Viscoelastic polyurethane foams suitable for multiple washing processes

Opracowano receptury cytokompatybilnych otwartokomórkowych lepkosprężystych pianek poliuretanowych (VEPUR), nadających się do wielokrotnego prania z wykorzystaniem domowej pralki automatycznej.Pianki otrzymywano z polioli zawierających ugrupowania oksyetylenowe (EO) i oksypropylenowe (PO). Nietoksyczne pianki o różnej twardości syntetyzowano z dodatkowym udziałem polioli zawierających ok. 80 % wiązań EO przy indeksie izocyjanianowym 0,9–1,0. W syntezie wykorzystano też reaktywne inhibitory, pozwalające na zmniejszenie szybkości reakcji spieniania, co zapobiegało zjawisku opadania. Otrzymane pianki wykazywały optymalny czas powrotu 1–8 s, dużą przepuszczalność powietrza 80–150 dm3/min, duży współczynnik absorpcji wody 1700–2100 %, mały współczynnik retencji wody 60–70 % i niewielki wzrost objętości po namoczeniu (poniżej 15 %). Cechy te predestynują opracowane materiały do wielokrotnego prania. Po pięciu cyklach prania twardość pianek zmieniła się nieznacznie, natomiast użytkownicy wyrobów obserwowali zdecydowaną poprawę w zakresie higieny oraz komfortu snu.The formulations of non-cytotoxic viscoelastic polyurethane open-cell foams (VEPUR), which are suitable for multiple washing using household automatic washing machine, were developed. The foams were prepared using polyols containing ethoxylate (EO) and propoxylate (PO) groups. In order to ensure no cytotoxicity, the foams with different hardness, including additional polyols containing about 80 % of EO groups and having isocyanate index of 0.9–1.0, were synthesized. The foams were prepared using reactive inhibitors, which allowed to decrease the reaction rate in order to avoid collapsing. The prepared VEPUR foams had promising qualities such as: optimal recovery time (1–8 s), high air permeability (80–150 dm3/min), high water absorption coefficient (1700–2100 %), low water retention coefficient (60–70 %) and low volume increase after soaking (less than 15 %). This characteristics makes the developed foams suitable for multiple washing. After five cycles of machine washing the hardness of the foams was changed very slightly, while the users of the foam products observed a substantial improvement of the hygiene and comfort of sleep

Kompozyty sztywnych pianek poliuretanowych z napełniaczem pochodzenia roślinnego do zastosowań w przemyśle kosmetycznym

This study was designed towards the development of rigid polyurethane foam (RPURF) composites for application in the cosmetics industry using ground hazelnut shell waste as filler. Additionally, the influence of the filler content on the structure of the composites, as well as on their physico-mechanical, thermal, and biological properties was investigated. The particle size distribution and chemical structure of the natural filler, was examined. The synthesized foams were analyzed using a variety of techniques such as infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, the apparent density, water absorption, dimensional stability, compressive strength, and resistance to aging of the materials were determined. Due to the proposed application, the toxicity analysis of the synthesized materials was essential. The conducted research resulted in the development of the composition and preparation procedure for the synthesis of rigid polyurethane foam biocomposites incorporating a high content of ground hazelnut shell as filler.Otrzymano kompozyty sztywnych pianek poliuretanowych (RPURF) z udziałem odpadowych łupin orzecha laskowego, odpowiednie do zastosowań w przemyśle kosmetycznym. Określono wpływ zawartości napełniacza na strukturę, właściwości fizykomechaniczne, termiczne oraz biologiczne wytworzonych materiałów. Przeanalizowano wymiary cząstek oraz budowę chemiczną napełniacza. Pianki RPURF scharakteryzowano za pomocą spektroskopii w podczerwieni (FT-IR), analizy termograwimetrycznej (TGA), różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Ponadto określono gęstość pozorną kompozytów, ich chłonność wody, stabilność wymiarową, wytrzymałość na ściskanie oraz odporność na warunki starzeniowe. Ze względu na przewidywaną aplikację oceniono też toksyczność pianek. Na podstawie wyników badań opracowano skład oraz metodę wytwarzania biokompozytów sztywnych pianek poliuretanowych z dużym udziałem napełniacza pochodzenia naturalnego w postaci zmielonych łupin orzecha laskowego

