Thermal degradation behavior of cellulose-based material for gating systems in iron casting production

B. Grabowska; M. Szucki; J. S. Suchy; S. Eichholz; K. Hodor

doi:10.14314/polimery.2013.039

Data publikacji : 2013-01-30

Tom 58 Nr 1 (2013)

Degradacja termiczna materiału na bazie celulozy stosowanego do budowy układów wlewowych do odlewów żeliwnych

B. Grabowska M. Szucki J. S. Suchy S. Eichholz K. Hodor

DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.2013.039

Abstrakt

Przedstawiono wycinek badań dotyczących termicznej stabilności wieloskładnikowego tworzywa na bazie celulozy, stosowanego do budowy układów wlewowych przeznaczonych do wielkogabarytowych odlewów żeliwnych. Zachowanie się samego materiału w podwyższonej temperaturze ma istotne znaczenie dla procesu zalewania formy odlewniczej ciekłym metalem. Metodami analizy termicznej (DTG, TG, DSC) badano przebieg degradacji termicznej stosowanego tworzywa, ustalając efekty cieplne przemian zachodzących podczas jego ogrzewania, zmiany strukturalne oraz masę. Analizę prowadzono w temperaturze z zakresu 40—1000 °C. Ustalono, że proces degradacji rozpoczyna się w temp. ok. 300 °C, a całkowity ubytek masy w temperaturze z zakresu 300—750 °C wynosi 48,8 %. Zaobserwowanym ubytkom masy towarzyszą bardzo silne efekty egzotermiczne. Pozostała część masy próbki nie uległa rozkładowi do temp. 1000 °C (ok. 51,2 %), co prawdopodobnie jest związane z obecnością w składzie włókien węglowych oraz materiałów ceramicznych, rozkładających się w temperaturze o wartości powyżej zakresu przeprowadzanej analizy termicznej, a zarazem powyżej temperatury ciekłego metalu wprowadzanego do układu wlewowego (ok. 1300—1400 °C). Przeprowadzono ponadto analizę lotnych produktów rozkładu, stosując metodę spektroskopii IR oraz termograwimetrii (TG), sprzężonej „on-line” ze spektrometrią masową (MS). W temperaturze z zakresu 300—750 °C stwierdzono sygnały odpowiadające małym ciężarom cząsteczkowym, świadczące o zachodzeniu procesu degradacji, fragmentaryzacji łańcuchów polimerowych w celulozie i tworzeniu się małocząsteczkowych związków, w tym przede wszystkim H2O i CO2. Nie stwierdzono obecności sygnałów pochodzących od związków aromatycznych.

Słowa kluczowe

celuloza ; analiza termiczna ; degradacja termiczna ; EG Runner ; układy wlewowe ; odlewy wielkogabarytowe cellulose ; thermal analysis ; thermal degradation ; EG Runner ; gating system ; large castings

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Grabowska, B., Szucki, M., Suchy, J. S., Eichholz, S., & Hodor, K. (2013). Degradacja termiczna materiału na bazie celulozy stosowanego do budowy układów wlewowych do odlewów żeliwnych. Polimery, 58(1), 39–44. https://doi.org/10.14314/polimery.2013.039

Bibliografia

Mochnacki B., Suchy J. S.: „Numerical methods in computations of foundry processes”, Polish Foundrymen’s Technical Association, 1995.

2. Chen L. L., Liu R. X., Lin H. T.: „Numerical simulation of casting process”, Acta Metallurgica Sinica (English Letters) 2000, 13(2), 764.

3. Wang J., Sun X., Guan Y.,Wang P., Li H., Bai L., Sun X.: China Foundry 2008, 5(3), 179.

4. Stevens T. L.: „Steel castings handbook”, Steel Founders’ Society of America and ASM International, 1995.

5. Directive 2008/1/EC of the European Parliament: „Integrated Pollution Prevention and Control” (IPPC).

6. Dańko J., Holtzer M., Małolepszy J. et al.: „Methods of limitation of waste from foundry processes and methods of their management”, Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, 2010, pp. 219—229.

7. HOLLOTEX* EG Runner&HOLLOTEX C2-FH: „Areal low density alternative to clay ceramic gating systems”, manufacturer’s booklet, http://www.foseco.com.tr/tr/downloads/FoundryPractice/FP252-02.pdf.

8. Grabowska B.: Arch. Foundry Eng. 2010, 10, 221.

9. Grabowska B., Holtzer M., Eichholz S., Hodor K., Bobrowski A.: Polimery 2011, 56, 62.

10. Jandura P., Riedl B., Kokta B.: Polym. Degrad. Stab. 2000, 70, 387.

11. El-Sayed M., Fattah A. A., Hassen A.: Physica B 2011, 404, 4068.

12. Pielichowski K., Flejtuch K.: Polimery 2003, 48, 455.

13. Janowska G., Przygocki W., Włochowicz A.: „Palnooeæ polimerów i materiałów polimerowych”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2007.

14. Bolewski A., Żabiński W.: „Metody badań minerałów i skał”, Wydawnictwo geologiczne, Warszawa 1979.

15. Wang R., Zheng S., Zheng Y.: „Polymer matrix composites and technology”,Woodhead Publishing, Science Press, Beijing 2011.

16. Rabek J. F.: „Współczesna wiedza o polimerach”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.

Google Scholar

Wskaźniki altmetryczne

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 0

PDF Downloads : 0

B. Grabowska polimery@ichp.pl

M. Szucki

J. S. Suchy

S. Eichholz

K. Hodor