Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

PET/Cloisite®15A composite fibers – studies on the structure and the flame inhibition mechanism

Fabia Janusz, Gawłowski Andrzej, Rom Monika, Ślusarczyk Czesław, Biniaś Włodzimierz, Brzozowska-Stanuch Anna, Puchalski Michał

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 9

622--631

EN

The improvement of poly(ethylene terephthalate) (PET) fibers flame retardancy is usually achieved by using antipyrenes, which may be incorporated into polyester molecules during polycondensation or are physically mixed with polymer in the fiber formation process. In this article we present an alternative method to reduce the flammability of PET fibers and fabrics which is analogous to dyeing them with a dispersed dyes in a high temperature bath. We have tested this method many times using various modifiers so far. This time, we applied a commercial organophilized montmorillonite Cloisite®15A (C15A). In the presented work, using Limited Oxygen Index (LOI) flammability tests and the thermogravimetric analysis (TGA) method, the effectiveness of the modification used was demonstrated and its optimal variant was determined. Based on Fourier Transform-Infrared Spectroscopy (FT-IR) studies, the existence of interactions between PET macromolecules and the C15A modifier in the entire temperature range of the oxidative degradation was confirmed. Using the Wide-Angle X-ray Scattering (WAXS) and Small-Angle X-ray Scattering (SAXS) methods, the basic parameters of the nanostructure of the studied fibers were determined, and their nanocomposite nature was confirmed. The most important goal, which was successfully achieved, was to explain the mechanism of flame inhibition by the applied modifier C15A.

PL

Poprawę właściwości palnych włókien poli(tereftalanu etylenu) (PET) można uzyskać w wyniku zastosowania uniepalniaczy, które mogą być wprowadzane do mieszaniny reakcyjnej podczas polikondensacji poliestru lub fizycznie mieszane z polimerem w procesie tworzenia włókien. W niniejszym artykule przedstawiono alternatywną metodę zmniejszania palności włókien i wyrobów tekstylnych z PET, analogiczną do procesu ich barwienia rozproszonymi barwnikami w kąpieli wysokotemperaturowej. Metodę tę testowaliśmy już wielokrotnie przy użyciu różnych modyfikatorów. Tym razem zastosowaliśmy handlowo dostępny organofilizowany montmorylonit Cloisite®15A (C15A). Za pomocą testów palności (określano wartość LOI – wskaźnika tlenowego) oraz analizy termograwimetrycznej (TGA) wykazano skuteczność zastosowanej modyfikacji i określono jej optymalny wariant. Na podstawie badań spektroskopowych FT-IR (spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera) potwierdzono występowanie oddziaływań między makrocząsteczkami PET i modyfikatora C15A w całym zakresie temperatury, obejmującym proces degradacji oksydacyjnej. Metodami szeroko i mało kątowej dyfrakcji rentgenowskiej (WAXS i SAXS) określono podstawowe parametry nanostruktury badanych włókien oraz potwierdzono ich nanokompozytowy charakter. Wyjaśniono także mechanizm inhibitowania płomienia przez zastosowany modyfikator C15A.

2

Impact of Higher Temperature on Quartz Moulding Sand with Gypsum Binders

Paduchowicz P., Stachowicz M., Granat K.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 1

