2-Hidroxipropil-béta-ciklodextrin módosítása politejsav égésgátlására
A környezetvédelem jelentőségének növekedésével egyre nagyobb igény mutatkozik arra, hogy a tartós fogyasztási cikkek megújuló alapanyagokból készüljenek. Ezzel együtt jelentősen megnőtt a politejsavból készült tartós termékek iránti kereslet. A politejsav biodegradálható és jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, azonban olvadékcsepegési tulajdonsága miatt égésgátlása egyes műszaki területeken biztonságtechnikai szempontokból elengedhetetlen.
Számos módszer közül a foszfortartalmú, felhabosodó égésgátló rendszerek használata terjedt el leginkább. A gyakran alkalmazott ammónium-polifoszfát (APP) pentaeritrit (PER) adalék kombináció környezetbarát alternatíváját jelenthetik a megújuló eredetű szenesedő komponenst tartalmazó égésgátló rendszerek.
A ciklodextrinek (CDk) megújuló forrásból állíthatók elő és alkalmasak szénforrásnak felhabosodó égésgátló rendszerekben. Közülük a β-ciklodextrinek használata különösen elterjedt kedvezőbb áruk miatt, továbbá zárványkomplex képzési tulajdonságuk miatt a többi adalékanyag homogén eloszlását is segíthetik a polimer mátrixban.
A kutatócsoportunkban végzett munka korábbi eredményei rámutattak, hogy a 2-hidroxipropil-béta-ciklodextrin alaki tényezője is számottevően befolyásolja az égésgátolt kompozit tulajdonságait; APP alapégésgátló mellett a mikroszálas szerkezetű CD jobb eredményeket ért el az éghetőségi vizsgálatokon, mint a por formájában alkalmazott adalék.
Munkám során egy új égésgátló adalékot állítottam elő a politejsavhoz (PLA), amelyhez szenesedő ágensként foszforos szilánnal (PSil) felületkezelt 2-hidroxipropil-béta-ciklodextrint (HPBCD-t) alkalmaztam. A megfelelő oldószer kiválasztása után a reagenseket különböző arányban tartalmazó adalékokat infravörös spektroszkópiával (IR) és termogravimetrikus analízissel (TGA) vizsgálva kiválasztottam a megfelelő összetételt. A választott PSil:HPBCD arány mellett kétféle adalékot készítettem; egyikben por, másikban mikroszálas szerkezetű HPBCD-t alkalmazva. Az adalékokat APP alapégésgátló mellett ömledékkeveréssel PLA mátrixba ágyaztam, majd a kompozitokból mintalapokat préseltem. A kétféle kompozit termikus és éghetőségi jellemzőit az égésgátlót nem tartalmazó PLA-val és a csak APP alapégésgátlót tartalmazó PLA kompozitokéval vetettem össze. A kompozitokon elvégzett éghetőségi vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy mindössze 3% PSil-lel felületkezelt, mikroszálas szerkezetű HPBCD adagolása a 15% APP-t tartalmazó PLA kompozitok oxigénindexét 25%-ról 37,5%-ra növeli, továbbá mintegy 50%-kal mérsékli a PLA hőkibocsátási maximumát. A PSil-lel kezelt HPBCD mikroszál kedvező hatását elsősorban az APP-vel mutatott fokozott fizikai és kémiai kölcsönhatással, valamint a megnövelt szenesedési képességgel és termikus stabilitással magyaráztam, amelyek együtt megnövelt szerkezeti integritású, hatékony tűzgátló védőréteg kialakulásához járulnak hozzá.
szerző
-
Ötvös Bettina
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Bordácsné Bocz Katalin
tudományos munkatárs, Szerves Kémia és Technológia Tanszék -
Decsov Kata Enikő
PhD hallgató, Szerves Kémia és Technológia Tanszék
