Emission of styrene from polystyrene foam and of cyclopentane from polyurethane foam - measurements and modelling

M. Choczyński; B. Krajewska; Z. Stęgowski; J. Nęcki

Data publikacji : 2011-06-30

Tom 56 Nr 6 (2011)

Emisja styrenu z pianki styropianowej i cyklopentanu z pianki poliuretanowej - pomiary i modelowanie

M. Choczyński B. Krajewska Z. Stęgowski J. Nęcki

Abstrakt

Ze względu na toksyczność lotnych związków organicznych (volatile organic compounds - VOC), oznaczanie emisji tych związków z polimerowych, suchych materiałów budowlanych ma ogromne znaczenie z punktu widzenia jakości środowiska we wnętrzu domów. W opisanej poniżej pracy zbadano kinetykę emisji styrenu z pianki styropianowej (PSf) oraz cyklopentanu z pianki poliuretanowej (PURf, rys. 1 i 2). Obydwie pianki są powszechnie stosowanymi materiałami izolacyjnymi. Oznaczono współczynniki podziału (K) i dyfuzji (D) badanych związków w piankach w zakresie temperatury 23-90 °C. Współczynniki podziału w układzie pianka-otaczający gaz (KM-A) obliczono z wyznaczonych wartości stałych szybkości sorpcji i desorpcji (kads, kdes) związków na piankach, z zastosowaniem kinetyki reakcji I rzędu w pobliżu stanu równowagi i symulacji komputerowej. Obydwie metody obliczeniowe dały porównywalne wyniki (tabele 1-3). Natomiast do obliczenia współczynników dyfuzji związków w piankach, posłużono się trzema modelami opartymi na: sorpcji związków w piankach (DS), ich permeacji przez pianki (DP) bądź na symulacji komputerowej (DC). W modelu sorpcyjnym zakłada się, że pianka jest fazą ciągłą, podczas gdy w modelu permeacyjnym - składa się z dwóch faz, w których stężenie VOC jest uśrednione; model symulacyjny zakłada niehomogeniczny rozkład stężenia VOC. Wychodząc z tego samego zestawu danych pomiarowych otrzymano trzy zestawy wspomnianych współczynników dyfuzji (DP, DS, DC) różniących się wartościami (tabela 4). Różnice te są wynikiem założeń poczynionych w każdym modelu. Porównywalne z danymi literaturowymi (tabela 5) wartości współczynników dyfuzji w obszarze względnie małych stężeń migranta w piance (układ styren-PSf) uzyskano metodą symulacji komputerowej, a w przypadku większych stężeń (cyklopentan-PURf) - zgodnie z modelem permeacyjnym.

Słowa kluczowe

styren ; cyklopentan ; pianka styropianowa ; pianka poliuretanowa ; emisja ; symulacja komputerowa styrene ; cyclopentane ; polystyrene foam ; polyurethane foam ; emission ; computer simulation

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Choczyński, M., Krajewska, B., Stęgowski, Z., & Nęcki, J. (2011). Emisja styrenu z pianki styropianowej i cyklopentanu z pianki poliuretanowej - pomiary i modelowanie. Polimery, 56(6), 461-470. Pobrano z http://polimery.ichp.vot.pl/index.php/p/article/view/936

Bibliografia

Yu C., Crump D.: Build. Environ. 1998, 33, 57.

2. Haghighat F., de Bellis L.: Build. Enuiron. 1998, 33, 261.

3. Lickly T. D., Lehr K. M., Welsh G. C.: Food Chem. Toxicol. 1995, 33, 475.

4. Wolkoff P.: Indoor Air Suppl. 1995, 3, 9.

5. Wolkoff P.: Sci. Total Enwron. 1999, 227, 197.

6. Bart G. C. J., Du Cauze De Nazelle G. M. R.: J. Cell. Piast. 1993, 29, 29.

7. Crump D., Squire R. W., Yu C. W. F.: Indoor and Built Environ. 1997, 6, 45.

8. Singh S. N., Nitru M., Dedecker K.: J. Celi. Piast. 2003, 39, 265.

9. Wolkoff P.: Atmos. Environ. 1998, 329, 2659.

10. Huang H., Haghighat F.: Build. Environ. 2002, 37, 1349.

11. Haghighat F., Huang H.: Build. Environ. 2003, 38, 1007.

12. Lickly T. D., Breder C. V., Rainey M. L.: Regul Toxicol. Pharm. 1995, 21, 406.

13. Reid R. C., Sidman K. R., Schwope A. D., Till D. E.: Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1980, 19, 580.