81--86

EN

This paper presents initial findings from research into the possibility of using gypsum binders in quartz moulding sand that could be used in the production of casting moulds and cores. For the purposes of the research two commercial types of gypsum were used as binders: building gypsum and gypsum putty. Dry components of moulding sand i.e. medium quartz sand and gypsum were mixed in proportion of 89/11 parts by weight. In order to achieve bonding properties for the binders, 5 parts by weight of water was added to the mixture of dry components. After 24 hours of adding water and mixing all the components, the moulding sand, naturally hardened, was subjected to high temperature. The moulding sand thus produced, i.e. with cheap and environmentally-friendly gypsum binders, was eventually analysed after heating (at temperatures of 300oC, 650oC and 950oC) and cooling in order to determine changes in the following parameters: LOI – loss on ignition, chemical composition and pH. Moreover, investigated were bonding bridges, before and after the moulding sand was roasted. The research results revealed differences in the structure of bonding bridges and the occurrence of automatic adhesive destruction for both types of gypsum binders. For two types of moulding sands under the investigation of the LOI exceeded 2.59wt.% (with building gypsum) or 2.84wt.% (with putty gypsum) and pH increased to ca. 12 as a result of increasing roasting temperature from 300oC to 650oC. Next, roasting at 950oC decrease value of LOI in both types of moulding sands. Moulding sand with builoding gypsum roasted at 950oC revealed a return to the value of pH parameter measured prior to annealing.

3

Modification of polyamide 6 fibers with water-glass in the bath method

Gawłowski A., Fabia J., Ślusarczyk C., Brzozowska-Stanuch A., Graczyk T., Janicki J.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 11-12

861--867

EN

High temperature (HT) bath method was used to produce the flame-retardant polyamide 6 (PA6) fibers, analogous to dyeing using dispersed dyes. The modification process was carried out in a bath containing flame-retardant and a surfactant (dispersant). An ecological commercial product – so-called soda water-glass, i.e., aqueous sodium silicate solution (WG) – was used as flame-retardant. The resulting flame-retardant effect was evaluated on the basis of the limiting oxygen index (LOI) method. The thermal properties of the examined fibers were determined using differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Basic mechanical testing of fibers was also performed. Fiber burning residues were characterized on the basis of photographs obtained by scanning electron microscopy (SEM). Changes in the supermolecular structure of PA6 fibers after the modification were discussed using wide-angle X-ray scattering (WAXS). As a result of the proposed modification of PA6 fibers a small but sustained increase in the flame-retardant effect was obtained.

PL

Włókna z poliamidu 6 (PA6) o zmniejszonej palności wytworzono z zastosowaniem metody kąpielowej HT (high temperature), prowadzonej w sposób analogiczny do barwienia włókien barwnikami zawiesinowymi. Kąpiel modyfikująca zawierała uniepalniacz oraz środek powierzchniowo czynny (dyspergator). Środkiem uniepalniającym był ekologiczny produkt handlowy o nazwie szkło wodne sodowe – wodny roztwór krzemianu sodu (WG). Uzyskany efekt trudnozapalności oceniano na podstawie wyznaczonego indeksu tlenowego (LOI). Właściwości termiczne badanych włókien określano za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i analizy termograwimetrycznej (TGA). Wykonano też podstawowe badania wytrzymałości mechanicznej włókien. Pozostałości po spaleniu włókien charakteryzowano na podstawie fotografii uzyskanych techniką elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Zmiany w strukturze nadcząsteczkowej włókien PA6 poddanych modyfikacji oceniano z wykorzystaniem szerokokątowej dyfraktometrii rentgenowskiej (WAXS). W wyniku zaproponowanej modyfikacji uzyskano niewielkie, ale trwałe zmniejszenie palności włókien PA6.

4

Inhibitors of thermally induced burn incidents – the examinations of the flammability, TGA, SAXS and SEM methods

Pielesz A., Gawłowski A., Fabia J., Ślusarczyk C., Sarna E.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 11-12

