Biernacka, Anna

Prochoń, Mirosława

Witczak, Marta

Polish

Lodz University of Technology Repository

A R T Y K U Ł YEliksir nr 1(5)/2017242011, Eliminacja metali ciężkich z popiołów z użyciem roztworów ługujących zawierających bakterie utleniające siarkę lub bakterie pro-dukujące biologiczne substancje powierzchniowo czynne, Rocz. Och. Śr., 13, 1133–1156.[7] Sektor energetyczny w Polsce, Polska Agencja Informacji i Inwe-stycji Zagranicznych S. A., Warszawa 2012. [8] Olkuski T., 2014, Analiza krajowej struktury wytwarzania energii elektrycznej z węgla kamiennego, Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN, 87, 37–47.[9] Główny Urząd Statystyczny, http://stat.gov.pl/statystyka-miedzy-narodowa/porownania-miedzynarodowe/tablice-o-krajach-wedlug--tematow/przemysl-i-budownictwo/, (06.03.2017).[10] Centrum Informacji o Rynku Energii, http://www.rynek-energii--elektrycznej.cire.pl/st,33,207,tr,75,0,0,0,0,0,podstawowe-dane.html, (14.04.2016).[11] Energa, http://raportroczny.energa.pl/grupa-energa/charakte-rystyka-otoczenia/rynek-energii-elektrycznej-w-polsce/, (14.04.2016).[12] Ministerstwo Gospodarki, Prognoza zapotrzebowania na paliwa i energię do 2030 roku, Warszawa 2009.[13] Szurlej A., Mirowski T., Kamiński J., 2013, Analiza zmian struk-tury wytwarzania energii elektrycznej w kontekście założeń polityki energetycznej, Rynek Energii, 1, 3–10. [14] Kasztelewicz Z., Uwarunkowania wydobycia węgla brunatnego i produkcji energii elektrycznej w Polsce i Europie, Akademia Górniczo–Hutnicza, Kraków 2008.[15] Szuflicki M., Malon A., Tymiński M., Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 2015.[16] World Energy Resources: Coal, World Energy Council, Londyn 2013.[17] Szkolnictwo, http://www.szkolnictwo.pl/test,4,5329,8,Surow-ce_mineralne_Polski-Rejony_wyst%C4%99powania_w%C4%99gla_bru-natnego, (19.05.2016).[18] Kasiński J., R., Piwocki M., 2002, Low-rank coals in Poland: prospection–mining–progress, Pol. Geol. Inst. Sp. Papers, 7, 17–30.[19] Kasztelewicz Z., Kozioł K., 2007, Możliwości wydobywcze branży węgla brunatnego w Polsce po 2025 roku, Polityka energetyczna, 10 (2), 141–158.[20] Kasztelewicz Z., Klich J., Zasoby i wydobycie węgla brunatnego i kamiennego oraz ich udział w krajowym bilansie paliw i produkcji energii elektrycznej, Przemiany środowiska naturalnego a rozwój zrównoważony, TBPŚ GEOSFERA, Kraków 2008.[21] Tajduś A., Czaja P., Kasztelewicz Z., 2010, Stan obecny i strategia rozwoju branży węgla brunatnego w I połowie XXI wieku w Polsce, Górnictwo i Geologia, 5 (3), 137–167.[22] Kasztelewicz Z., 2012, Blaski i cienie górnictwa węglowego w Polsce, Polityka energetyczna, 15 (4), 7–27.[23] Stolecki L., Wpływ sposobów składowania odpadów paleni-skowych w wyrobisku końcowym odkrywki Bełchatów na środowisko wodne, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2005. [24] Kasiński R., Potencjał zasobowy węgla brunatnego w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem kompleksów złóż gubińskich i legnickich, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 2009.lDrewno to materiał znany ludzkości od zarania dziejów. Stało się nieodzownym elementem życia człowieka już w czasach prehistorycznych, gdy okazało się, że jest to do-skonały surowiec opałowy, który poza ciepłem dostarcza również światła. Z biegiem czasu drewno zaczęto coraz częściej stosować w budownictwie, najpierw głównie jako materiał konstrukcyjny w budynkach, następnie jako suro-wiec do tworzenia drzwi i okien. Z drewna wykonane było również wiele sprzętów gospodarstwa domowego, takich jak naczynia kuchenne, meble, pojemniki oraz skrzynie do przechowywania towarów. Poprzez swoje wręcz unikatowe właściwości, będące konsekwencją budowy, materiał ten stosowany jest w wielu obszarach współczesnej techniki oraz przemysłu, między innymi w budownictwie czy też w przemyśle papierniczym [1]. Niestety, poza wieloma niepodważalnymi zaletami, materiał ten posiada kilka nie-zaprzeczalnych wad, należą do nich między innymi: palność, duża higroskopijność (czego konsekwencją jest wysoka niestabilność wymiarów), a także anizotropia właściwości mechanicznych [2,3]. Jednym ze sposobów ograniczenia