Flame retardancy of biocomposites based on thermoplastic starch

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

Data publikacji : 2013-05-30

Tom 58 Nr 5 (2013)

Uniepalnianie biokompozytów na bazie skrobi termoplastycznej

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

Abstrakt

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.

Słowa kluczowe

biokompozyt ; skrobia termoplastyczna ; naturalne włókna wzmacniające ; opóźniacze palenia ; plastyfikator ; poliol funkcjonalizowany fosforem ; fosforan amonu ; degradacja termiczna biocomposites ; thermoplastic starch ; natural fiber reinforcement ; flame retardancy ; plasticizer ; phosphorous polyol ; ammonium phosphate ; thermal degradation

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Bocz, K., Szolnoki, B., Władyka-Przybylak, M., Bujnowicz, K., Harakály, G., Bodzay, B., Zimonyi, E., Toldy, A., & Marosi, G. (2013). Uniepalnianie biokompozytów na bazie skrobi termoplastycznej. Polimery, 58(5), 385-394. Pobrano z https://ichp.vot.pl/index.php/p/article/view/744

Bibliografia

Lu D. R., Xiao C. M., Xu S. J.: Express Polym. Lett. 2009, 3(6), 366.

2. Ndazi B. S., Karlsson S.: Express Polym. Lett. 2011, 5(2), 119.

3. Kozlowski R., Władyka-Przybylak M.: Text. Process.: State Art. Future Dev. 2007, 4(3), 272.

4. Milani A. S., Eskicioglu C., Robles K., Bujun K., Hosseini-Nasab H.: Express Polym. Lett. 2011, 5(12), 1062.

5. Faruk O., Bledzki A. K., Fink H. P., Sain M.: Prog. Polym. Sci. 2012, 27, 1152.

6. Matkó Sz., Toldy A., Keszei S., Anna P., Bertalan Gy., Marosi Gy.: Polym. Degrad. Stab. 2005, 88, 138.

7. Wittek T., Tanimoto T.: Express Polym. Lett. 2008, 2(11), 810.

8. Wu K., Hu Y., Song L., Lu H., Wang Z.: Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 3150.

9. Duquesne S., Samyn F., Bourbigot S.: „Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materials XXIII” (Ed.Wilkie C.), 2012, (ACCEPTED).

10. Le Bras M., Duquesne S., Fois M., Grisel M., Poutch F.: Polym. Degrad. Stab. 2005, 88, 80.

11. Chen D., Li J., Ren J.: Polym. Int. 2011, 60, 599.

12. Shumao L., Jie R., Hua Y., Tao Y., Weizhong Y.: Polym. Int. 2010, 59, 242.

13. Liodakis S., Fetsis I. K., Agiovlasitis I. P.: J. Therm. Anal. Calorim. 2009, 98, 285.

14. Gaan S., Sun G.: Polym. Degrad. Stab. 2007, 92, 968.

15. Suardana N. P. G., Ku M. S., Lim J. K.: Mater. Design. 2011, 32, 1990.

16. Nam S., Condon B. D., Parikh D. V., Zhao Q., Cintrón M. S., Madison C.: Polym. Degrad. Stab. 2011, 96, 2010.

17. Bodzay B., Marosfői B. B., Igricz T., Bocz K., Marosi G.: J. Anal. Appl. Pyrolysis 2009, 85, 313.

18. Rodriguez-Gonzalez F. J., Ramsay B. A., Favis B. D.: Carbohyd. Polym. 2004, 58, 139.

19. Smits A. L. M., Kruiskamp P. H., van Soest J. J. G., Vliegenthart J. F. G.: Carbohyd. Polym. 2003, 53, 409.

20. Rudnik E.: J. Therm. Anal. Calorim. 2007, 88, 495.

21. Luan L., Wu W., Wagner M. H., Mueller M.: J. Appl. Polym. Sci. 2010, 118, 997.

22. Bodzay B., Fejős M., Bocz K., Toldy A., Ronkay F., Marosi Gy.: Express Polym. Lett. 2012, 6, 895.

23. Nam S., Condon B. D., White R. H., Zhao Q., Yao F., Cintrón M. S.: Polym. Degrad. Stab. 2012, 97, 738.

24. Liodakis S., Bakirtzis D., Dimitrakopoulos A. P.: Thermochim. Acta 2003, 399(1—2), 31.

25. Hendrix J. E., Bostic J. E., Olson E. S., Barker R. H.: J. Appl. Polym. Sci. 1970, 14, 1701.

26. Joseph G.: „Fire retardancy of polymeric materials”. New York: Marcel Dekker, Inc; 2000, p. 148.

27. Kamal I., Malek A. R. A., Yusof M. N. M., Masseat K., Ashaari Z., Abood F.: Modern. Appl. Sci. 2009, 3, 2.

Google Scholar

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 248

PDF Downloads : 82

K. Bocz polimery@ichp.pl

B. Szolnoki

M. Władyka-Przybylak

K. Bujnowicz

G. Harakály

B. Bodzay

E. Zimonyi

A. Toldy

G. Marosi