Otwartokomórkowe pianki poliuretanowe otrzymywane z zastosowaniem modyfikowanego oleju posmażalniczego

The present paper reports an innovative, sustainable approach in accordance with the rules of Circular Economy in the synthesis of open-cell polyurethane foams. The materials were prepared with biopolyols from a used cooking oil. The hydroxyl values of the biopolyols were ca. 100, 200 and 250 mg KOH/g. In the next step, the three polyurethane biofoams were modified with a flame retardant in order to decrease their flammability. The influence of the hydroxyl values of the biopolyols on the reactivity of the systems, cellular structures, mechanical and thermal properties of the biofoams was investigated. The most beneficial properties were obtained for open-cell polyurethane foams prepared using biopolyol characterized by hydroxyl value 200 mg KOH/g.W artykule przedstawiono innowacyjne i zrównoważone podejście, zgodne z zasadami Gospodarki o Obiegu Zamkniętym, do syntezy otwartokomórkowych pianek poliuretanowych. Do wytworzenia pianek użyto biopoliole o liczbie hydroksylowej 100, 200 i 250 mg KOH/g otrzymane zoleju posmażalniczego. Na kolejnym etapie badań wytworzono pianki otwartokomórkowe z zastosowaniem czynnika zmniejszającego ich palność. Dokonano analizy wpływu liczby hydroksylowej biopolioli na reaktywność systemów poliuretanowych, strukturę komórkową oraz właściwości mechaniczne itermiczne otrzymanych biopianek. Najkorzystniejsze właściwości użytkowe wykazywały otwartokomórkowe pianki poliuretanowe otrzymane z biopoliolu o liczbie hydroksylowej 200 mg KOH/g

Struktura i właściwości lepkosprężystych pianek poliuretanowych napełnionych fusami kawy

The subject of the research presented in this article are viscoelastic polyurethane foams (VPF) made using a fillers from coffee grounds. The foams were made with varying content of coffee fillers. Foams and fillers were characterized by means of techniques such as infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry and cone calorimeter. The changes in the microstructure of the foams were analyzed using a scanning electron microscope. Foam properties in the compression test was assessed. As a result, it was concluded that the use filler from coffee grounds causes a significant reduction in compression set of foams after compression by 75% and by 90% of the height of the samples. It was shown that these changes are caused by changes in the chemical structure of the macromolecules of these foams but also in their structure. After addition the filler, all foams have permanent deformations with a value below the permissible limit of 10%. Addition of 20% by mass of filler caused by a decrease in the rate of heat release and the rate of smoke release during foam combustion.Przedstawiono wyniki badań lepkosprężystych pianek poliuretanowych (VPF) wytworzonych z dodatkiem różnych ilości fusów kawy. Pianki i napełniacz scharakteryzowano z zastosowaniem spektroskopii w podczerwieni, analizy termograwimetrycznej, różnicowej kalorymetrii skaningowej i kalorymetru stożkowego. Zmiany w strukturze pianek obserwowano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Oceniono właściwości pianek w próbie ściskania. Stwierdzono, że napełniacz w postaci fusów kawy powoduje zmniejszenie odkształcenia trwałego pianek w próbie ściskania o 75% i zmniejszenie o 90% wysokości próbek, co jest wynikiem zmian w budowie makrocząsteczek pianek i w ich strukturze. Wprowadzenie 20% mas. napełniacza spowodowało zmniejszenie szybkości wydzielania ciepła i dymu w trakcie spalania pianek

Nowe addukty amin z ditlenkiem węgla jako porofory w produkcji integralnych pianek poliuretanowych

