procesu spieniania. W przypadku sztywnych pianek poliuretanowych modyfikacja biopoliolem spowodowała zmniejszenie gęstości pozornej pianek i poprawę ich wytrzymałości na ściskanie. Wprowadzenie napełniacza w postaci zmielonych skorup orzecha do kompozycji pianek sztywnych również poprawiło ich właściwości mechaniczne. Zastosowanie modyfikacji biopoliolem z oleju rzepakowego oraz dodatkiem ultradrobnych cząstek celulozy umożliwiło wytworzenie pianek elastycznych o zwiększonej wartości współczynnika komfortu z zachowaniem dużej odbojności.

16

Modification of expandable polystyrene beads

Malewska E., Prociak A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2015

|

R. 112, z. 1-Ch

77--87

EN

This paper presents the effect of modification of expandable polystyrene beads (PSB) with an additional amount of physical blowing agent and the addition of ethylene wax on their properties. Three different sizes of PSB beads were analyzed. The bulk density and thermal properties – thermogravimetric and differential scanning calorimetry were evaluated.

PL

W artykule przedstawiono wpływ modyfikacji perełek ekspandowanego polistyrenu (PSB) za pomocą dodatkowej ilości poroforu fizycznego oraz dodatku wosku etylenowego na ich właściwości. Analizie gęstości nasypowej oraz właściwości termicznych – termograwimetrycznej oraz skaningowej kalorymetrii różnicowej poddano 3 różne wielkości perełek PSB.

17

Flax fibers as natural filler for rigid polyurethane-polyisocyanurate foams based on bio-polyol from rapeseed oil

Kurańska M., Prociak A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2015

|

R. 112, z. 1-Ch

47--54

EN

The influence of flax fibers on the physical and mechanical properties and the flammability of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams obtained from rapeseed oil-based polyol was analyzed. The rigid polyurethane-polyisocyanurate foams with apparent density of 40−48 kg/m3 were prepared. It has been found that the introduction of flax fiber has a beneficial effect on selected properties of obtained foams.

PL

Analizowano wpływ włókien lnianych na właściwości fizykomechaniczne oraz palność sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych otrzymanych z udziałem bio-poliolu z oleju rzepakowego. Otrzymano porowate materiały poliuretanowo-poliizocyjanurowe o gęstościach pozornych w zakresie 40−48 kg/m3. Stwierdzono, że wprowadzenie włókien lnianych wpływa korzystnie na wybrane właściwości otrzymanych pianek.

18

Wpływ indeksu izocyjanianowego oraz rodzaju bio-poliolu z oleju rzepakowego na właściwości termiczne oraz palność sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych

Prociak A., Kurańska M., Michałowski S., Cabulis U., Kirpluks M.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2248-2252

PL

Zbadano wpływ bio-polioli z oleju rzepakowego na właściwości termiczne oraz palność sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych o indeksach izocyjanianowych w zakresie 150-250. Bio-poliole otrzymano metodą transestryfikacji oraz transamidyzacji oleju rzepakowego trietanoloaminą oraz dietanolaminą, jak również dwuetapową metodę epoksydacji oraz otwarcia pierścieni oksiranowych glikolem dietylenowym. Stwierdzono że rodzaj zastosowanego bio-poliolu wpływa na przebieg degradacji termicznej, jak również palność otrzymanych materiałów porowatych.

EN

Polymeric diphenylmethane-4,4’-diisocyanate and rape- seed oil-derived bio-polyols were used for prepn. of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams with isocyanate index 150-250 in presence of a catalyst, blowing, surface-active and flame-retarding agents. The thermal stability of the foams increased while their flammability decreased with the increasing isocyanate index. Use of the bio-polyols resulted in increasing the 02 index up to above 21%.

19

Struktura komórkowa i właściwości fizykomechaniczne sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych otrzymanych z udziałem bio-polioli z oleju rzepakowego

Prociak A., Cabulis U., Kurańska M., Kirpluks M.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2253-2258

PL

Bio-poliole z oleju rzepakowego otrzymywano metodą transestryfikacji trietanoloaminą, transamidyzacji dietanoloaminą lub epoksydacji i otwarcia pierścieni oksiranowych glikolem dietylenowym. Uzyskane bio-poliole charakteryzujące się liczbami hydroksylowymi w zakresie 270-390 mg KOH/g użyto do wytworzenia sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych. W opisywanych materiałach 70% mas. poliolu petrochemicznego zastąpiono bio-poliolami z oleju rzepakowego. Dokonano analizy wpływu indeksu izocyjania nowego oraz rodzaju bio-poliolu na wytrzymałość mechaniczną, strukturę komórkową oraz współczynnik przewodzenia ciepła sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych.

EN

Rapeseed oil was transesterified with triethanolamine or transamidized with diethanolamine at 170°C or 140°C, resp., in presence of Zn(OAc) 2 catalyst or epoxidized with H202 in Ac0H/H2S04 and converted to bio-polyols by opening oxirane rings with diethylene glycol in presence of H2S04 at 95-100°C. The bio-polyols (hydroxyl no. 270- 390 mg KOH/g) were used for partial replacing a polyol of petrochem. origin (70% by mass) in prodn. of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams in reaction with polymeric diphenylmethane-4,4’-diisocyanate to study the foaming course. The mech. properties, cellular structure and thermal cond. of the foams were detd.

20

Environmentally friendly polyurethane-polyisocyanurate foams for applications in the construction industry

Kurańska M., Prociak A.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2014

|

R. 111, z. 5-B

149--152

EN

In this paper, the influence of raw materials from renewable sources in the form of rapeseed oil-based polyols on thermal conductivity and the cell structure of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams was presented. Bio-polyols were prepared by the following methods: transesterification, transamidization and two-steps method of epoxidation and oxirane rings opening.

PL

W artykule przedstawiono wpływ surowców ze źródeł odnawialnych w postaci polioli z oleju rzepakowego na współczynnik przewodzenia ciepła oraz strukturę komórkową sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych. Poliole z oleju rzepakowego były otrzymywane następującymi metodami: transestryfikacja, transamidyzacja oraz dwuetapowa metoda epoksydacji i otwarcia pierścieni oksiranowych.