Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Introduction to modelling the correlation between grain sizes of feed material and the structure and efficiency of the process of co-rotating twin-screw extrusion of non-flammable composites with a pla matrix

Fiedurek Kacper, Szroeder Paweł, Macko Marek, Raszkowska-Kaczor Aneta, Borowicz Marcin, Puszczykowska Natalia

Acta Mechanica et Automatica

|

2022

|

Vol. 16, no. 4

301--308

EN

Co-rotating twin-screw extrusion is an energy consuming process that is generally not fully optimised to a specific polymer. From the point of view of the efficiency of the extrusion process, the starting material should be characterised by small grain sizes in comparison to the screw channel area, small surface area to volume ratio and small internal friction between the pellets. To develop a model describing the effect of polylactide (PLA) grain size on the extrusion efficiency, a series of experiments with a twin-screw extruder were carried out during which the energy consumption; torque on shafts and temperature of the melt on the extruder die were monitored. As feed material, both the neat PLA with different grain sizes and the PLA with expandable graphite fillers and phosphorous-based flame retardants were used. Morphology and dispersion quality of the composites were examined using scanning electron microscopy (SEM); flammability, smoke production, mass loss and heat release rates were tested using cone calorimetry; and melt flow rate was determine using a plastometer. Moreover, the thermal properties of the obtained composites were determined using differential scanning calorimetry (DSC). The results show that the choice of the starting material affects both the efficiency of the extrusion process and the flame retardancy properties of the composite materials.

2

Spiro-cyclotriphosphazene with three functional end groups: synthesis and structural characterization of new polycyclotriphosphazenes with Schiff-base groups

Al-Shukri Salah Mahdi, Mahmood Ayad Tarik, Al Hanbali Othman A.

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 6

341--349

EN

A new tris-spiro-(3,4-dioxybenzaldehyde)cyclotriphosphazene [PNCHO] was synthesized from the condensation of hexachlorocyclotriphosphazene with 3,4-dihydroxybenzaldehyde in the presence of strong base. Further reaction of the trialdehydic cyclotriphosphazene based molecules [PNCHO] with three different dianilines (benzidine, 4,4’-methylenedianiline and 4,4′-Sulfonyldianiline) resulted in creation of a new poly(tris-spiro-3,4-dioxbenzene)cyclotriphosphazenes with Schiff-base groups [PNSB1-3]. The structures of [PNCHO] and the polycyclotriphosphazenes-schiff base derivatives were characterized by means of FTIR, 1H, 13C NMR and C.H.N elemental analysis. Differential scanning calorimetery (DSC) revealed a relatively high glass transition temperature (135−175°C) of obtained polymers. Thermal gravimetric analysis (TGA) exhibited their good thermal stability (up to 375°C). The char yield was about 36–42% at 700°C. All polymers were self-extinguishable as the LOI (Limiting Oxygen Index) values were above 26% and this meets with the V-0 and V-1, classification (UL-94). No fumes, soot, or toxic gases emission were observed during burning. The polymers obtained can be used as environmentally friendly, flame-retardant materials.

PL

Nowy tris-spiro-(3,4-dioksybenzaldehydo)cyklotrifosfazen [PNCHO] zsyntetyzowano w procesie kondensacji heksachlorocyklotrifosfazenu z 3,4-dihydroksybenzaldehydem w obecności silnej zasady. W wyniku reakcji trialdehydo cyklotrifosfazenów z trzema różnymi dianilinami (benzydyna, 4,4’-metylenodianilina i 4,4’-sulfonylodianilina) otrzymano poli(tris-spiro-3,4-dioksabenzeno)cyklotrifosfazeny z zasadami Schiffa [PNSB1-3]. PNCHO i pochodne policyklotrifosfazen-zasady Schiffa scharakteryzowano za pomocą analizy elementarnej (C, H, N), FTIR, 1H, 13C NMR. Metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) wykazano wysoką temperaturę zeszklenia (135−175°C) otrzymanych polimerów. Metodą analizy termograwimetrycznej (TGA) potwierdzono ich dobrą stabilność termiczną (do 375°C). Stopień zwęglenia po spaleniu wynosił w temp. 700°C ok. 36–42%. Wszystkie polimery były samogasnące, ponieważ wartości LOI (Limiting Oxygen Index) przekraczały 26%, co odpowiada klasie palności V-0 i V-1 (UL-94). Podczas spalania nie zaobserwowano emisji oparów, sadzy ani toksycznych gazów. Otrzymane polimery mogą znaleźć zastosowanie jako przyjazne dla środowiska materiały trudnopalne.

3

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.

