Spieniane wodą pianki poliuretanowo-poliizocyjanurowe otrzymane z bio-polioli i modyfikowane włóknami drzewnymi

In this paper rigid polyurethane-polyisocyanurate (PUR-PIR) foam andwood fiber composites were synthesized using two types of bio-polyols. The PUR-PIR systems were modified with 3 and 6wt% of wood fibers. The influence of the content of wood fibers on the cellular structure was examined with scanning electron microscopy (SEM). Thermal and mechanical properties of the composites were characterized with thermogravimetric analysis, thermal conductivity, compressive strength, and Young modulus measurements. The influence of wood fibers on flammability of PUR-PIR foams was analyzed by oxygen index and cone calorimeter tests. For the most of foams, introduction of wood fibers did not affect the change in compressive strength. Introduction ofwood fibers increased the temperature at which thermal degradation began, as well as the temperature at which occurs 5, 25 and 50 % weight loss. The studies have shown that the oxygen index of the obtained PUR-PIR foams insignificantly decreases with increasing wood fibers content.Z użyciem dwóch rodzajów biopolioli i włókien drzewnych (w ilości 3 i 6 % mas.) otrzymano kompozyty sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych (PUR-PIR). Zmiany struktury komórkowej pianek w zależności od zawartości włókien drzewnych badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Właściwości termiczne i mechaniczne kompozytów charakteryzowano wykonując analizę termograwimetryczną oraz wyznaczając przewodnictwo cieplne, wytrzymałość na ściskanie oraz moduł Younga. Analizując wskaźnik tlenowy i szybkość wydzielania ciepła wyznaczaną za pomocą kalorymetru stożkowego określano wpływ zawartości włókien drzewnych na palność kompozytów. Stwierdzono, że w przypadku większości materiałów dodatek włókien drzewnych nie wpływa istotnie na zmiany wytrzymałości na ściskanie, powoduje natomiast wzrost temperatury, przy której następuje 5, 25 oraz 50-proc. ubytek masy badanej próbki oraz nieznaczne zmniejszenie wartości wskaźnika tlenowego

Mikroceluloza jako napełniacz naturalny pianek poliuretanowych wytwarzanych z udziałem biopoliolu z oleju rzepakowego

Rigid polyurethane (PUR) foams based on biopolyols from rapeseed oil were modified with microcellulose in the amounts of 3, 6 and 9 wt % with respect to the mass of the foams. The biopolyol was synthesized using transesterification of rapeseed oil with triethanolamine. The content of the microcellulose in the PUR system was limited by the increased viscosity of the polyol premix. The viscosity of the polyol premix increased from 297 (for the unmodified system) to 1394 mPa ∙ s (for the system modified with 9 wt % of microcellulose). The introduction of the microcellulose to the PUR systems slightly decreased their reactivity. The addition of the microcellulose caused an increase of the apparent density of the modified foams and the content of closed cells. The biofoams modified with microcellulose were characterized by a similar apparent density. It was found that the modification of the PUR systems with the microcellulose had a positive effect on the mechanical properties and reduced the brittleness of the obtained porous biocomposites in comparison to the reference, unmodified foam. The thermal properties and flammability of the obtained biocomposites were also analyzed. Unexpectedly, it was found that the addition of the microcellulose increased the oxygen index of the modified foams from 20.5 to 21.2 (for the material modified with 9 wt %).Biopoliol otrzymany w reakcji transestryfikacji oleju rzepakowego trietanoloaminą zastosowano do wytworzenia sztywnych pianek poliuretanowych modyfikowanych mikrocelulozą w ilości 3, 6 i 9 % mas. Zawartość mikrocelulozy w układzie była ograniczona ze względu na wzrost lepkości przedmieszki poliolowej (z 297 mPa • s – system niezawierający mikrocelulozy do 1394 mPa • s – system modyfikowany mikrocelulozą w ilości 9 % mas.). Modyfikacja układu mikrocelulozą wpłynęła nieznacznie na zmniejszenie jego reaktywności. Modyfikowane w ten sposób pianki PUR wykazywały większą gęstość pozorną oraz zawartość komórek zamkniętych niż pianki niemodyfikowane. Stwierdzono, że modyfikacja PUR mikrocelulozą wpływa korzystnie na właściwości mechaniczne oraz kruchość otrzymanych materiałów. Wykonano analizę termiczną oraz zbadano palność wytworzonych pianek. Stwierdzono, że dodatek do kompozycji PUR 9% mas. mikrocelulozy zwiększył wskaźnik tlenowy otrzymanych pianek z 20,5 do 21,2 %