Biopianki poliuretanowe modyfikowane napełniaczami naturalnymi

Two biopolyols have been synthesized from rapeseed oil and applied to obtain rigid and flexible polyurethane foams. Biopolyols were prepared using a two-step method of epoxidation and opening of the oxirane rings. It was found that, regardless of the type of prepared foams, the addition of biopolyols to the polyurethane composition reduces its reactivity, which was confirmed by changes of the dielectric polarization, as well as the reduction of the maximum temperature in the foam core during the foaming process. In the case of the rigid polyurethane polyol, biomodification caused a decrease of the apparent density of the foams, but the foam involving biopolyol had a higher compressive strength. An increase of added ground walnut shells in rigid polyurethane foams also improved their mechanical properties. The introduction of a biopolyol based on rapeseed oil and ultra-fine cellulose to the polyurethane formulation resulted in high resilience flexible foams with improved comfort factor.Z oleju rzepakowego zsyntetyzowano dwa rodzaje biopolioli, które zastosowano następnie do wytworzenia sztywnych i elastycznych pianek poliuretanowych. Biopoliole otrzymywano dwuetapową metodą epoksydacji i otwarcia pierścieni oksiranowych. Stwierdzono, że — niezależnie od rodzaju pianek — użyty biopoliol wpływa na zmniejszenie reaktywności systemu poliuretanowego, co potwierdzają zmiany polaryzacji dielektrycznej, a także obniżenie maksymalnej temperatury w rdzeniu pianek w trakcie procesu spieniania. W przypadku sztywnych pianek poliuretanowych modyfikacja biopoliolem spowodowała zmniejszenie gęstości pozornej pianek i poprawę ich wytrzymałości na ściskanie. Wprowadzenie napełniacza w postaci zmielonych skorup orzecha do kompozycji pianek sztywnych również poprawiło ich właściwości mechaniczne. Zastosowanie modyfikacji biopoliolem z oleju rzepakowego oraz dodatkiem ultradrobnych cząstek celulozy umożliwiło wytworzenie pianek elastycznych o zwiększonej wartości współczynnika komfortu z zachowaniem dużej odbojności

Struktura i właściwości pianek lepkosprężystych z Fyrolem^TM i włóknami keratynowymi

The subject of the research presented in this article is viscoelastic polyurethane foams (VPF) made using a halogen free flame retardant additive – Fyrol™ – and keratin fibers. The foams were made with varying isocyanate index. For their modification, Fyrol PNX LE and Fyrol PNX were used as well as keratin fibers obtained from poultry feathers. Foams were characterized by means of techniques such as infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry. The changes in the patterns of the foams were analyzed using a scanning electron microscope. Moreover, flammability of selected foams was defined using a cone calorimeter and oxygen index. Compression set of the foams was assessed. As a result, it was concluded that the use of a Fyrol mixture with keratinous fibers preferably reduces permanent deformation of foams and a fire hazard caused by their usage.Przedmiotem badań omówionych w artykule są poliuretanowe pianki wiskoelastyczne (VPF) otrzymane z dodatkiem bezhalogenowego środka uniepalniającego – Fyrol™ – i włókien keratynowych. Pianki wykonano w warunkach różnej wartości indeksu izocyjanianowego. Do ich modyfikacji wykorzystano Fyrol PNX LE (F-LE) i Fyrol PNX (F) oraz włókna keratynowe, pozyskane z piór drobiowych. Pianki charakteryzowano metodami spektroskopii w podczerwieni, analizy termograwimetrycznej, różnicowej kalorymetrii skaningowej oraz mikroskopii skaningowej. Oceniano także palność wybranych pianek na podstawie indeksu tlenowego (OI) oraz przebieg spalania za pomocą kalorymetru stożkowego. Na podstawie odkształcenia trwałego pianek po ściskaniu i OI stwierdzono, że modyfikacja pianek poliuretanowych mieszaniną Fyrolu z włóknami keratynowymi wpływa korzystnie na zmniejszenie odkształcenia trwałego pianek oraz ich palność, a w konsekwencji na ograniczenie zagrożenia pożarowego spowodowanego ich użytkowaniem

