Strona: Wynalazki / Katedra Kompozytów Polimerowych - Politechnika Rzeszowska

Przedmiotem wynalazku są nowe folie poliolefinowe o sterowanej oksybiodegradowalności i sposób ich wytwarzania, stosowane do produkcji opakowań podlegające łatwej degradacji w warunkach środowiskowych.Folie poliolefinowe o sterowanej oksybiodegradowalności zawierają polimer (polietylen lub polipropylen lub ich kopolimery lub blendy) oraz prodegradanty, którymi mogą być stearyniany żelaza lub manganu lub kobaltu lub kompleks żelaza II z cyklopentadienem naniesione w ilości co najmniej 30% na bentonit, wprowadzone do polimeru łącznie zkopolimerem dienowym oraz kopolimerem szczepionym bezwodnika maleinowego z poliolefiną.Sposób otrzymywania folii poliolefinowych w pierwszym etapie polega na rozpuszczeniu stearynianów żelaza lub kobaltu lub manganu lub kompleksu żelaza II z cyklopentadienem w tetrahydrofuranie lub acetonie iwprowadzeniu do bentonitu w temperaturze pokojowej. Mieszaninę miesza się do uzyskania jednolitej masy. Otrzymany kompleks wprowadza się wraz z kopolimerem etylenowo-proylenowo-dienowym i kopolimerem szczepionym bezwodnika maleinowego z poliolefiną do zgranulowanego polimeru i miesza metodą wytłaczania mieszającego, korzystnie za pomocą dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej uzyskując granulat koncentratu prodegradanta w polimerze. Wkolejnym etapie granulat ten wprowadza się do tworzywa przeznaczonego do wytłaczania folii w ilości od 4 do 25% masowych, w zależności od jej grubości oraz pożądanej odporności na starzenie.

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania: folie poliolefinowe ulegają procesowi biodegradacji po wstępnym starzeniu podczas użytkowania w warunkach promieniowania słonecznego i tlenu z powietrza; nanokompozytowa struktura folii zwiększa jej wytrzymałość początkową; folia ulega łatwo degradacji w złożu kompostowym w przeciągu kilku miesięcy.

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowy kompozyt żywic polimerowych, zwłaszcza poliuretanowych, poliestrowych lub epoksydowych, sposób jego wytwarzania oraz zastosowanie, łącznie przeznaczone zwłaszcza do odlewania prototypowych wyrobów. Hybrydowy kompozyt będący przedmiotem wynalazku zawiera dwa różne mieszane napełniacze hybrydowe w postaci nanonapełniaczy zbudowanych ze strukturalnych elementów nieorganicznych i organicznych w postaci modyfikowanych bentonitów. Bentonit homogenizuje się z żywicą polimerową w kilkuetapowym procesie złożonym z mieszania mechanicznego, działania ultradźwiękami oraz ucierania w warunkach dużej szybkości ścinania.W przeprowadzonych badaniach dotyczących zastosowania hybrydowych kompozytów w technologii RP stwierdzono, że hybrydowe kompozyty pozwalają na wyeliminowanie kosztownych matryc metalowych na etapie przygotowania modeli badawczych przekładni zębatych. Modele prototypowe wykonane z hybrydowych kompozytów służą do testowania nowych konstrukcji układów przeniesienia napędów wykonanych ztworzyw polimerowych. Dzięki wprowadzeniu kombinacji napełniaczy uzyskano ograniczenie skurczu badanych hybrydowych kompozytów, co wpłynęło na poprawę dokładności wymiarowej modeli, na przykład kół zębatych. Zapewnia to poprawne działanie przekładni zębatej.

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania: możliwość eliminacji kosztownych matryc metalowych na etapie przygotowania modeli badawczych przekładni zębatych; modele prototypowe wykonane z hybrydowych kompozytów służą do testowania nowych konstrukcji układów przeniesienia napędów wykonanych z tworzyw polimerowych;dzięki wprowadzeniu kombinacji napełniaczy uzyskano ograniczenie skurczu badanych hybrydowych kompozytów, co wpłynęło na poprawę dokładności wymiarowej modeli, na przykład kół zębatych.

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja epoksydowa ozmniejszonej palności, dobrych właściwościach mechanicznych i podwyższonej odporności termicznej oraz sposób jej otrzymywania.Kompozycja epoksydowa o zmniejszonej palności oraz podwyższonej odporności termicznej zawierająca IV-rzędową sól fosfoniową i żywice epoksydową, charakteryzuje się tym, że jej składnikiem jest glinokrzemian, korzystnie bentonit modyfikowany IV-rzędową solą fosfoniową w ilości 30 do 40% masowych surowego glinokrzemianu z podstawnikami aromatycznymi: fenylowym lub benzylowym oraz alkilowym: etylowym, butylowym lub rodnikiem o dłuższym łańcuchu od C5 do C12, w ilości od 0,1 do 10% masowych pozostałej części kompozycji, którą stanowi żywica epoksydowa, przy czym wielkość ziaren zmodyfikowanego glinokrzemianu powinna wynosić maksimum 0,1 mm. Kompozycja może być zastosowana do przygotowania kompozytów polimerowo-włóknistych metodą kontaktową lub inną metodą .