4

Investigations of Flame Retardant Properties of Zinc Borate Accompanying with Huntite and Hydromagnesite in Polymer Composites

Atay Hüsnügül Yilmaz, Icin Öykü, Kuru Buket

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 1

79--86

EN

Fires have been a danger to human beings for the centuries. As people lost their lives and property in fires, they tried to fight the fire and their efforts in this area continued increasingly. Unfortunately, it is still not possible to completely reset the risk of starting the fire. But it seems likely to extinguish immediately after the fire has started, and this is very important to save people’s lives. Scientists have been working in this field in recent years; they are concentrated on producing fire-resistant materials using different materials. This can be provided by different ways; either fire-resistant material can be produced new, or the fire resistivity can be provided by incorporating the additive material into a flammable material. In our previous studies, we used huntite and hydromagnesite minerals to give fire resistance property to polymer materials, very successful results were obtained. In this study, huntite and hydromagnesite minerals were used for accompanying with zinc borate in polypropylene composites in order to increase the flame retardant property of a polymeric materials. Different content of minerals were blended with polypropylene, and composites were produced by twin-screw extruder for observing synergistic effect. Scanning electron microscopy (SEM) analyses were conducted to determine the structural and morphological properties of the composites. Thermal properties were determined according to thermogravimetric analysis (TGA). Tensile and three point bending tests were carried out to obtain mechanical properties. Flame retardant performance was evaluated according to UL 94 vertically flammability test. It was concluded that very good synergistic effects were obtained that zinc borate was significantly influential with huntite/hydromagnesite in the flammability characteristics of composites because higher char formation is observed with zinc borate addtion. Moreover, the zinc borate reduced the smoke generated during combustion.

PL

Pożary od wieków stanowią zagrożenie dla ludzi. Gdy ludzie stracili życie i mienie w wyniku pożarów, próbowali zwalczyć pożar, a ich wysiłki w tej dziedzinie były coraz bardziej skuteczne Niestety, nadal nie jest możliwe całkowite wyeliminowanie ryzyka rozpoczęcia pożaru. Ważne jest ugaszenie pożaru natychmiast po wybuchu aby uratować ludzkie życie. Naukowcy pracują w tej dziedzinie w ostatnich latach; koncentrują się na wytwarzaniu materiałów ognioodpornych przy użyciu różnych surowców. Można to zapewnić na różne sposoby; albo materiał ognioodporny może być wytworzony jako nowy, albo ognioodporność może być zapewniona przez włączenie materiału dodatkowego do materiału łatwopalnego. W badaniach używano minerałów huntite i hydromagnesitu, aby nadać materiałom polimerowym właściwości ognioodpornych, osiągając bardzo udane wyniki. W artykule przedstawiono wyniki wykorzystania minerałów huntitu i hydromagnezytu w obecności boranu cynku w kompozytach polipropylenowych w celu zwiększenia właściwości ognioodpornych materiałów polimerowych. Różne ilości minerałów zmieszano z polipropylenem, a kompozyty wytworzono za pomocą wytłaczarki dwuślimakowej w celu zaobserwowania efektu synergicznego. Przeprowadzono analizy skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) w celu określenia właściwości strukturalnych i morfologicznych kompozytów. Właściwości termiczne określono za pomoca analizą termograwimetryczną (TGA). Przeprowadzono próby rozciągania i zginania trzypunktowego w celu określenia właściwości mechanicznych. Działanie zmniejszające palność oceniono zgodnie z testem palności w pionie UL 94. Stwierdzono, że uzyskano bardzo dobre efekty synergiczne, boran cynku miał znaczący wpływ na huntit i hydromagnezyt i zmianę charakterystyki palności kompozytów, ponieważ obserwuje się podwyśzone powstawanie węgla drzewnego przy dodawaniu boranu cynku. Ponadto boran cynku zmniejszył ilość dymu powstający podczas spalania

5

Halloysite modified by melamine cyanurate and its compositions based on PA6

Kijowska Dorota, Jankowski Piotr, Wierzbicka Ewa

Polimery

|

2019

|

T. 64, nr 4

259--266

EN

The results of the investigation on the synthesis and applications of halogen-free hybrid flame retardants (HFR) are presented. HFR were obtained by in situ modification of halloysite (HNT) with melamine cyanurate (MC). The reactions were conducted with and without the presence of poly(vinyl alcohol) (PVA) as a protective colloid. The modification of HNT was confirmed by using infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS) and transmission electron microscopy (TEM) analyses. The thermal properties of flame retardants were investigated as well. The obtained HFR were introduced into polyamide 6 (PA6). The relationship between a type of HFR and its effectiveness in reducing the flammability as well as in improvement of mechanical properties of polymer composites was investigated. It was found, that depending on the type of applied HFR, the value of the oxygen index (OI) of the obtained composites was within 29–34.5 %. In turn, the use of PVA in the synthesis of HFR increased the flexibility of the compositions containing this type of HFR.