Półsztywne pianki poliuretanowe z poliolem rzepakowym o różnej lepkości

The subject of research presented in this article are the semi-rigid polyurethane foams (SRFPUR) produced with a formula developed by the company FAMPUR. It consisted of replacing the petrochemical polyol with two types of rapeseed oil-based polyols of different viscosity. Foams were characterized using such techniques as infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry. With the use of scanning electron microscope changes in the structure of materials were analyzed. In addition, the apparent density, number of closed cells, and properties of materials during compression tests were determined.Na podstawie receptury opracowanej przez firmę FAMPUR wytworzono półsztywne pianki poliuretanowe (SRFPUR). Poliol petrochemiczny zastąpiono dwoma różniącymi się lepkością typami polioli z oleju rzepakowego. Pianki scharakteryzowano za pomocą spektroskopii w podczerwieni, analizy termograwimetrycznej i różnicowej kalorymetrii skaningowej. Zmiany struktury materiałów badano metodą mikroskopii skaningowej. Oznaczono też gęstość pozorną, liczbę komórek zamkniętych oraz właściwości wytworzonych pianek w próbie ściskania

Cores of composite structures made of semi-rigid foams for use as protecting shields for firefighters

Przedmiotem badań były półsztywne pianki poliuretanowe zaliczane do grupy materiałów absorbujących energię, zastosowane do wytwarzania elementów konstrukcji tarcz ochronnych dla strażaków. W celu zwiększenia odporności pianek na działanie ognia modyfikowano je dodatkiem grafitu ekspandującego i Fyrol PNX. Otrzymano pianki trudnopalne, o zmniejszonej zapalności i ograniczonej ilości wydzielanego dymu, wykazujące zdolność do pochłaniania 12–19 % energii uderzenia. Wprowadzenie do wytwarzanej kompozycji piankowej odpadu gumowego pozwoliło na obniżenie ceny pianek o ok. 25 %.The subject of the paper are semi-rigid polyurethane foams. They belong to a group of energy-absorbing materials, which have been used for manufacture of structural components of protecting shields for firefighters. In order to increase the fire resistance of the foams they were modified by addition of expandable graphite and Fyrol PNX. As a result, flame retardant foams have been obtained, with reduced flammability and limited amount of smoke emission, having an ability to absorb impact energy in the amount of 12–19 %. By introducing a rubber waste during the manufacture of foam composition, the price of foams was reduced by about 25 %

Ce:Y3Al5O12−Poly(methyl methacrylate) Composite for White-Light-Emitting Diodes

A Ce:YAG-poly(methyl methacrylate) (PMMA) composite was prepared by using the melt compounding method. The Structure and morphology were investigated by X-ray diffractometry, transmission electron microscopy, and small-angle X-ray scattering. The optical properties (emission, excitation, and fluorescence decay rate) of the composite were studied by using photoluminescence spectroscopy. The polymer−filler interactions were studied using 13C cross-polarization magic-angle spinning NMR spectroscopy (13C{1H} CP-MAS NMR). The results indicated that Ce:YAG particles are well-dispersed in the PMMA matrix without loss of their luminescence properties or significant spectral shift, thus suggesting that this composite can be valuable for advanced applications in white LED manufacture. A demonstration of its efficiency in white LED devices is also reported