niektórych wad drewna jako materiału konstrukcyjnego jest jego obróbka, na skutek czego otrzymywane są mate-riały o polepszonych właściwościach. Jednym z przykładów takich nowoczesnych materiałów są kompozyty polimero-wo-drzewne (WPC – Wood Polymer Composites) (rys. 1). Kompozyt to materiał powstały z połączenia dwóch lub więcej komponentów, o różnej budowie oraz o różnych właściwościach. Nowopowstały materiał charakteryzuje się właściwościami lepszymi od właściwości użytych skład-ników, ponadto bardzo często posiada nowe cechy, których żaden z komponentów z osobna nie wykazuje [4]. WPC są mieszaniną termoplastów oraz rozdrobnionego drewna. Mirosława Prochoń, Marta Witczak, Anna Biernackamiroslawa.prochon@p.lodz.plInstytut Technologii Polimerów i Barwników, Wydział Chemiczny, Politechnika ŁódzkaDrewno jako składnikbiokompozytów polimerowychA R T Y K U Ł YEliksir nr 1(5)/2017 25Rys. 1. Przekrój profilu podłogowego wytworzonego z WPC [9]W zależności od proporcji między użytym termoplastem a drewnem, można uzyskać wiele rodzajów kompozytów, z których każdy będzie odznaczał się inną budową, a w kon-sekwencji odmiennymi właściwościami. W zależności od zawartości drewna, kompozyty można podzielić na trzy główne grupy: niskonapełnione (10-40% mas.), wysoko-napełnione (40-80% mas.) oraz tzw. „upłynnione drewno”, gdzie zawartość cząstek drewna osiąga poziom ok. 90% mas. [3]. Polimerami najczęściej wykorzystywanymi w produkcji kompozytów polimero-drzewnych, ze względu na swoją niską cenę, są polietylen o niskiej gęstości (PE-LD), poli-etylen o wysokiej gęstości (PE-HD), polipropylen (PP) oraz polichlorek winylu (PVC), a także materiały pochodzące z recyklingu [3].Właściwości kompozytów polimerowo-drzewnych znacz-nie odbiegają od właściwości drewna. WPC cechują się w większości lepszymi właściwościami mechanicznymi niż drewno, odznaczają się mniejszą podatnością na abrazję, czyli erozyjne działanie wody. Ponadto poprzez zmniejszoną chłonność wody obserwowana jest większa stabilność wy-miarów materiału, co wpływa także między innymi na więk-szą odporność na działanie warunków atmosferycznych. W odróżnieniu od drewna, które jest podatne na atak oraz rozwój mikroorganizmów, kompozyty polimerowo-drzewne wyróżniają się znaczną odpornością na działanie czynników pochodzenia biologicznego. Zarówno drewno, jak i WPC, to materiały zbudowane z substancji organicznych, głównie węgla i wodoru, przez co wręcz niemożliwym jest, aby ma-teriały te były niepalne. Kompozyty polimerowo-drzewne cechują się natomiast pewną ognioodpornością. Bardzo często w celu opóźnienia rozprzestrzeniania się płomieni podczas pożaru stosowane są mieszaniny kwasu borowego oraz boraks [3,4].Całkowita produkcja WPC w roku 2012 w Europie wy-nosiła 260 000 ton, zaś na świecie przekroczona została granica 2,5 mln ton. Tylko w Europie produkcja kompozy-tów polimerowo-drzewnych od roku 2010 do 2012 wzrosła o 15%, świadczy to o znacznej dynamice rozwoju oraz ciągle rosnącym zapotrzebowaniu na produkt [6,7]. Kom-pozyty tego typu znajdują zastosowania w różnego rodzaju konstrukcjach, wykorzystywane są do celów wojskowych, a także powszechnie stosowane w przemyśle meblarskim oraz w przemyśle samochodowym czy inżynierii wodnej i lądowej. WPC poprzez swoje bardzo dobre właściwości mechaniczne oraz odporność m. in. na działanie czynników atmosferycznych, bardzo często stosowane są na zewnątrz budynków, np. jako panele do pokrywania fasad budynków, jako ogrodzenia lub też jako meble stosowane na zewnątrz (rys.2). Wytwarzany jest z nich także granulat, który może być przetwarzany w sposób analogiczny jak w przypadku tradycyjnych tworzyw sztucznych (rys. 3). Bez wątpienia kompozyty polimerowo-drzewne są najczęściej wykorzysty-wane jako materiały podłogowe – od solidnych desek pod-łogowych, aż po wierzchnie okleiny podłóg laminowanych (rys 4). Co ciekawe WPC mogą być stosowane jako materiały na sprzęt sportowy, taki jak łuki, kije baseballowe, narty, czy też wykonywane z nich mogą być instrumenty muzyczne. Kolejną funkcją, jaką mogą spełniać kompozyty, są okleiny Rys. 2. Budynek wykonany z WPC [10]Rys. 3. Zagłówek samochodowy wykonany