PL

Przedstawiono wyniki prac dotyczących syntezy i zastosowania bezhalogenowych uniepalniaczy (HFR) otrzymywanych w wyniku modyfikacji in situ cyjanuranem melaminy (MC) glinokrzemianu warstwowo-rurkowego – haloizytu (HNT). Reakcje prowadzono w obecności poli(alkoholu winylowego) (PVA) lub bez jego udziału. Modyfikację haloizytu potwierdzono metodami spektroskopii w podczerwieni (IR), skaningowej mikroskopii elektronowej ze spektrometrią dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (SEM/EDS) oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Zbadano również właściwości termiczne wytworzonych uniepalniaczy. Uzyskane HFR wprowadzono do poliamidu 6 (PA6), zbadano ich wpływ na palność i właściwości mechaniczne otrzymanych kompozycji. Stwierdzono, że w zależności od rodzaju zastosowanego uniepalniacza wartość indeksu tlenowego (OI) otrzymanych kompozycji mieści się w granicach 29–34,5 %. Stwierdzono też, że zastosowanie PVA w syntezie HFR zwiększa elastyczność kompozycji otrzymanych z udziałem tak modyfikowanego haloizytu.

6

Analytical Assessment of the Thermal Decomposition of Cotton-Modacryl Knitted Fabrics

Grgac S. F., Bischof S., Pušić T., Petrinić I., Luxbacher T.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 6 (126)

59--67

EN

Fabric flammability is affected by various factors such as the fibre composition, fabric construction, FR (flame retardant) finish, oxygen concentration and environmental conditions (moisture content, heat.). Inherently FR fabrics are synthetics which have been changed at the molecular level to make the fabrics thermally stable and able to pass FR tests.The thermal properties of knitted fabrics produced from cotton, modacryl and their blends were investigated in this paper. The design of FR knitted fabrics and an optimal blend ratio were evaluated by different thermoanalytical methods: the flame behaviour and thermal stability with the limited oxygen index (LOI), thermal gravimetric analysis (TGA),coupled thermal gravimetry - Fourier transform infrared technique (TG-FTIR) and microscale combustion calorimetry (MCC). Surface characterisation of the knitted fabrics designed was evaluated by the streaming potential method. Knitted fabric in the blend ratio C50:M50 proved to possess the most favourable FR characteristics, additionally confirmed by optimal hydrophilic properties evaluated through zeta potential measurement.

PL

Na palność wyrobu mają wpływ różne czynniki, takie jak skład włókien, budowa wyrobu, wykończenie nadające mniejszą palność, stężenie tlenu i warunki środowiskowe (zawartość wilgoci, ciepło). Wyroby o zmniejszonej palności są syntetykami, które zostały zmodyfikowane na poziomie molekularnym, tak aby uczynić z nich wyroby stabilne termicznie, które mogą pomyślnie przejść testy palności. W pracy badano właściwości cieplne dzianin wytwarzanych z bawełny, modakrylu i ich mieszanek. Optymalny stosunek mieszanki oceniono różnymi metodami termoanalitycznymi tj.: zachowanie płomienia i stabilność termiczna z ograniczonym wskaźnikiem tlenu (LOI), termiczna analiza grawimetryczna (TGA), sprzężona grawimetria cieplna - technika podczerwieni z transformatą Fouriera (TG -FTIR) i mikroskopowa kalorymetrii spalania (MCC). Charakterystykę powierzchni dzianin oceniono metodą potencjału strumieniowego. Dzianiny o stosunku mieszania C50:M50 okazały się posiadać najbardziej korzystne cechy zmniejszonej palności, dodatkowo potwierdzone optymalnymi właściwościami hydrofilowymi ocenianymi za pomocą pomiaru potencjału zeta.

7

Flammability of electrically conductive composite dedicated for lightning strike protection

Katunin A., Bilewicz M.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 3

131--135

EN

Lightning strike protection is one of the crucial structural demands for aircraft composites addressed to their integrity and durability after a strike. When the lightning strikes a classic composite structure, the generated heat from electrical resistance as well as mechanical impulse resulting from acoustic wave propagation, might cause serious damage. Currently used metallic meshes and foils immersed in composite structures are effective in dissipating lightning charges and generated heat, however, such a solution has numerous disadvantages like increasing mass, problems with adhesion on the metal/polymer interface, complicated manufacturing technology, etc. Therefore, a fully organic conductive composite was developed as an alternative to current solutions. After a lightning strike the developed composite should not only effectively conduct and dissipate the electrical charge and generated heat, but also stop burning, which appears due to very high temperature values in the vicinity of the strike area. In this study, flammability tests were performed for a classic carbon fabric-reinforced composite as well as for the developed conductive polymer and carbon fabric-reinforced composite based on this polymer for comparative purposes, with measurement of the combustion temperature. The obtained results show that the developed composite is characterized by sufficiently low flammability, however, further studies will be focused on further improvement of flame retardancy.