Blowing agents play an important role in the production of cellular polyurethanes. The traditional chemical blowing agent H2O/CO2 did not meet all application requirements. This led to the introduction of physical foaming agents in the 1950–1960s, which were subject to four further modifications due to climatic hazards. The recently introduced new generation of hydrofluoroolefins (HFOs) hydrocarbons is currently in the application assessment and meets the utility and climate requirements for now. Without waiting for a long-term final assessment of this blowing agent group, an attempt was made to introduce carbon dioxide in the form of adducts with aliphatic amines into the foaming process. As example compounds, CO2 adducts with aliphatic hydrocarbons containing also primary, secondary and tertiary nitrogen atoms in the same molecule were used. The synthesis of adducts was carried out by the absorption of carbon dioxide gas in a solution of amines in monoethylene glycol (MEG) and triethanolamine (TELA). The resulting solutions containing 12–16 wt % CO2 were next used in the application-oriented study. Amines regulating the foaming and gelation processes were used for the production of adducts, which allowed the elimination of organometallic gelling additives. Selected adducts were checked during the production of furniture chair seats on an industrial scale, obtaining integral foams in the range of density 190–294 kg/m3 and hardness 22–38 °ShA. In the production process of these foams carried out at PLASTPUR a double-stream foaming machine from Hennecke was used.Środki porotwórcze odgrywają istotną rolę w produkcji poliuretanów (PUR) komórkowych. Tradycyjny chemiczny środek porotwórczy, jakim jest H2O/CO2, nie spełnia wszystkich wymagań aplikacyjnych, co doprowadziło w latach 1950–1960 do wprowadzania na rynek fizycznych środków spieniających – hydrofluoroolefin (HFO). Jednak ze względu na zagrożenia klimatyczne wynikające z ich stosowania poddawano je kolejnym czterem modyfikacjom. Ostatnio opracowana, nowa IV generacja węglowodorów typu HFO spełnia wymagania użytkowe i klimatyczne i obecnie jest na etapie oceny aplikacyjnej. Nie czekając na ocenę końcową tej grupy poroforów, podjęto próbę wykorzystania do procesu spieniania PUR ditlenku węgla w postaci adduktów z aminami alifatycznymi. Jako związki przykładowe użyto addukty CO2 z węglowodorami alifatycznymi zawierającymi w tej samej cząsteczce także atomy azotu I-rzędowe, II-rzędowe oraz III-rzędowe. Syntezę adduktów prowadzono metodą absorpcji gazowego ditlenku węgla w roztworze amin w glikolu monoetylenowym (MEG) i trójetanoloaminy (TELA). Otrzymane roztwory zawierające 12–16% mas. CO2 stosowano w dalszych badaniach aplikacyjnych. Do wytwarzania adduktów użyto aminy regulujące procesy spieniania i żelowania, co pozwoliło na eliminację metaloorganicznych dodatków żelowania. Wytypowane addukty zastosowano w produkcji w skali przemysłowej siedzisk do krzeseł meblarskich, wytworzonych z pianek integralnych o gęstości z zakresu 190–294 kg/m3 oraz twardości 22–38 °ShA. W procesie otrzymywania tych pianek, przeprowadzonym w firmie PLASTPUR, wykorzystano dwustrumieniową maszynę spieniającą firmy Hennecke

Lepkosprężyste pianki poliuretanowe z dodatkiem mięty

Oceniono możliwości otrzymywania lepkosprężystych otwartokomórkowych pianek poliuretanowych z zastosowaniem napełniacza naturalnego w postaci liści mięty. Wytworzono pianki kompozytowe zawierające 10–30% mas. liści mięty. Scharakteryzowano budowę chemiczną, strukturę, właściwości termiczne i wytrzymałościowe uzyskanych pianek. Stwierdzono, że zastosowany napełniacz, zawierający 7% mas. wody, powoduje istotne zmiany w charakterystyce pianek. Wraz ze wzrostem zawartości mięty zwiększał się udział wiązań mocznikowych i wodorowych w budowie otrzymanych pianek kompozytowych, zwiększyła się też ich twardość i współczynnik komfortu. Wprowadzenie napełniacza zawierającego znaczną ilość wody spowodowało również zmianę porowatości igrubości ścianek porów w kompozytowych piankach, co z kolei skutkowało znacznym zwiększeniem odkształceń trwałych.The article presents an assessment of the possibilities of producing viscoelastic open cell polyurethane (PUR) foams produced with a natural filler in the form of mint leaves. PUR foams containing from 10 to 30 wt % of mint were produced. Chemical structure, thermal and mechanical properties of the foams were assessed. It was found that the filler containing 7 wt % of water caused significant changes in the foam characteristics. In composite foams, the content of urea and hydrogen bonds increased with higher mint contents. The hardness and comfort factor of composite foams also increased. The introduction of a filler containing a significant amount of water caused a change in the porosity and wall thickness of composite foams resulting in a significant increase in their permanent deformation

Composites of Open-Cell Viscoelastic Foams with Blackcurrant Pomace

Taking into account the circular economy guidelines and results of life cycle analyses of various materials, it was proposed to use a blackcurrant pomace filler in the production process of viscoelastic polyurethane (PUR) foams intended for application as mattresses, pillows, or elements for orthopedics. Open-cell viscoelastic PUR foams containing 10–60 per hundred polyols (php) blackcurrant pomace were prepared. It was found that after introducing the filler to the PUR foam formulation, the speed of the first stage of the foaming process significantly decreases, the maximum temperature achieved during the synthesis drops (by 30 °C for the foam containing 40 php of filler compared to unfilled foam), and the maximum pressure achieved during the synthesis of foam containing 20 php is reduced by approximately 57% compared to the foam without filler. The growth time of the foams increases with increasing the amount of introduced filler; for the foam containing 60 php, the time is extended even by about 24%. The effect of the filler on the physical, morphological, mechanical, and functional performances of PUR foam composites has been analyzed. The use of 60 php as the filler reduced the hardness of the foams by approximately 30% and increased their comfort factor from 3 to 5

Viscoelastic Polyurethane Foam with Keratin and Flame-Retardant Additives

Viscoelastic polyurethane (VEPUR) foams with increased thermal resistance are presented in this article. VEPUR foams were manufactured with the use of various types of flame retardant additives and keratin fibers. The structure of the modified foams was determined by spectrophotometric-(FTIR), thermal-(DSC), and thermogravimetric (TGA) analyses as well as by scanning electron microscopy (SEM). We also assessed the fire resistance, hardness, and comfort coefficient (SAG factor). It was found that the use of keratin filler and flame retardant additives changed the foams’ structure and properties as well as their burning behavior. The highest fire resistance was achieved for foams containing keratin and expanding graphite, for which the reduction in heat release rate (HRR) compared to VEPUR foams reached 75%