806--811

EN

The examinations of the skin flammability, small-angle X-ray scattering (SAXS) and thermogravimetric (TGA) investigations were all carried out in temperature sufficient for simulating a burn incident. Above methods were used to perform assessment of collagen molecular structure changes in conditions of thermal oxidative stress, whereas the scanning electron microscopy analysis (SEM) was used to illustrate skin surface changes. The changes were observed in the presence of active antioxidants such as L-ascorbic acid, sodium ascorbate and hydrogel of orthosilicic acid H4SiO4 • n H2O. Presence of these modifiers of the burn process minimizes external effects of simulated burn incidents for model samples of animal skin and burn wound epidermis extracted from the patients. The examinations of the skin flammability were carried out with the limited oxygen index (LOI) method. In this study, synergy between orthosilicic acid and L-ascorbic acid and sodium ascorbate into animal and human skin has been shown through an increase in LOI values. The treatment by means of L-ascorbic acid affects particular morphological changes in the skin which is visible in SEM method. Skin samples incubated in the solution of the 3.5 %, 5 % L-ascorbic acid, 7 % sodium ascorbate solutions and 7 % orthosilicic acid demonstrate the development of a structure resembling a coherent solid composite. SAXS gives structural information on the assembly of dermal collagen as well as the lamellar organization of stratum corneum (SC) lipids located in the outermost part of the epidermis. Using this technique, two lamellar phases with repeat distance of approximately 4.3 and 6 nm in the SC lipids domains were observed. Moreover, the diameter of the collagen fibrils were extracted. The observed differences in the values of these parameters allowed us to better understand the mechanism of modification of the surface of the burn affected skin and the influence of the modification on the process of skin regeneration.

PL

Miejscowa oraz ogólna odpowiedź organizmu na oparzenie termiczne jest złożona. Nie tylko prowadzi do uszkodzenia skóry, ale wywołuje też głębokie długotrwałe zmiany w metabolizmie organizmu. Na podstawie wyznaczonego granicznego wskaźnika palności (LOI), wyników analizy termograwimetrycznej (TGA) i małokątowej dyfraktometrii rentgenowskiej (SAXS) oceniano zmiany zachodzące w strukturze kolagenu w warunkach stresu oksydacyjnego, a metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) określano zmiany topografii powierzchni badanych próbek skóry. Modyfikowany aktywnymi przeciwutleniaczami, takimi jak: pochodne witaminy C (np. kwas L-askorbinowy, askorbinian sodu) oraz hydrożel kwasu ortokrzemowego H4SiO4 • n H2O. Kolagen wykazuje zwiększoną aktywność biochemiczną, a obecność niniejszych modyfikatorów procesu oparzeniowego minimalizuje zewnętrzne skutki symulowanych incydentów oparzeniowych.

5

Impregnacja trudnozapalna termoizolacyjnej włókniny PET wyprodukowanej na bazie surowca pochodzącego z recyklingu

Gawłowski A., Pielesz A., Fabia J., Graczyk T.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 3

14--22

PL

Włóknina z włókien PET jest klasyfikowana jako łatwopalna (indeks LOI 21%). Ponieważ materiał ten można wykorzystać do izolacji termicznej różnego rodzaju pomieszczeń, m.in. strychów i loftów, powinien on spełniać bardzo wysokie wymagania w odniesieniu do bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Jednym z możliwych sposobów uzyskania podwyższonego stopnia trudnozapalności jest impregnacja. Celem niniejszej pracy było opracowanie składu środka impregnującego ograniczającego palność, który będzie spełniał wszystkie podstawowe wymagania dotyczące impregnatów stosowanych do modyfikacji materiałów termoizolacyjnych. Do impregnacji trudnozapalnej wykorzystano termoizolacyjną włókninę wykonaną z surowca pochodzącego z recyklingu materiałowego butelek PET. Impregnat przygotowano w postaci mieszaniny dwóch produktów komercyjnych: wodnego roztworu krzemianu sodu – tzw. szkła wodnego sodowego R-145 oraz wodnej dyspersji kopolimerów akrylowo-styrenowych o nazwie handlowej Triostat TO. Zaimpregnowaną włókninę termoizolacyjną PET poddano badaniom termicznym (DSC i TGA) i mikroskopowym (SEM), a efekt trudnozapalności oceniano metodą krytycznego wskaźnika tlenowego (LOI). W wyniku przeprowadzonej impregnacji uzyskano zadowalający i akceptowalny technicznie efekt trudnozapalności (LOI 28%).