PL

Ochrona odgromowa jest jednym z ważniejszych wymagań strukturalnych stawianych kompozytom lotniczym, odnoszących się do ich integralności oraz trwałości po uderzeniu pioruna. Gdy piorun uderza w klasyczne struktury kompozytowe, ciepło generowane z oporu elektrycznego oraz impuls mechaniczny, wynikający z propagacji fali akustycznej, może spowodować poważne uszkodzenia. Obecnie stosowane metalowe siatki i folie zatopione w strukturach kompozytowych są efektywne w rozpraszaniu ładunków piorunowych i generowanego ciepła, jednak takie rozwiązanie posiada szereg wad, jak wzrost masy, problemy z adhezją na granicy ośrodków metal/polimer, skomplikowana technologia wytwarzania itd. Dlatego został opracowany w pełni organiczny kompozyt przewodzący jako alternatywa dla obecnych rozwiązań. Po uderzeniu pioruna opracowany kompozyt powinien nie tylko efektywnie przewodzić i rozpraszać ładunek elektryczny i generowane ciepło, ale także zatrzymać płonięcie, powstające w wyniku bardzo dużych wartości temperatury w otoczeniu miejsca uderzenia. W niniejszej pracy w celach porównawczych badania palności przeprowadzono dla klasycznego kompozytu wzmacnianego tkaniną węglową oraz opracowanego polimeru i kompozytu wzmacnianego tkaniną węglową na jego bazie z pomiarem temperatury spalania. Otrzymane wyniki wykazały, że opracowany kompozyt charakteryzuje się stosunkowo niską palnością, jednak przyszłe badania będą skupione na dalszej poprawie ognioodporności.

8

Impact of the Mixture of Hexa(N-hydroxymethyl)amidocyclotriphosphazene and Partially Methylated Melamine Formaldehyde Resin on the Flame Retardancy of Paper

Tang L., Zhao J., Sui X., Song H., He W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

153--160

EN

The flame retardancy of the mixture of hexa(N-hydroxymethyl)amidocyclotriphosphazene and partially methylated melamine formaldehyde resin (HHMATP/PMMM) in paper was proposed by limiting oxygen index measurement (LOI), the vertical burning test and cone calorimetry test (CCT). In our research, the LOI of washed FR-paper could still be up to 33.5%; the after flame time , and burning time were reduced to 4.8 s & 0 s, and the char length was only 12.0 mm. While the results of CCT imply that compared with non-flame retarded paper, the heat release rate (HRR) of FR-paper with HHMAPT/PMMM increases gently; the mass loss becomes significantly slow, and the prolonged maximum heat release rate (PHRR), average heat release rate (MHRR), average effective heat of combustion (MEHC) and total heat release (THR) drop greatly. According to the experimental results, HHMATP/PMMM has not only excellent flame retardancy in paper but also good water resistance, with HHMATP/PMMM playing a flame retardant role mainly by means of the condensed phase mechanism.

PL

Badano zmniejszenie palności papieru stosując mieszaninę hexa(N-hydroxymethyl)amidocyclotriphosphazene i częściowo zmetylowanej żywicy melamine formaldehyde (HHMATP/PMMM) poprzez indeks tlenowy (LOI), test pionowego palenia i test kalorymetru stożkowego (CCT). Eksperymenty wykazały, że HHMATP/PMMM ma nie tylko dobry wpływ na ograniczenie palności papieru, ale również na jego odporność na działanie wody.

9

Impact of Hexaamidocyclotriphosphazene on the Flame Retardancy of Paper

Tang L., Bi W., Ke Y., Song H., He W., Liu Y.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

148--152

EN

In this paper, the flame retardancy of hexaamidocyclotriphosphazene (HACTP) in paper was studied by limiting oxygen index measurement, the vertical burning test and cone calorimetry test. Meanwhile the mechanism was discussed by the analysis of residues obtained in the cone calorimeter test. The experimental results revealed that HACTP had excellent flame retardancy in paper.

PL

Badano zmniejszenie palności papieru stosując hexaamidocyklotrifosfazen (HACTP) poprzez indeks tlenowy, test pionowego palenia, i test kalorymetru stożkowego. Badano również mechanizm ograniczenia palności poprzez analizę resztek uzyskanych z testu kalorymetru stożkowego. Eksperymenty wykazały, że HACTP ma wybitny wpływ na zmniejszenie palności papieru.

10

Thermal stability and flammability of polyolefin/halloysite nanotubes composites

Szpilska K., Czaja K., Kudła S.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 11-12

673--679

EN

Halloysite nanotubes (HNTs) have become promising halogen-free flame retardants of polyolefin's. Due to their tubular structure, HNTs can create stable barrier against heat and mass transport processes. Encapsulation of polymer's degradation products inside HNTs lumens seems to be important factor, too. Different aspects of HNTs dispersion in polyolefin's matrices such as modification of HNTs and/or presence of coupling agents or special processing techniques were presented. HNTs can act as flame retardants without sacrificing mechanical properties only after homogeneous dispersion in polymer matrix.

