Chemical recycling of rigid PUR-PIR foams containing boronitric antipirene

Opracowano skuteczną metodę glikolizy sztywnych pianek PUR-PIR opartą na glikolu dietylenowym, w której stosunek odpadu do glikolu wyniósł 3:1. Odpady sztywnych pianek PUR-PIR przetworzono do postaci ciekłych polioli, które następnie poddano badaniom w kierunku zastosowania ich jako surowca poliolowego w produkcji nowych pianek. Sprawdzono wpływ glikolizatu na właściwości fizykomechaniczne pianek, przeprowadzając takie same testy jak w przypadku pianek z nowym poliolem. Stwierdzono, że modyfikacja surowca poliolowego produktami glikolizy do 0,4R korzystnie wpływa na charakterystykę tworzywa piankowego, zwiększając jego wytrzymałość na ściskanie i odporność cieplną, a zmniejszając kruchość i palność.An effective method of glycolysis of rigid PUR-PIR foams based on die-thylene glycol with waste foam to glycol ratio equal to 3:1 was developed. Waste rigid PUR-PIR foams were processed to a form of liquid polyol and subsequently, the possibilities of their application as polyol raw material in production of new foams were examined. An effect of glycolysate on physicomechanical properties of new foams was determined by the same tests as in case of foams with new polyol. It was found that modification of polyol raw material with glycolysis product in amount to 0.4 of chemical equivalent had a beneficial influence on foam characteristics. This effect was demonstrated by the increase in its compressive strength and heat resistance while brittleness and flammability were reduced

Chemical recycling of rigid PUR-PIR foams obtained from selected hydroxyalkyl compounds

Recyklingowi chemicznemu poddano pianki PUR-PIR otrzymane na bazie hydroksyalkilowych pochodnych kwasu 2-hydroksy-1,2,3-propantrikarboksylowego z glikolami. Pianki roztwarzano w glikolach z udziałem wybranych katalizatorów (Tab. 1). Zbadano podstawowe parametry użytkowe otrzymanych produktów (glikolizatów G) - Tab. 2. Produkty G zastosowano do syntezy nowych pianek. Badania wykazały, że glikolizaty wpływają w nieznacznym stopniu na wydłużenie parametrów przetwórczych pianek. Otrzymane tworzywa piankowe są stabilne wymiarowo i objętościowo. Dodatek do przedmieszki poliolowej związków G wpłynął na zwiększenie gęstości pianek w porównaniu z gęstością pianki wzorcowej W (37,5 kg/m3) maksymalnie do 76,0 kg/m3 (pianka 0,3 R związku G3). Kruchość pianek zmniejszała się wraz ze zwiększającą się zawartością związku G od 41,1% (pianka W) do ok. 30% dla pianek z glikolizatami. Przy zawartości do 0,3R związku G pianki wykazywały większą wytrzymałość na ściskanie niż pianka W.PUR-PIR foams derived from hydroxyalkyl derivatives of 2-hydroxy-1.2.3-propanthricarboxylic acid with glycols were subjected to chemical recycling. Foams were digested inglycols with selected catalysts (Table 1). The basic parameters of the obtained products (glycolysates G)-were investigated (Tab. 2). G products were used for the synthesis of new foams. Studies have shown that glycolysates slightly affect the elongation of processing parameters of foams. The obtained foam materials are dimensionally stable and volumetrically. The addition to the polyol masterbatch of the compounds G increased the foam density compared to the standard foam density W (37.5 kg/m3) to a maximum of 76.0 kg/m3 (0.3 g compound G3 foam). Foam brittleness decreased as G content increased from 41.1% (W) to about 30% for glycolate foams. With a content of up to 0.3R compound G foam exhibited higher compressive strength than foam W

Different catalysts for new polyols for rigid PUR-PIR foams

New polyols were synthesized with 2-hydroxypropane-1.2.3-tricarboxylic acid and butane-1,4-diol (1.4-BD). The synthesis was performed using different catalysts in the amount of 0.1%. Used catalyst: Tyzor TPT, tin(II) acetate, sulfuric(IV) acid. The fourth reaction was conducted without the use of a catalyst. The polyols’ properties were evaluated with regards to the usefulness in rigid polyurethane-polyisocyanurate (PUR-PIR) foams (acid value, density, pH and solubility, FTIR spectra). Based on the research, it was evaluated that only the polyol synthesized using Tyzor TPT (E6) was useful in production of rigid PUR-PIR foams. Its hydroxyl number was 496 mgKOH/g and its viscosity was about 14 552 mPa · s. A series of five foams P6.1–P6.5 was produced with this polyol. Rigid foams test results indicated that the amount of this compound in the foam substantially affects its compressive strength, density and their retention. The foams have low brittleness values