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania:otrzymanie kompozytów o właściwościach uniepalniajacych; możliwość stosowania ciekłej kompozycji modyfikatora z żywicą do przesycania włókien węglowych, szklanych i aramidowych.

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikowania bentonitu znajdującego zastosowanie zwłaszcza jako napełniacz żywic polimerowych oraz sposób aplikacji zmodyfikowanego bentonitudo żywic polimerowych. Sposób modyfikacji bentonitu, polega na tym, że do mieszalnika produktów sypkich, korzystnie mieszalnika bębnowego typu V, wprowadza się w temperaturze 20 –30°C, rozdrobniony bentonit o wielkości ziarna poniżej 0,006 mmi od 28 do 35 g rozdrobnionego do wielkości ziarna nie większej niż 0,006 mm modyfikatora na 100g bentonitu, przy czym jako modyfikatory bentonitów zastosowano: IV-rzędowe sole amoniowez czterema podstawnikami alifatycznymi lub z jednym benzylowym bądź fenylowym i 3 alikilowymi: etylowym, butylowym, bądź rodnikiemo dłuższym łańcuchu i/lub IV-rzędowe sole fosfoniowez 3 podstawnikami aromatycznymi: fenylowym lub benzylowym oraz jednym alkilowym: etylowym, butylowym, bądź rodnikiem o dłuższym łańcuchu, a także pochodnymi POSS: oktakis(tetrametyloamoniowy)-oktasilseskwioksanem lub oktakis{3-(N-(hydroksyetylo dimetyloamino)propylo}oktasil-seskwioksanem lub aminopropyloizobutylooktasilseskwiok-sanem i prowadzi się proces mieszania stosując prędkość obrotową od 35 do 45 1/min w czasie 8-14 h.

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania:uproszczenie dotychczas stosowanego sposobu modyfikacji bentonitu; możliwość mieszania bentonitu z modyfikatorem na sucho w temperaturze pokojowej za pomocą mieszalnika bębnowego typu V; możliwość produkcji nanonapełniaczy typu 1D stosowanych do napełniania polimerów syntetycznych.

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania uniepalnionych żywic epoksydowych, przyjazny dla środowiska, zapewniający uzyskanie dobrych właściwości mechanicznych i dobrej odporności na płomień gotowych kompozytów.Sposób otrzymywania uniepalnionych żywic epoksydowych polega na rozpuszczaniu lub arylowych pochodnych fosforanu gliny w alifatycznej poliaminie. Po zakończeniu reakcji produkt oczyszcza się przez odsączenie. Tak otrzymany roztwór, jako modyfikator, wprowadzany jest do małocząsteczkowej żywicy epoksydowej w ilości 10 do 14% masowych idokładnie miesza do całkowitego rozpuszczenia. Następnie odlewa się kształtki i utwardza je w temperaturze pokojowej przez co najmniej 20godzin. Dodatkowe utwardzenie kompozycji prowadzi się wpodwyższonej temperaturze przez 3 do 6 godzin.Otrzymane kompozycje posiadają optymalne właściwości i nadają się do zastosowań konstrukcyjnych. Ich wskaźnik tlenowy wynosi 21,3 wporównaniu do 19,8 uzyskiwanego dla niemodyfikowanej kompozycji epoksydowej. Dodatkowo o około 14% poprawiła się sztywność próbek przy niemal niezmiennej udarności i wytrzymałości na rozciąganie. Ciekła kompozycja epoksydowa otrzymana sposobem według wynalazku nadaje się także do przesycania włókien szklanych, węglowych lub innych w celu otrzymania kompozytów o dobrych właściwościach wytrzymałościowych iograniczonej palności, które mogą być stosowane jako elementy konstrukcji lotniczych, samochodowych lub jednostek pływających.

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania:obniżenie palności usieciowionej żywicy epoksydowej przy praktycznie niezmienionych parametrach mechanicznych;prostota wprowadzenia modyfikatora do ciekłej matrycy polimerowej i łatwość uzyskania jednorodnej dyspersji jego nanometrycznych cząstek w całej objętości usieciowanego materiału; możliwość stosowania ciekłej kompozycji modyfikatora z żywicą do przesycania włókien węglowych, szklanych lub innych.