PL

Najnowsze badania w zakresie uniepalniania poliolefin są ukierunkowane na zastosowanie dodatku nanorurek haloizytowych (HNT) jako bezhalogenowego środka zmniejszającego palność, a jednocześnie zachowującego właściwości mechaniczne osnowy. Powstająca na powierzchni płonącego nanokompozytu, zawierającego HNT, warstwa tzw. zgorzeliny ogranicza przenikanie gazów oraz ciepła i zabezpiecza materiał przed dalszym paleniem. Unikatowa struktura HNT umożliwia dodatkowo pochłanianie produktów termicznego rozkładu poliolefinowej osnowy. Na podstawie dostępnej literatury dokonano oceny wpływu różnych czynników, m.in. modyfikacji nanorurek haloizytowych i/lub dodatku kompatybilizatora i/lub doboru odpowiedniej metody przetwórstwa, na zwiększenie stabilności termicznej oraz odporności ogniowej nanokompozytów poliolefinowych z udziałem nanorurek haloizytowych.

11

Chemically crosslinked polyethylene foams of limited flammability

Raszkowska-Kaczor A., Stasiek A., Janczak K., Olewnik-Kruszkowska E.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 4

283--285

EN

A method to prepare chemically crosslinked polyethylene foams from a mixture consisting of polyethylene, foaming agent, crosslinking agent, antioxidant and flame retardant was discussed in this paper. The extrusion was carried out using a twin-screw extruder (temperature of barrel zones: 100, 110, 125 and 125 °C). Crosslinking process of the extruded material was performed at 160 °C for 5 min. The polyethylene films were foamed in silicon oil at 225 °C for 2 min. The influence of the content of flame retardant on density, hardness, flammability and tensile strength of the obtained foam was determined.

PL

Omówiono sposób otrzymywania chemicznie sieciowanych pianek polietylenowych z mieszaniny zawierającej polietylen, środek spieniający, środek sieciujący, antyutleniacz oraz środek ograniczający palność. Proces wytłaczania folii prowadzono w wytłaczarce dwuślimakowej (temperatury stref grzejnych cylindra: 100, 110, 125 i 125 °C). Proces sieciowania prowadzono w temperaturze 160°C w ciągu 5 min. Folię poddano procesowi spieniania w oleju silikonowym w temperaturze 225 °C przez 2 min. Zbadano wpływ zawartości środka ograniczającego palność na gęstość, twardość, palność oraz wytrzymałość na rozciąganie otrzymanych pianek polietylenowych.

12

The synergistic effect of boric acid and ammonium polyphosphate on the thermal degradation and flammability of pine-needles

Li L., Hu H., Guo C., Hu H.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2014

|

vol. 57, nr 193

37--49

EN

The synergistic effect of ammonium polyphosphate (APP) and boric acid (BA) on the flame retardancy and thermal degradation of pine needles was investigated. Thermogravimetric analysis (TGA) showed that the presence of an ammonium polyphosphate and boric acid system increased the char residue and decreased the pyrolysis temperature of the pine needles. The derivative thermogravimetric analysis (DTG) showed that the ammonium polyphosphate and boric acid had shifted the degradation peaks of the pine needles to lower temperatures. The cone calorimetry test results showed that the values of HRR, THR, SPR, TSP and the mass loss (%) of the pine needles treated with ammonium polyphosphate and boric acid (APP/BA = 3/2) were significantly lower than the other samples. Therefore, the APP and BA system had a better effect on the pine needles overall than the APP alone.

13

Functional Textiles – From Research and Development to Innovations and Industrial Uptake

Kiekens P., Van der Burght E., Kny E., Uyar T., Milašius R.

Autex Research Journal

|

2014

|

Vol. 14, no. 4

219--225

EN

Functional textiles are one of the most important fields in textile industry and textile materials science. They include breathable, heat and cold-resistant materials, ultra-strong fabrics (e.g. as reinforcement for composites), new flameretardant fabrics (e.g. intumescent materials), optimisation of textile fabrics for acoustic properties, etc. Functional textiles became more and more important materials for various applications and interest in them grew year by year; and more and more conferences are focused on functional textiles, as well as the events which are not only textile conferences but encompass various fields of Material Science. This paper presents a short overview about the European Materials Research Society 2014 Fall meeting conference Symposium M “Functional textiles - from research and development to innovations and industrial uptake” and the projects which participated as symposium co-organisers: the European Coordination Action 2BFUNTEX funded by the EC 7th Framework Programme NMP, the COST Action MP1105 on “Sustainable flame retardancy for textiles and related materials based on nanoparticles substituting conventional chemicals (FLARETEX)” and the COST Action MP1206 on “Electrospun Nano-fibres for bio inspired composite materials and innovative industrial applications”.

14

Nanocomposites of polypropylene/polyamide 6 blends based on three different nanoclays: thermal stability and flame retardancy

Vahabi H., Sonnier R., Otazaghine B., Le Saout G., Lopez-Cuesta J. M.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 5

350-360

EN

The influence of various layered silicates: sepiolite (needle-like structure), halloysite (nanotube structure) or organomodified montmorillonite (lamellar structure) in combination with phosphorous flame retardants [ammonium polyphosphate (APP) and aluminum diethylphosphinate (OP)] on the properties and morphologies of compatibilized PP/PA 6 blends has been investigated. Thermal degradation and fire retardancy of these blends were explored using TGA, cone calorimeter, pyrolysis flow combustion calorimeter (PCFC). Morphology of nanocomposites and residues as well of the chemical structure formed after cone calorimeter tests were investigated. The sepiolite/APP composition led to the better fire performance through the formation of a large amount of charred and expanded residue reinforced by the sepiolite fibres. The better compactness of this residue than that of the montmorillonite/APP one enables to account for the interest of sepiolite, whereas montmorillonite exerts the better fire retardant role, alone in the polymer blend.

