POCHODNE GLICERYNY TECHNICZNEJ JAKO MODYFIKATORY KOMPOZYTÓW POLIETYLENOWYCH O ZMNIEJSZONEJ PALNOŚCI Anna Wojtala, Marcin Romanowski, Anna Pietruszka, Stanisław Kudła Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej „Blachownia” ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle With the advances in biodiesel production, large or even excess amount of glycerine is being fabricated. This implies the necessity of the determination of its further use. The aim of this work is to study the possibilities of the potential use of glycerine fraction for preparation of auxiliary agents for highly-filled polyethylene composites of reduced combustibility. To this end, derivates of technical glycerine with selected acids were prepared in esterification reaction. So obtained modifiers were used for creation of polyethylene composites with 55 or 70% m/m aluminium hydroxide contents. For the resulting materials, melt flow index, degree of flammability as well as mechanical properties were determined. Przedmiotem pracy jest zbadanie możliwości zastosowania frakcji glicerynowej do uzyskania środków pomocniczych dla wysokonapełnionych kompozytów polietylenowych o zmniejszonej palności. Badano wpływ pochodnych gliceryny technicznej i kwasów: oleinowego lub adypinowego oraz bezwodnika maleinowego, na wybrane właściwości kompozytów polietylenowych, które zawierały już 55 lub 70% m/m wodorotlenku glinu. I tak oznaczano wskaźnik szybkości płynięcia, stopień palności oraz właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu. Jako próby odniesienia sporządzono i badano kompozyty odpowiednich tworzyw z samym wodorotlenkiem. Materiały LL0209AA – liniowy polietylen małej gęstości, kopolimer etylenu z 1-butenem Flexirene FF25 – liniowy polietylen małej gęstości, kopolimer etylenu z butenem Engage 8180 – kopolimer etylenu z oktenem Produkty estryfikacji gliceryny technicznej (Rafineria Trzebinia S.A.) Wodorotlenek glinu (ATH) WYNIKI Kompozyty z udziałem 55% m/m ATH Testy palenia: próbki w położeniu poziomym: kategoria HB-40, próbki w położeniu pionowym: Wydłużenie względne przy zerwaniu, % Warunki reakcji estryfikacji Symbol gt/KO gt/KA gt/BKM WSAD Rodzaj składnika Zawartość składnika, g Gliceryna techniczna 180 602 Kwas oleinowy 20 - Kwas adypinowy 60,1 BKM Katalizator 2 WARUNKI PROCESU Temperatura kuba, °C 150-170 176-205 150-162 Temperatura par, °C 55-72 75-100 52-62 Ciśnienie, mmHg 110-120 60 110 Czas reakcji, h 5 3 LICZBA KWASOWA POCHODNYCH GLICERYNY mgKOH/g 6,5 4,9 4,3 tf, s Kapie Kategoria 1607 Tak Nie spełniają wymogów kategorii V 445 Tak/Nie 1880 1326 gdzie tf – całkowity czas płonięcia serii pięciu próbek MFR, g/10 min Kompozyty z udziałem 70% m/m ATH MFR, g/10 min Sposób przygotowania kompozytów Kompozyty wybranych tworzyw polietylenowych przygotowano na dwuwalcarce laboratoryjnej, w temperaturze 150-160 °C. Następnie próbki żądanego kształtu i grubości przygotowano w prasie laboratoryjnej, w temperaturze 180°C, w czasie ogrzewania 4 min. i czasie prasowania 2 min. Wydłużenie względne przy zerwaniu, % Skład kompozytów Składniki kompozytu, % m/m Matryca ATH Modyfikator LL0209AA 55 - GT/KO, 2,5 GT/KA, 2,5 GT/BKM, 2,5 70 Flexirene FF25 Engage 8180 Testy palenia: próbki w położeniu poziomym: kategoria HB-40, próbki w położeniu pionowym: Matryca gt/KO tf, s Kapie kategoria LL0209AA - 26 Nie V-1 + 43 Flexirene FF25 V-0 96 Engage 8180 102 nie spełnia wymogów kategorii V 11 Warunki oznaczania właściwości kompozytów Wskaźnik szybkości płynięcia (MFR) oznaczono w oparciu o normę PN-EN ISO 1133, Właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu badano w oparciu o normę PN-EN ISO 527, Palność kompozytów oznaczono w teście palenia próbek w położeniu pionowym i poziomym, w oparciu o normę PN-EN 60695-11-1:2002. gdzie tf – całkowity czas płonięcia serii pięciu próbek WNIOSKI Kompozyty z udziałem 55% m/m ATH Produkty estryfikacji biogliceryny kwasem adypinowym, a szczególnie kwasem oleinowym mogą służyć poprawie przetwarzalności kompozytów polietylenowych z udziałem wodorotlenku glinu. Wszystkie, badane pochodne frakcji glicerynowej można wykorzystać w celu znaczącego zwiększenia wartości wydłużenia przy zerwaniu kompozytów. Dodatek estru gliceryny z kwasem adypinowym, a szczególnie z kwasem oleinowym, skutecznie zwiększył wartość MFR. Wskazuje to na możliwość poprawy przetwarzalności badanych kompozytów. Badane modyfikatory nie mają negatywnego wpływu na palność kompozytów. Zmniejszenie wartości tf, po zastosowaniu gt/KO wskazuje, że modyfikator ten może dodatkowo zmniejszać palność kompozytów Kompozyty z udziałem 70% m/m ATH Niezależnie od rodzaju matrycy polimerowej pochodna biogliceryny z kwasem oleinowym skutecznie zwiększa wartość wydłużenia przy zerwaniu. Dodatek estru gliceryny z kwasem oleinowym, niezależnie od rodzaju polietylenu, nie wpłynął znaczącą na wartość MFR. Wpływ badanej pochodnej na stopień palności kompozytów zależy od rodzaju matrycy polimerowej.