14. Trzeszczyński J., Huzar E.: Chromatographia 2001, 53, 534.

15. Wenzl T., Lankmayr E. P: Anal. Bioanal. Chem. 2002 372, 649.

16. Chai X.-S., Hou Q. X., Schork F. J.: J. Chromatogr. 2004, A1040, 163.

17. Cox S. S., Zhao D., Little J. C.: Atmos. Environ. 2001, 35, 3823.

18. Zhao D., Little J. C, Cox S. S.: J. Enwron. Eng. 2004, 130, 983.

19. Miltz J., Rosen-Doddy V.: Eur. Polym. J. 1986, 22, 327.

20. Kontominas M. G., Gavara R., Giacin J. R.: Eur. Polym. J. 1994, 30, 265.

21. Grate J. W., Klusry M., McGill R. A., Abraham M. H., Whiting G., Andonian-Haftvan J.: Anal. Chem. 1992, 64, 610.

22. Martos P. A., Pawliszyn J.: Anal. Chem. 1997, 69, 206.

23. De Coensel N., Desmet K., Górecki T., Sandra P.: J. Chromatogr. 2007, A1150, 183.

24. Grate J. W., Kaganove S. N., Bhethanabotła V. R.: Anal. Chem. 1998, 70, 199.

25. Bawn C. E. H., Patel R. D.: Trans. Paradny Soc. 1956, 52, 1664.

26. Jørgensen R. B., Bjørseth O., Malvik B.: Indoor Air 1999, 9 ,2.

27. Jørgensen R. B., Dokka T. H., Bjørseth O.: Indoor Air 2000,10, 27.

28. Crank J.: In „Diffusion in Polymers” (Eds. Crank J., Park G. S.), Academic Press Inc., London, New York 1968, pp. 1-39.

29. Yuan H., Little J. C., Hodgson A. T.: Atmos. Enuiron. 2007, 41, 3241.

30. Perez-Blanco M., Hammons R. J., Danner R. R: J. Appl. Polym. Sci. 2010, 116, 2359.

31. Vopička O., Hynek V., Friess K., Šipek M., Sysel E: Chem. Listy 2009, 103, 310.

32. Choi O. K., Jitsunari F., Asakawa R, Lee D. S.: Food Addit. Contam. 2005, 22, 693.

33. Fialová K., Petrychkoyych R., Sharma M., Uchytil R: J. Membr. Sci. 2006, 275, 166.

34. Uchytil R, Petričkovič R.: J. Membr. Sci. 2002, 209, 67.

35. Maddinelli G., Iwanski R, Callaioii A., Ravanetti G. P.: Int. J. Polym. Anal. Ch. 2006, 11, 147.

36. Mangs S.: „Inisulation Materials in District Heating Pipes”, PhD thesis, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden 2005.

37. Yang X., Chen Q., Zhang J. S., Magee R., Zeng J., Shaw C. Y.: Build. Environ. 2001, 36, 1099.

38. Meininghaus R., Gunnarsen L., Knudsen H. N.: Environ. Sci. Technol. 2000, 34, 3101.

39. Murakami S., Kato S., Ito K., Zhu Q.: Indoor Air 2003, 13 Suppl 6, 20.

40. Klopffer M. H., Flaconneche B.: Oil Gas Sci. Technol. 2001, 56, 223.

41. Soney C. G., Sabu T.: Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 985.

42. Atkins P. W.: „Physłcal Chemistry”, PWN, Warszawa 2001, pp. 735-763.

43. Lagarias J. C., Reeds J. A., Wright M. H., Wright P. E.: SIAM J. Optimiz. 1998, 9, 112.

44. Ritter J. J., Adams N. K.: Anal. Chem. 1976, 48, 612.

45. Kamprad L, Goss K.-U.: Anal. Chem. 2007, 79, 4222.

46. ten Hulscher Th. E. M., Cornelissen G.: Chemosphere 1996, 32, 609.

47. Hodgson S. C., O’Connor M. J., Casey R. J., Bigger S. W.: J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 1397.

48. Sabzi F., Boushehri A.: Eur. Polym. J. 2005, 41, 2067.

49. Haghighat F., Lee C.-S., Ghaly W. S.: Indoor Air 2002, 12, 81.

50. Olson M. E., Ulf J., Fröling M., Mangs S., Ramnäs O.: J. Cell. Piast. 2002, 38, 177.

Google Scholar

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 106

PDF Downloads : 65

M. Choczyński polimery@ichp.pl

B. Krajewska

Z. Stęgowski

J. Nęcki