Zadanie Systemy poliuretanowe do otrzymywania materiałów porowatych napełnionych włóknami naturalnymi

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zadanie Systemy poliuretanowe do otrzymywania materiałów porowatych napełnionych włóknami naturalnymi"

Rafał Wójcik
7 lat temu
Przeglądów:

1 Katedra Chemii i Technologii Tworzyw Sztucznych Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechnika Krakowska ul. Warszawska 24, Kraków Aleksander Prociak, Sławomir Michałowski, Piotr Rojek, Henryk Pawlik, Maria Kurańska Zadanie Systemy poliuretanowe do otrzymywania materiałów porowatych napełnionych włóknami naturalnymi

2 Cel badań rok 2010 Zastosowanie olejów rzepakowego i palmowego oraz włókien lnu i konopi jako surowców odnawialnych do otrzymywania tworzyw poliuretanowych kreślenie wpływu modyfikacji układów poliuretanowych poliolami z oleju rzepakowego i palmowego oraz włókien lnianych i konopnych na strukturę komórkową i wybrane właściwości wytworzonych kompozytów poliuretanowych.

3 leje roślinne odnawialnym źródłem surowców do syntezy polioli leje roślinne - tanie, ekologiczne oraz pożądane jako surowce do otrzymywania tworzyw polimerowych rycynowy rzepakowy sojowy słonecznikowy lniany palmowy

4 Budowa olejów roślinnych ~ ~ R x ~ R y ~ R z ~ kwasy tłuszczowe: palmitynowy, stearynowy, oleinowy, linolowy, linolenowy

5 Udział procentowy najważniejszych kwasów tłuszczowych w wybranych olejach roślinnych Rodzaj oleju Rodzaj kwasu tłuszczowego, liczba wiązań podwójnych leinowy, 1 Linolowy, 2 Linolenowy, 3 Inne Rzepakowy Sojowy Lniany Słonecznikowy Kukurydziany

6 Metody otrzymywania polioli z olejów roślinnych hydroformylowanie i redukcję grup aldehydowych epoksydację, a następnie otwarcie pierścieni oksiranowych halogenowanie i substytucja halogenu aminoalkoholami ozonolizę i uwodornienie transestryfikacja mikrobiologiczna konwersja Cechy polioli zależne od użytej metody: budowa chemiczna zawartość i rzędowość grup hydroksylowych masa cząsteczkowa lepkość

7 trzymywanie poliolu z oleju roślinnego 1. Utlenianie oleju R 1 R 2 H 2 2 R 1 R2 2. twieranie pierścieni oksiranowych H R 1 H-R-H H + R 1 R H R2 R2

8 Transmitancja [a.u.] Widmo w podczerwieni oleju roślinnego i jego pochodnych a b C C C C c C C H l [cm -1 ]

9 Charakterystyka wybranych polioli z olejów roślinnych Rodzaj poliolu Liczba hydroksylowa [mg KH/g] Właściwości poliolu Zawartość wody [% wag.] Lepkość w 25 C [mpa s] Barwa palmowy 166 0, jasnożółta rzepakowy 255 0, jasnożółta sojowy 207 0, żółta słonecznikowy 271 0, jasnobrązowa lniany 320 0, brązowa braz mikroskopowy poliolu z oleju rzepakowego i DEG

10 Wybrane właściwości różnych pianek PUR modyfikowanych poliolem z oleju rzepakowego Symbol próbki Gęstość pozorna [kg/m 3 ] Współczynnik anizotropii Właściwości pianki Zawartość komórek zamkniętych [%] Współczynnik przewodzenia ciepła [mw/m K] SPPUR1 42,2 0,77 92,3 21,4 SPPUR2 35,0 1,23 89,7 24,0 EPPUR1 39,9 0,39 5,9 33,0 EPPUR2 36,6 0,52 6,1 33,9 SPPUR2 EPPUR1

11 Poliole z oleju rzepakowego i palmowego do pianek elastycznych Właściwości polioli z oleju rzepakowego Właściwość Poliol I Poliol II Arcol 1108 LH, mg KH/ g Funkcyjność 2,5 5,2 3 Lepkość, mpa s Zawartość wody, %wag. 0,1231 0,1983 0,0312 LEP, mol/100 g Zawartość oleju rzepakowego, %wag. 85% 75% - Kolor jasnożółrty żółty bezbarwny Materiał Właściwości poliolu z oleju palmowego LI [g I 2 /100 g] LEP [mol/100 g] LH [mg KH/g] LK [mg KH/g] Lepkość [mpa*s] Zawartość wody [%wag. ] lej palmowy EPX olej 23,4 0,096 16, ,044 Poliol PPHEX 23, ,3 2, ,434

2 ] I NC 0,65 0,75 0,85 0,95 RF 0,077 0,056 0,035 0,027 30 %

12 Struktura komórkowa pianek elastycznych 0,65 0,75 0,85 0,95 RF 30 % Poliol I 30 % Poliol II Pole powierzchni przekroju komórek [mm 2 ] I NC 0,65 0,75 0,85 0,95 RF 0,077 0,056 0,035 0, % Polyol I 0,034 0,033 0,026 0, % PolyolII 0,035 0,028 0,020 0,021

13 Pianki wiskoelastyczne modyfikowane poliolem z oleju palmowego Gęstość pozorna < 80 kg/m 3 dbojność < 15% Wytrzymałość na ściskanie (CV 40 ) < 7 kpa Duża miękkość Przyjemny dotyk

14 MR M30 MR5(0,25) MR5(0,5) MR5(0,75) MR10(0,25) MR10(0,5) MR10(0,75) M305(0,25) M305(0,5) M305(0,75) M305(1,2) M305(2) Współczynnik przewodzenia ciepła[mw/mk] Gęstość [kg/m3] Wpływ surowca odnawialnego na gęstość i współczynnik przewodzenia ciepła materiałów piankowych 20,8 20,6 20,4 20, ,8 19,6 19,4 19, Pianka referencyjna Pianka z udziałem poliolu roślinnego MR5(0,25) zawartość procentowa włókna długość włókna [mm]

15 Współczynnik przewodnictwa cieplnego [mw/mk] K5(0,5) K5(1,2) K10(1,2) L5(0,5) L5(1,2) L10(1,2) Gęstość [kg/m3] Porównanie gęstości oraz współczynnika przewodzenia ciepła dla pianek zawierających włókno lniane i konopne 21, , ,

16 Wytrzymałość na ściskanie [kpa] M30 M305(0,25) M305(0,5) M305(0,75) M305(1,2) M305(2) Wytrzymałość na ściskanie pianek modyfikowanych poliolem rzepakowym oraz włóknem lnianym R P1 P2

17 Badania planowane w 2011 Modyfikacja metody i otrzymywanie nowych polioli z olejów rzepakowego i palmowego. Wytwarzanie kompozytów poliuretanowych z różnymi włóknami naturalnymi: - o gęstości pozornej kg/m 3 - o gęstości pozornej powyżej 500 kg/m 3 Badanie właściwości otrzymanych materiałów kompozytowych pod kątem określonych aplikacji.

Podobne dokumenty

Materiały poliuretanowe

Materiały poliuretanowe Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej Chemii Politechnika Krakowska ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków Aleksander Prociak Umowa o dofinansowanie projektu nr UDA-POIG.01.03.01-24-092/08-00 z dnia 26