Fire-safe polyurethanes modified with new antipyrene

W artykule zaprezentowano wyniki wielokierunkowych badań palności prowadzonych w ramach prac nad nowymi antypirynami do produkcji sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych (PUR-PIR). Podczas układania nowej receptury piankowej, szczególną uwagę zwrócono na możliwość obniżenia palności sztywnych pianek poprzez zastosowanie nowych bezhalogenowych środków uniepalniających. Nowy związek boroazotowy pozwolił otrzymać ognioobezpieczne pianki PUR-PIR o większej wartości wskaźnika tlenowego i retencji w porównaniu z pianką niemodyfikowaną.Results of multi-directional investigations on flammability conducted in the framework of studies on new antipyrenes for production of rigid polyurethane-polyisocyanurate (PURPIR) foams were presented in the paper. During determining a new foam recipe, special attention was paid to the possibility of reducing flammability of rigid foams by application of new halogen-free flame retardants. The new boronitrogen compound allowed us to obtain fire-safe PUR-PIR foams characterized by higher oxygen index and retention values in comparison with unmodified foam

Synthesis of rigid PUR-PIR foams with the new polyol

Do syntezy pianek stosuje się surowce, których koszt produkcji jest wysoki. W badaniach zaproponowano sposoby obniżenia kosztów produkcji pianek PUR-PIR przez obniżenie kosztów produkcji jednego z dwóch podstawowych składników (poliolu). Cenę poliolu można obniżyć stosując do jego produkcji tani surowiec, jakim jest kwas cytrynowy. Synteza ta wymaga zastosowania katalizatora w ilości 0,5%. Wyprodukowano zatem taki poliol oznaczony jako poliol A (z 0,5% zawartością katalizatora) oraz wytworzono poliol Β z zastosowaniem o wiele mniejszej ilości katalizatora (0,02%). Porównano właściwości obu i zastosowano je do syntezy sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych (PUR-PIR). Wyniki badań pianek pokazały wpływ zarówno ilości jak i rodzaju poliolu na właściwości fizyko-mechaniczne pianek.Raw materials of high production cost are used in the synthesis of foam. Away of production cost reduction of PUR-PIR foams by lowering the cost of production of one of two basic components (polyol) is shown in the paper. The price of polyol can be lowered by using citric acid for its production as cheap raw material. This synthesis requires the use of catalyst in an amount of 0.5%. Polyol (with 0.5% relative content of polyol designated as catalyst A) and the polyol prepared simultaneously with application of much smaller amount of catalyst (0.02% marked B) were produced. Properties of both polyols were compared and they were used for the synthesis of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams (PUR-PIR). The test results showed the effect of amount and type of polyol on physically-mechanical properties of foams

Stabilność temperaturowa i odporność termiczna pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych otrzymanych z udziałem produktów kondensacji kwasu cytrynowego

Three products were obtained from the condensation of citric acid with: propane-1,2-diol with the catalyst Tyzor TPT (HDCA1), propane-1,2-diol without a catalyst (HDCA2) and propane-1,3-diol with the catalyst Tyzor TPT (HDCA3). We measured the viscosities (from 3972 mPa • s for HDCA1 to 27 986 mPa • s for HDCA3), densities (about 1200 g/cm3), hydroxyl values (280–427 mg KOH/g), and acid values (23–52 mg KOH/g) of the HDCAs. The thermal resistance of the HDCAs were assessed under dynamic conditions. The temperature ranges of 5, 10, 20 and 50 % weight loss for HDCA polyols were, respectively: 174–194 °C, 230–234 °C, 263–303 °C, and 314–364 °C. The HDCAs were used in the further synthesis of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams (PUR-PIR) and their physical qualities assessed with reference to foams produced from an industrial standard (Rokopol RF551). The authors examined the thermal properties (thermogravimetry, differential thermogravimetry and differential scanning calorimetry) of the foams, as well as the thermal stability: dimensional, volume and mass. The number of foam degradation stages was determined, as well as the speed of degradation of specific chemical bonds and percentage mass loss during all stages. We determined the temperature of the foam’s first weight loss, the extrapolating temperature of the foam’s weight loss, the temperature of the start of the foam’s rapid decomposition, and the temperature of the foam’s highest speed of weight loss, the temperatures of 5 %, 10 %, 20 % and 50 % mass loss were measured (respectively: 208–223 °C, 230–260 °C, 280–300 °C, 345–366 °C). The enthalpy related to each individual stage of foam degradation was examined using DSC (three endotherms and one exothermic peak).Otrzymano trzy produkty kondensacji kwasu cytrynowego z: propano-1,2-diolem w obecności katalizatora Tyzor TPT(HDCA1), propano-1,2-diolem bez katalizatora (HDCA2) oraz propano-1,3-diolem w obecności katalizatora Tyzor TPT (HDCA3). Zbadano ich lepkość (od 3972 mPa • s dla HDCA1 do 27986 mPa • s dla HDCA3), gęstość (ok. 1200 g/cm3), liczbę hydroksylową (280–427mg KOH/g) i kwasową (23–52 mg KOH/g) oraz odporność termiczną w warunkach dynamicznych. Zmierzono temperaturę 5, 10, 20 i 50-procentowego ubytku masy polioli HDCA (odpowiednio: 174–194°C, 230–234°C, 263–303°C, 314–364°C). Wytworzone hydroksyalkilowe pochodne użyto do syntezy sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych (PUR-PIR). Zbadano właściwości termiczne pianek (metodami analizy termograwimetrycznej, różnicowej analizy termograwimetrycznej i różnicowej kalorymetrii skaningowej) oraz ich stabilność termiczną: wymiarową, objętościową i masową. Określono liczbę etapów degradacji pianek, szybkość degradacji poszczególnych wiązań chemicznych i procentowy ubytek masy na wszystkich etapach, temperaturę 5, 10, 20 i 50-procentowego ubytku masy pianek (odpowiednio: 208–223°C, 230–260°C, 280–300°C, 345–366°C). Określono entalpię poszczególnych etapów degradacji pianek metodą DSC (trzech pików endotermicznych i jednego egzotermicznego)