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania samogasnących kompozytów żywic chemoutwardzalnych, zwłaszcza nienasyconej żywicy poliestrowej, dwuskładnikowej żywicy poliuretanowej jak również żywicy epoksydowej, charakteryzującej się zmniejszoną palnością i podwyższoną odpornością termiczną oraz dobrymi właściwościami mechanicznymi.W pierwszym etapie otrzymywania samogasnących kompozytów żywic chemoutwardzalnych prowadzi się proces modyfikacji wzbogaconego bentonitu w zawiesinie wodnej. Kompozyty żywic chemoutwardzalnych uzyskuje się przez wprowadzenie do ciekłej żywicy syntetycznej modyfikowanego bentonitu. Bentonit homogenizuje się z żywicą stosując wielostopniowe mieszanie za pomocą szybkoobrotowego miksera z mieszadłem turbinowym w naczyniu pod zmniejszonym ciśnieniem. Kolejne mieszanie prowadzi się w homogenizatorze typu cylinder w cylindrze przy intensywnym ścinaniu.Kompozyt przeznaczony jest do zastosowania w żywicach syntetycznych, zwłaszcza żywicach poliestrowych, dwuskładnikowej żywicy poliuretanowej oraz żywicy epoksydowej.

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania: wyraźne skrócenie procesu modyfikacji; większa wydajność reakcji; lepsze rozsunięcie płytek modyfikowanego glinokrzemianu; wyraźna poprawa właściwości użytkowych kompozytów uzyskanych sposobem według wynalazku w porównaniu do żywicy wyjściowej; struktura fizyczna tych kompozytów ma charakter nanokompozytu interkalowanego w przypadku produktów z dodatkiem bentonitu modyfikowanego oktachlorkiem oktakis{3-N-(hydroksyetylo)propylo}oktasilseskwioksanu oraz nanakompozytu eksfoliowanego dla nanokompozytów zawierających bentonit modyfikowany ktakis(tetrametyloamoniowy)oktasilseskwioksanem; proces homogenizacji kompozytów polegający na wielostopniowym mieszaniu pozwala na dokładne rozproszenie cząstek modyfikowanego bentonitu w żywicy, o którym świadczy klarowność produktu oraz brak sedymentacji cząstek napełniacza podczas długotrwałego przechowywania.

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania uniepalnionej kompozycji małocząsteczkowej żywicy epoksydowej przeznaczonej do wytwarzania samogasnących kompozytów epoksydowych zbrojonych włóknem szklanym, węglowym lub innym, odpornych na działanie płomienia. Kompozycja może znaleźć zastosowanie do wykonywania elementów kadłubów samolotów, wagonów pociągów oraz tramwajów.

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania: możliwość uzyskania kompozytów o klasie palności V0.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania bezhalogenowego kablowego kompozytu poliolefinowego stosowanego jako izolacje kabli elektrycznych w urządzeniach elektrycznych, elektronicznych ielektromechanicznych.W skład bezhalogenowego kablowego kompozytu poliolefinowego wchodzą nanoglina, kompolimer etylenu z octanem winylu, kompatybilizator. W pierwszym etapie jego wytwarzania do wytłaczarki z elementami mieszającymi i ścinającymi wprowadza się część ilości docelowej w produkcie finalnym odpowiednio 30—80% kopolimeru etylenu z octanem winylu, 40—80% polietylenu małej gęstości, 5—60% kopolimeru etylenu z akrylanem metylu szczepionym bezwodnikiem maleinowym i 100% modyfikowanego bentonitu oraz 100% antyutleniacza. Następnie prowadzi się proces mieszania iwytłaczania przy zachowaniu odpowiednich temperatur stref ścianek cylindra igłowicy granulującej. Uzyskany granulat w drugim etapie wytłacza się ponownie wprowadzając do wytłaczarki pozostałą część kopolimeru etylenu z octanem winylu, polietylenu małej gęstości, kopolimeru etylenu z akrylanem metylu szczepionym bezwodnikiem maleinowym oraz 0,5—2,0% wagowych monostyrenianu gliceryny przy zachowaniu odpowiedniej temperatury stref grzejnych wytłaczarki i głowicy. Przez otwór zasilający, w strefie gdzie mieszanka polimerowa jest upłynniona wprowadza się 30—55% wagowych wodorotlenku glinu lub magnezu.

Korzyści wynikające ze stosowania rozwiązania:dzięki zastosowaniu dwuetapowego mieszania i wytłaczania uzyskano strukturę eksfoliowaną oraz interkalowaną; produkt końcowy posiada prawie pięciokrotnie większe wydłużenie przy zerwaniu oraz ponad 30% większą wytrzymałość na rozciąganie.