EN

PET nonwoven is classified as ﬂammable material (LOI 21%). Because of using PET nonwoven by thermal isolation of various types of rooms (attic, loft and other) the requirement of fire safety is very high. One of the possibilities to receive higher ﬂame retardant is impregnation of PET nonwoven. The purpose of this work was to compose a formula of impregnation bath. The PET nonwoven made from recycling materials (PET bottles) was used for the research. The impregnation bath was prepared in the form of a mixture of two commercial products: aqueous solution of sodium silicate – sodium water-glass R-145 and styrene acrylic aqueous dispersion – Triostat TO. After the impregnation process thermal tests (DSC, TGA) and microscopic investigations (SEM) of PET nonwovens were performed. The ﬂame retardant eﬀect was described by Limited Oxygen Index-LOI. By treating of PET nonwoven satisfactory and acceptable technically ﬂame retardant eﬀect was received (LOI ca. 28%).

6

Igłowana włóknina poliestrowa modyfikowana trudnozapalnie wodnym roztworem krzemianu sodu do zastosowań w budownictwie

Fabia J., Gawłowski A., Graczyk T., Grzybowska-Pietras J., Janicki J.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2016

|

nr 12

42--44

EN

In this study, for flame retardant modification of needle-punched PET nonwoven, a high temperature bath method HT similar to dyeing fibres with disperse dyes was applied. Aqueous solutions of sodium silicate were used as the flame retardant modifier. The flame retardant properties of the studied nonwoven were evaluated using Limited Oxygen Index LOI method. Samples of the nonwoven modified in three different variants were also examined by thermogravimetric analysis TGA.

7

Flame Retardant and Antimicrobial Jute Textile Using Sodium Metasilicate Nonahydrate

Basak S., Samanta K. K., Chattopadhyay S. K., Das S., Narkar R., Dsouza C., Shaikh A. H.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2014

|

Vol. 16, nr 2

106--113

EN

Flame retardant and antimicrobial functionalities were imparted in jute textile using sodium metasilicate nonahydrate (SMSN), commonly known as “water glass”. Sodium metasilicate nonahydrate (SMSN) was applied in jute fabric in different concentration by padding method followed by drying. Flame retardancy of the fabric was evaluated by Limiting Oxygen Index (LOI) and burning behaviour under vertical flammability tester including the char length. Burning rate was found to decrease by almost 10 times after an application of 2% SMSN compared to the control sample. Thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) analysis of both the control and treated jute fabrics were utilized to understand the mechanism of developed flame retardance in jute fabric. It was observed that the SMSN treated samples showed excellent antimicrobial property against both gram positive and gram negative bacteria. Antimicrobial properties of both the control and treated jute fabrics were also measured quantitatively.

8

Wpływ zawartości strat prażenia w popiele lotnym krzemionkowym na właściwości cementu i betonu

Garbacik A., Baran T., Pichniarczyk P.

Szkło i Ceramika

|

2012

|

R. 63, nr 4

6-10

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości cementów z dodatkiem popiołu lotnego krzemionkowego V o różnej zawartości strat prażenia. Zbadano wpływ jakości popiołu na właściwości reologiczne cementu, czas wiązania, wytrzymałość, mrozoodporność i kompatybilność cementu z domieszkami. Przeprowadzone badania potwierdziły, że duża zawartość strat prażenia w popiele negatywnie wpływa na jakość cementu, w tym cechy użytkowe kształtujące właściwości mieszanki betonowej i trwałość betonu.

EN

In the paper investigations of cements with siliceous fly ash constituent were described. Influence of fly ash containing different unburned carbon residue on cement properties; reological parameters, setting time, strength and freeze resistance were analyzed. It was confirmed that large content of unburned carbon residue in fly ash have got negative influence effect on cement quality including performance properties of the fresh concrete mixture and the concrete durability.