PL

Badano wpływ różnych warstwowych krzemianów: sepiolitu (struktura iglasta), haloizytu (struktura nanorurek) i organicznie modyfikowanego montmorylonitu (struktura płytkowa), użytych w układzie z fosforowymi uniepalniaczami [poli(fosforanem amonu) (APP) lub dietylofosfiną glinu (OP)] na właściwości termiczne i ognioodporność kompatybilizowanej mieszaniny polimerów PP/PA 6. Degradację termiczną oraz odporność na ogień oceniano metodą TGA, za pomocą kalorymetru stożkowego a także mikrokalorymetru pirolizy i spalania (PCFC). Morfologię nanokompozytów oraz strukturę powstałej pozostałości po testach kalorymetrycznych badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Zastosowanie układu sepiolit/APP prowadzi do utworzenia na powierzchni próbki największej ilości barierowej, zwęglonej pozostałości, dodatkowo wzmocnionej włóknami sepiolitowymi, co umożliwia najlepszą ochronę przed ogniem otrzymanego nanokompozytu. Większa spoistość tej pozostałości niż uzyskanej w przypadku stosowania układu montmorylonit/APP skłania do większego zainteresowania glinką sepiolitową, mimo iż sam montmorylonit, użyty jako napełniacz PP/PA 6 jest skuteczniejszym środkiem uniepalniającym.

15

Flame retardancy of biocomposites based on thermoplastic starch

Bocz K., Szolnoki B., Władyka-Przybylak M., Bujnowicz K., Harakály G., Bodzay B., Zimonyi E., Toldy A., Marosi G.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 5

385-394

EN

The flame retardancy of fully biodegradable, natural fiber reinforced thermoplastic starch (TPS) composites was studied in this work. Thermoplastic starch of significantly reduced flammability could be prepared by using a phosphorus containing polyol for plasticizing starch. The thermal degradation of the obtained flame retarded TPS was compared to conventional glycerol-plasticized TPS using not only TGA and DSC but also LP-FTIR (Laser pyrolysis FT-IR coupled method) measurements, which allowed the identification of all the gaseous degradation products. The flame retardant TPS matrix was reinforced with chopped flax fibers and woven linen-hemp fabrics. Due to the embedding of biofibers significant increase in tensile and impact properties of TPS could be achieved, however, the flammability characteristics of the biocomposites, measured by LOI, UL-94 and cone calorimetric tests, become inferior to those of the unreinforced TPS matrix, thus the flame retardant treatment of the reinforcing natural fibers was indispensable. The thermal behaviour and flame retardancy of biofibers, investigated by TGA and cone calorimetry, showed substantial improvement as a consequence of their phosphorous surface treatment. The prepared fully biodegradable biocomposites, comprising of TPS matrix plasticized with P-polyol and P-treated biofibers, exhibit increased mechanical performance accompanied with excellent flame retardancy: pass V-0 rating in UL-94 test, reach LOI of 32 vol. %, and show with 45 % reduced pkHRR during combustion than the unreinforced TPS reference.

PL

Przedmiotem pracy była ocena ognioodporności całkowicie biodegradowalnych kompozytów skrobi termoplastycznej wzmacnianej naturalnymi włóknami. Termoplastyczną skrobię (TPS) o ograniczonej palności otrzymywano stosując w charakterze plastyfikatora poliol zawierający fosfor. Porównano przebieg degradacji termicznej uniepalnionej TPS z degradacją termiczną skrobi uplastycznionej konwencjonalnie przy użyciu glicerolu, stosując metody TGA, DSC oraz LP-FTIR, umożliwiające identyfikację wszystkich gazowych produktów rozkładu. Uniepalnioną matrycę skrobi termoplastycznej wzmacniano ciętymi włóknami lnu lub warstwami tkaniny lniano-konopnej. Dzięki wzmocnieniu osiągnięto znaczne zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie oraz udarności wytworzonych biokompozytów, jednak ich odporność na palenie [oceniana na podstawie indeksu tlenowego (LOI), testu UL-94 oraz za pomocą kalorymetru stożkowego] uległa znacznemu pogorszeniu w stosunku do ognioodporności niewzmacnianej skrobi termoplastycznej. Badania TGA oraz metodą kalorymetru stożkowego wykazały, że udział fosforu w zastosowanym plastyfikatorze, a także we włóknach naturalnych modyfikowanych związkami fosforu użytych jako wzmocnienie, wpływa na poprawę odporności na ogień wytworzonych biokompozytów (klasa palności V-0 w teście UL-94, indeks tlenowy 32 %, maksymalna szybkość wydzielania ciepła mniejsza o 45 % niż w przypadku niewzmacnianej TPS), a jednocześnie pozwala na zachowanie ich korzystnej wytrzymałości mechanicznej.