Shear strength study of two-component, solvent-free polyurethane glue

Modyfikację dwuskładnikowych bezrozpuszczalnikowych klejów PUR wykonano na bazie żywicy poliestrowej Polios 420, oligoeteroli Petol 400-5G i 250-2. Dodatkami do przedmieszek były: krzemionka, sita molekularne A3, oligoeterol o dużej masie cząsteczkowej, ciekły uniepalniacz oraz PVC. Wytrzymałość spoiny klejowej zbadano dla modyfikacji tymi dodatkami w różnych ilościach procentowych oraz dla dwóch różnych rodzajów utwardzaczy. Zbadano wytrzymałość tak zmodyfikowanych spoin klejowych na ścinanie na urządzeniu wytrzymałościowych Instron 1114. Twardość spoin zbadano w skali A i D Shora.Modification of two-component solvent-free polyurethane glue was made on the base of polyester resin Polios 420, oligoetherols Petol 400-5G and 250-2, produced in Purinova sp. z o.o. Resin Polios 420 represents saturated polyester resin with molecular mass 500, formed in reaction of carboxylic acid. Shear strength of modified two-component polyurethane glue was investigated using the strength engine Instron 1114. Glue hardness was examined employing the hardness tester Shore in the range D. The highest sheai strength was observed for glue No5 - 7.16 MPa modified by 3% additior of Cabosil M5. High shear strength was also observed for glue NoI7 - 7.0? MPa, high functionality poliol Petol 400-5G modified by 20% addition o: non-flammable component Rofiam P. No correlation was found betweer hardness and shear strength in examined glue

Waste management of rigid PUR-PIR foams with the addition of solid beet slops by the alcoholysis combined with aminolysis method

Dobrano parametry i przeprowadzono alkoholizę połączoną z aminoliząod- dowych sztywnych pianek PUR-PIR z dodatkiem części stałych wywa- buraczanego. Ciekłe produkty reakcji, po określeniu ich podstawowych aściwości w tym liczby hydroksylowej wykorzystano do otrzymywania wych pianek. Zbadano wpływ dodatku produktów alkoholizy (recykla- tv) na właściwości sztywnych pianek PUR-PIR. Zastąpienie w nowych inkach części Rokpolu RF 55 odzyskanymi na drodze recyklingu produk- ni rozkładu pianek wyjściowych powoduje zmniejszenie ich kruchości alności w stosunku do pianki wzorcowej (bez dodatku recyklatu). Dwa kluczowe: sztywna pianka poliuretanowo-polizocyjanurowa, PUR- PIR, napełniacze, części stałe wywaru buraczanegoThe appropriate parameters were determined and alcoholysis combined with aminolysis of waste rigid PUR-PIR foams containing solid beet slops was performed. Liquid reaction products, after determination of their basic properties including hydroxyl number, were used in the preparation of new foams. The effect of addition of alcoholysis products (recyclates) on proper- tics of rigid PUR-PIR foams was tested. In new foams a part of Rokpol RF 55 was replaced with decomposition products obtained during recycling. Such operation caused the decrease of brittleness and flammability of new foams in comparison with the standard one (without recyclates)