z WPC,formowany metodą wtrysku [11]A R T Y K U Ł YEliksir nr 1(5)/201726meblowe, stosowane w miejscach szczególnie narażonych na zarysowania, takich jak blaty bądź biurka [5-8].W ciągu ostatnich lat kompozyty polimerowo-drzew-ne cieszą się coraz większym zainteresowaniem, o czym świadczy stale wzrastająca liczba producentów zarówno granulatów, jak i wyrobów z tych materiałów [3]. WPC ze względu na swój przyjazny środowisku charakter, różno-rodność właściwości oraz zastosowań, powinny stawać się z biegiem czasu coraz bardziej popularne oraz wszechobec-ne. Niestety, głównym czynnikiem hamującym ekspansję WPC jest ich ciągle zbyt wysoka cena w porównaniu do obecnie, powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych. Czynnościami mającymi na celu rozwiązanie tego problemu jest podjęcie w wielu ośrodkach badań naukowych, których zadaniem jest opracowanie nowych technologii wytwarza-nia kompozytów polimerowo-drzewnych.Literatura[1] Syndor M., Drewno w budowie maszyn. Historia najważniejszego tworzywa, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań 2011.[2] Klepka T., Nowoczesne materiały polimerowe i ich przetwórstwo, Politechnika Lubelska, Lublin 2014.[3] Zajchowski S., Ryszkowska J., 2009, Kompozyty polimerowo--drzewne – charakterystyka ogólna oraz ich otrzymywanie z materiałów odpadowych, Polimery, 54, 674 – 682.[4] Wojciechowski S., Kompozyty, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003.[5] Yongfeng L., Wood-Polymer Composites, w: Advances in Compo-site Materials – Analysis of Natural and Man-Made Materials, Tesinova P. (ed.), InTech, Rijeka 2011.[6] Sommerhuber P., Welling J., Krause A., 2015, Substitution poten-tials of recycled HDPE and wood particles from post-consumer packing waste in Wood-Plastic Composites, Waste Management, 46, 76-85.[7] Carus M., Eder A., Dammer L., Korte H., Scholz L., Essel R., Bre-itmayer R., 2015, Wood-Plastic Composites (WPC) and Natural-Fibre Composites (NFC): European and Global Markets 2012 and Future Trends in Automotive and Construction, nova-Institute GmbH.[8] Olakanmi E., Strydom M., 2016, Critical materials and proces-sing challenges affecting the interface and functional performance of wood polymer composites (WPCs), Materials Chemistry and Physics, 171, 290-302.[9] https://www.architonic.com, 18.02.17.[10] http://wpcmaterials.company.frbiz.com, 18.02.17.[11] https://www.jeluplast.com, 15.02.17.                                       lBiomasa roślinna zbudowana jest głównie z celulozy, hemicelulozy i lignin. Rocznie na Ziemi powstaje jej 200 mld ton, z czego 85% stanowią odpady ligninocelulozowe. Bio-masa jest dominującym odpadem działów gospodarki takich jak rolnictwo, leśnictwo, a także różnych gałęzi przemysłu, m.in. drzewno-papierniczego. Odpady ligninocelulozowe mogą być wykorzystywane jako surowiec energetyczny, jak również jako komponent do wytwarzania wielu innych produktów. Ze względu na wysoką dostępność biomasa ligninocelulozowa jest jednym z najistotniejszych źródeł pozyskiwania włókien nanocelulozy [1].Celuloza jest liniowym biopolimerem najpowszechniej występującym na kuli ziemskiej. Usztywnia ścianę komór-kową roślin, niektórych grzybów oraz glonów. Szacuje się, że jej roczna produkcja w biosferze wynosi od 10 do 100 mld ton. Około 6 mld ton jest przetwarzane przez różne gałęzie przemysłu, np. przemysł papierniczy, tekstylny, chemiczny [2, 3].Jednostka powtarzalna celulozy złożona jest z dwóch anhydroglukozowych pierścieni ((C6H10O5)n) połączonych ze sobą kowalencyjnie poprzez atom tlenu (rys. 1). Wiązanie glikozydowe występuje między atomem tlenu węgla C1 Monika Żygo, Mirosława Prochońmonika.zygo@dokt.p.lodz.plInstytut Technologii Polimerów i Barwników, Wydział Chemiczny, Politechnika ŁódzkaEnzymatyczne metody otrzymywaniananowłókien celulozowychRys. 4. WPC jak materiał podłogowy [9]

Drewno jako składnik biokompozytów polimerowych.

http://repozytorium.p.lodz.pl/bitstream/11652/1564/1/Drewno_skladnik_biokompozytow_Prochon_Witczak_Biernacka_2017.pdf

Drewno jako składnik biokompozytów polimerowych.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Lodz University of Technology Repository