16

Przeciwogniowe zabezpieczanie materiałów palnych

Kozłowski R. M., Wertejuk Z., Muzyczek M.

Elastomery

|

2013

|

T. 17, nr 2

7--11

PL

W przeglądowym artykule podano informacje związane z przeciwogniowym zabezpieczeniem palnych materiałów, a zawłaszcza polimerów, kompozytów oraz materiałów włókienniczych [1,2]. Artykuł opisuje mechanizmy działania ognioochronnego najczęściej stosowanych środków uniepalniających, które to mechanizmy sklasyfikowano w czterech grupach. Mechanizmy te opierają się na zasadzie fizycznego rozcieńczania palnych gazów (tworzących płomień) niepalnymi gazami, przerywającymi wolnorodnikową reakcję łańcuchową zachodzącą w palnych gazach, chemicznego oddziaływania poprzez wbudowanie w strukturę polimeru niepalnych struktur, hamowania przenikania ciepła oraz jego odbijania, a także stosowania pęczniejących powłok ochronnych. Powszechnie stosowane środki uniepalniające to: trójtlenek glinu, tlenek magnezu, tlenki antymonu, związki chloru i bromu, melamina i jej pochodne, związki fosforowe, związki boru, grafit, grafen i nanorurki węglowe oraz glinokrzemiany. Główne dziedziny ich stosowania to tworzywa sztuczne, kompozyty, drewno i produkty drewnopochodne, papier, materiały włókiennicze, farby i lakiery, a także powłoki ognioochronne konstrukcji stołowych i drewnianych. Ostatnie, bardziej efektywne rozwiązania to środki ognioochronne w postaci nanocząstek, pozwalające na znaczne zmniejszenie ilości wprowadzanych środków ognioochronnych, nawet poniżej 3% wagowych. W większości krajów obowiązują określone regulacje prawne co do stosowania środków ognioochronnych, głównie z powodu ich toksycznych właściwości i problemów związanych z recyklingiem wyrobów, zawierających te środki. Skuteczność zabezpieczenia różnorodnych materiałów przed działaniem ognia, stosowanych w różnych dziedzinach działalności gospodarczej, badano zgodnie z normami ISO oraz normami krajowymi.

EN

The review article consist data connected with flame and fire retardancy of different materials, including polymers, composites, wood, and wooden products, fibres and textiles [1,2]. In paper are presented different mechanisms of flame retardancy, which is classified into 4 different groups. These mechanisms rely on: physical dilution of flammable gases, by inflammable gases, and braking the free-radical reaction of flame, chemical intrinsically built non-flammable structures in structure of polymers, insulation, and reflection of heat transfer, application of protective, especially intumescent coatings. Flame retardants, used and produced in global scale, generally are based on aluminium oxide, magnesium oxide, anti-mony oxide, chlorine and bromine compounds, melamine and their relatives, phosphorus compounds, boron compounds, graphite, graphen, carbon nano-tubes and aluminum silicates. The main area of their application are polymers and composites, wood and wooden products, paper, fibres and textiles, paints, and varnishes and fire retardant coatings e.g. intumescent also for steel and wood constructions. The nano-flame retardants, introduced recently allow for decreasing their dose, even below 3% of their mass. In the most of the world countries, in different area of economy, there are standards to obey, regarding using of flame retardants e.g. ISO standards and domestic in particular countries, mainly due to the existing problems with toxic properties of flame retardants and with recycling of products, which consist flame retardants.

17

Uniepalnianie chemoutwardzalnych materiałów polimerowych metodą modyfikacji bezhalogenowej

Kicko-Walczak W., Rymarz G.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 8

1552-1556

PL

Oceniono efektywność uniepalniającego działania bezhalogenowych antypirenów FR (flame retardants) w postaci fosforowych związków współdziałających ze związkami azotu, głównie z solami melaminy oraz z udziałem zmodyfikowanej postaci montmorylonitu (MMT) lub ekspandowanego grafitu (EG) w odniesieniu do chemoutwardzalnych żywic epoksydowych i nienasyconych żywic poliestrowych. Określono wpływ tych modyfikatorów na palność kompozycji epoksydowych i poliestrowych poprzez oznaczenie wartości wskaźników tlenowych, stosując analizę termograwimetryczną oraz analizę procesów spalania z zastosowaniem metody kalorymetru stożkowego. Analiza dekompozycji termicznej badanych materiałów potwierdziła efektywność ograniczających palność zastosowanych antypirenów wraz z zaobserwowanym zjawiskiem synergicznego oddziaływania MMT i EG. Nie stwierdzono niekorzystnego wpływu modyfikacji na właściwości mechaniczne produktów końcowych.