9

Formaldehyde Free Binding System for Flame Retardant Finishing of Cotton Fabrics

Katović D., Flinčec Grgac S., Bischof-Vukušić S., Katović A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 1 (90)

94-98

EN

The promising application of citric acid (CA) and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid (BTCA) for the purpose of flame retardant (FR) finishing was investigated. Both polycarboxylic acids (PCAs) were applied as an environmentally friendly binder in a reaction with N-hydroxymethyl-3-dimethylphosphonpropionamide. The results were compared with a conventional agent based on melamine formaldehyde. The purpose of melamine resin is to provide nitrogen in order to enhance the flame retarding performance of the treated fabric through synergism with phosphorus. In our previous investigations it was determined that the best catalyst to be used with PCAs is sodium hypophosphite monohydrate (SHP). The FR effectiveness was tested according to the ISO 6940 method, as well as with the limiting oxygen index (LOI) technique according to ASTM D 2863-97. Moreover, the thermal degradation of raw cotton and FR treated cotton fabrics was studied by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC).

PL

Badano zastosowanie kwasu cytrynowego i 1,2,3,4-butanotetrakarboksylowego (BTCA) w celu uzyskania anytpalnej preparacji. Obydwa kwasy polikarboksylowe zastosowano jako przyjazne środowisku związki wchodzące w reakcje z 3-dimetylofosfopropionoamidem. Wyniki porównano z konwencjonalną preparacją z udziałem formaldehydu melaminy. Celem zastosowania żywicy melaminowej jest wprowadzenie azotu w celu zwiększenia niepalności. Antypalność materiałów badano zgodnie z normą ISO 6940, jak również metodą Ograniczonego Indeksu Tlenowego (LOI) zgodnie z normą ASTM D 2863-97. Dodatkowo obrabiane materiały poddano analizie termo grawimetrycznej oraz różnicowej kalorymetrii skaningowej.

10

Flame Retardancy of Paper Obtained with Environmentally Friendly Agents

Katović D., Bischof-Vukušić S., Flinčec-Grgac S., Lozo B., Banić D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2009

|

Vol. 17, no. 3 (74)

90--94

EN

Flame retardancy was imparted through the addition of an organophosphorus agent which enhances paper utilisation and increases the value of paper products. For that purpose paper was impregnated with a solution containing a flame retardant agent, a binder and its catalyst, which was then linked during the curing step. N-hydroxymethyl-3-dimethylphosphonpropionamide was used as the organophosphorus flame retardant (FR) agent with two types of binders: either melamine formaldehyde or citric acid. The use of a bonding agent is necessary in order to form covalent linkages between the FR agent and cellulose macromolecules. The first binder type implements an etherification mechanism which requires phosphoric acid for the catalysation. Second binder type implements esterification mechanism which requires phosphono based catalysts. Citric acid represents a new class of environmentally friendly agents, and as such is recommended for usage. A non-durable flame retardant based on boron compounds was used in the study for comparison. Flame retardancy was tested according to the ISO 6940 and 6941 methods, as well as with the limiting oxygen index (LOI) technique according to ASTM D 2863-97, while the tensile indices were measured according to ISO 1924–2.

PL

Odporność na spalanie uzyskiwano za pomocą substancji fosforoorganicznych, które poprawiają jakość wyrobów papierowych. Papier impregnowano roztworem zawierającym środek zmniejszający palność, środki wiążące i katalizator a następnie poddawano stabilizacji. Stosowano N-hydroxymetyl-3-dimetylfosfonpropionamid z dwoma typami środków wiążących: żywica melaminowo-formaldehydowa lub kwas cytrynowy. Zastosowanie środka wiążącego jest konieczne w celu uzyskania kowalentnych wiązań pomiędzy środkiem zmniejszającym palność i makrocząsteczkami celulozy. Kwas cytrynowy reprezentuje nową klasę środków przyjaznych środowisku i jako taki jest rekomendowany do stosowania. Odporność na spalanie była testowana zgodnie z ISO 6940 i 6941, ASTM D 2863-97 i ISO 1924–2.