EN

Com. epoxy and polyester resins were modified by addn. of com. halogen-free flame retardants (melamine polyphosphate and cyanurate, nano-sized montmorillonite, expandable graphite), cured and studied for O₂ index, heat release rate, mass loss during combustion, effective combustion heat and mech. properties. The addn. resulted in an increase in the O₂ index, and a decrease in the max. heat release rate and smoke formation. The mech. properties remained unchanged.

18

Obniżanie palności pianek poliuretanowych

Lisiak A., Tkacz B.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 10

1912-1917

PL

Na rynku dodatków obniżających palność tworzyw sztucznych zachodzi obecnie stopniowe odwrócenie trendów. Konieczność eliminacji związków halogenowych, wynikająca z wprowadzanych zarówno w Europie, jak i poza nią, nowych ustaw, wymusiła na producentach polimerów poszukiwanie nowych alternatywnych związków przyjaznych środowisku. Jednymi z najbardziej perspektywicznych retardantów palenia są obecnie związki fosforoorganiczne, tworzące na powierzchni płonącego materiału zwęgloną warstwę, ograniczającą w ten sposób dostęp tlenu oraz dymienie. Przedstawiono metody podwyższania odporności na palenie pianek poliuretanowych ze szczególnym uwzględnieniem związków fosforu oraz metod ich otrzymywania.

EN

A review, with 49 refs., of methods for increasing the fire retardancy of polyurethane foams with special emphasis on P compds. and methods for their synthesis.

19

Phenol-formaldehyde resols modified by boric acid

Żmihorska-Gotfryd A.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 5

386-388

EN

Phenol-formaldehyde resol resins with improved thermal stability and flame retardancy were prepared by introducing boric acid into the matrix of PF precondensates at the condensation stage. The modified PF resols had small amounts of free monomers and high solid mass content. The thermogravimetry of cured, modified PF resols showed enhanced thermal stability in comparison with unmodified ones indicating the role of boric acid in improving thermo-oxidative resistance. Besides, the determined limited oxygen index values indicated the significantly decreased flammability of the modified resins.

PL

Zsyntetyzowano rezolowe żywice fenolowo-formaldehydowe (PF) o zwiększonej odporności termicznej i zmniejszonej podatności na palenie poprzez wbudowanie w strukturę żywicy na etapie kondensacji kwasu borowego (rys. 1, tabela 4). Modyfikowane rezole PF charakteryzują się małą zawartością wolnych monomerów i dużą zawartością części nielotnych (tabela 1). Na podstawie badań derywatograficznych ustalono, że utwardzone, modyfikowane żywice PF wykazują zwiększoną stabilność termiczną w stosunku do żywicy niemodyfikowanej (tabela 2). Jak potwierdzono na podstawie widm IR i analizy GPC (tabela 3) jest to wynikiem wbudowania się cząsteczek kwasu borowego w strukturę żywicy co zwiększa odporność żywicy na procesy termooksydacyjne.

20

Effect of copper chelate of pyridineanilide modified montmorillonite on the flammability and thermal stability of polypropylene

Nour M. A., Hassanien M. M.

Polimery

|

2005

|

T. 50, nr 5

371-373

EN

Polypropylene (PP) compositions with montmorillonite (MMT) modified with either pyridineanilide (PyA) or its copper chelate (CuPyA) were the subjects of our study. The effects of PyA/MMT and CuPyA/MMT on the following properties of PP compositions were studied using cone calorimetry: time to ignition (TTI), combustion time, heat release rate (HRR), heat of combustion, CO and CO2 evolution and specific smoke extinction area (SEA). It has been found that the composition PyA/MMT:PP (5:95, MH2) showed the best flame retardant properties. Thermal stability of the compositions investigated has been determined by thermogravimetric analysis. Introduction of PyA/MMT as well as of CuPyA/MMT significantly improves thermal stability of PP, although what concerns an increase in onset temperature slightly better effect has been observed in case of the samples containing copper.

PL

Przedmiotem badań były kompozycje polipropylenu (PP) z montmorylonitem (MMT) modyfikowanym pirydynoanilidem (PyA) i jego miedziowym chelatem (CuPyA) (tabela 2). Metodą kalorymetrii stożkowej oceniono wpływ PyA/MMT i CuPyA/MMT na czas zapłonu (TTI) i czas spalania, wydzielanie ciepła (HRR) i ciepła spalania, wydzielanie CO i CO2, a także na powierzchnię właściwą wygaszania dymu (SEA) kompozycji PP (tabela 3). Stwierdzono, że najlepsze właściwości uniepalniające ma PyA/MMT:PP (MH2) o składzie 5:95. Za pomocą analizy termograwimetrycznej określono stabilność termiczną badanych kompozycji (tabela 4, rys. 1). Wprowadzenie zarówno PyA/MMT, jak i CuPyA/MMT wyraźnie polepsza termostabilność PP, aczkolwiek w odniesieniu do wzrostu początkowej temperatury nieco lepszy wpływ obserwuje się w przypadku próbek z miedzią.