PET/Cloisite®15A composite fibers – studies on the structure and the flame inhibition mechanism

Janusz Fabia; Andrzej Gawłowski; Monika Rom; Czesław Ślusarczyk; Włodzimierz Biniaś; Anna Brzozowska-Stanuch; Michał Puchalski

doi:10.14314/polimery.2020.9.4

Data publikacji : 2020-12-16

Tom 65 Nr 9 (2020)

Włókna kompozytowe PET/Cloisite®15A – badania struktury i mechanizmu inhibitowania płomienia

Janusz Fabia Andrzej Gawłowski Monika Rom Czesław Ślusarczyk Włodzimierz Biniaś Anna Brzozowska-Stanuch Michał Puchalski

DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.2020.9.4

Abstrakt

Poprawę właściwości palnych włókien poli(tereftalanu etylenu) (PET) można uzyskać w wyniku zastosowania uniepalniaczy, które mogą być wprowadzane do mieszaniny reakcyjnej podczas polikondensacji poliestru lub fizycznie mieszane z polimerem w procesie tworzenia włókien. W niniejszym artykule przedstawiono alternatywną metodę zmniejszania palności włókien i wyrobów tekstylnych z PET, analogiczną do procesu ich barwienia rozproszonymi barwnikami w kąpieli wysokotemperaturowej. Metodę tę testowaliśmy już wielokrotnie przy użyciu różnych modyfikatorów. Tym razem zastosowaliśmy handlowo dostępny organofilizowany montmorylonit Cloisite®15A (C15A). Za pomocą testów palności (określano wartość LOI – wskaźnika tlenowego) oraz analizy termograwimetrycznej (TGA) wykazano skuteczność zastosowanej modyfikacji i określono jej optymalny wariant. Na podstawie badań spektroskopowych FT-IR (spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera) potwierdzono występowanie oddziaływań między makrocząsteczkami PET i modyfikatora C15A w całym zakresie temperatury, obejmującym proces degradacji oksydacyjnej. Metodami szeroko i mało kątowej dyfrakcji rentgenowskiej (WAXS i SAXS) określono podstawowe parametry nanostruktury badanych włókien oraz potwierdzono ich nanokompozytowy charakter. Wyjaśniono także mechanizm inhibitowania płomienia przez zastosowany modyfikator C15A.

Słowa kluczowe

PET fibers ; Cloisite®15A ; flame retardancy ; LOI ; TGA ; FT-IR ; SEM ; WAXS ; SAXS włókna PET ; Cloisite®15A ; zmniejszona zapalność ; LOI ; TGA ; FT-IR ; SEM ; WAXS ; SAXS

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Fabia, J., Gawłowski, A., Rom, M., Ślusarczyk, C., Biniaś, W., Brzozowska-Stanuch, A., & Puchalski, M. (2020). Włókna kompozytowe PET/Cloisite®15A – badania struktury i mechanizmu inhibitowania płomienia. Polimery, 65(9), 622-631. https://doi.org/10.14314/polimery.2020.9.4

Bibliografia

Mochane M.J., Luyt A.S.: Journal of Materials Science 2015, 50, 3485.
Crossref

[2] Nazare S., Kandola B.K., Horrocks A.R.: Polymers Advanced Technologies 2006, 17, 294.
Crossref

[3] Entezam M., Khonakdar H.A, Jafari S.M.A. et al.: Journal of Vinyl and Additive Technology 2017, 23, E92.
Crossref

[4] Ribeiro S.P.S., Martins R.C., Estevão L.R.M. et al.: Microscopy Research and Technique 2020, 83, 276.
Crossref

[5] Ribeiro S.P.S., Estevão L.R.M., Nova´k C. et al.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2011, 106, 535.
Crossref

[6] Salaün F., Lemort G., Butstraen C. et al.: Polymers Advanced Technologies 2017, 28, 1919.
Crossref

[7] Ray S.S., Okamoto M.: Progress in Polymer Science 2003, 28, 1539.
Crossref

[8] Paul D.R., Robeson L.M.: Polymer 2008, 49, 3187.
Crossref

[9] Jancar J., Douglas J.F., Starr F.W. et al.: Polymer 2010, 51, 3321.
Crossref

[10] Beyer G.: Plastics, Additives and Compounding 2002, 10, 2.

[11] Horrocks A.R.: Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 377.
Crossref

[12] Teli M.D., Kale R.D.: Polymer Engineering and Science2012, 52, 1148.
Crossref

[13] Didane N., Giraud S., Devaux E. et al.: Polymer Degradation and Stability 2012, 97, 2545. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2012.07.006

[14] Yang S-C., Kim J.P.: Journal of Applied Polymer Science 2008, 108, 2297.
Crossref

[15] Carosio F., Laufer G., Alongi J. et al.: Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 745. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2011.02.019

[16] Carosio F., Di Blasio A., Cuttica F. et al.: Industrial & Engineering Chemistry Research 2013, 52 (28), 9544.
Crossref

[17] Alongi J., Ciobanu M., Tata J. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2011, 119, 1961.
Crossref

[18] Kim Y-H., Jang J., Song K-G. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2001, 81, 793.
Crossref

[19] Chen D-Q., Wang Y-Z., Hu X-P. et al.: Polymer Degradation and Stability 2005, 88, 349. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2004.11.010

[20] Guo D-M., Fu T., Ruan C. et al.: Polymer 2015, 77, 21.
Crossref

[21] Eckel D.F., Balogh M.P., Fasulo P.D. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2004, 93, 1110.
Crossref

[22] Gashti M.P., Moradian S.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 125, 4109.
Crossref

[23] Gurmendi U., Eguiazabal J.I., Nazabal J.: Macromolecular Materials and Engineering 2007, 292, 169.
Crossref

[24] Ghasemi H., Carreau P.J., Kamal M.R. et al.: Polymer Engineering and Science 2012, 52, 420.
Crossref

[25] Rault F., Campagne Ch., Rochery M. et al.: Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 2010, 48, 1185.
Crossref

[26] Chuang C.S., Tsai K.C., Yang T.H. et al.: Applied Clay Science 2011, 53, 709.
Crossref

[27] Devaux E., Rochery M., Bourbigot S.: Fire and Materials 2002, 26, 149.
Crossref

[28] Shahidi S., Ghoranneviss M.: Journal of Fusion Energy 2014, 33, 88.
Crossref

[29] Toda T., Yoshida H., Fukunishi K.: Polymer 1997, 38, 5463.
Crossref

[30] Fabia J., Gawłowski A., Graczyk T. et al.: Polimery 2014, 59, 557.
Crossref

[31] Pat. Appl. P. 429 004 (2019).

[32] Gawłowski A., Fabia J., Graczyk T. et al.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2016, 125 (3), 1327.
Crossref

[33] Mokhtar N.M., Lau W.J., Ismail A.F. et al.: RSC Advances 2014, 4, 63367.
Crossref

[34] Gawłowski A., Fabia J., Ślusarczyk Cz. et al.: Polimery 2017, 62, 848.
Crossref

[35] Liu H., Wang R., Xu X.: Polymer Degradation and Stability 2010, 95, 1466. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2010.06.023

[36] Rabiej M.: Journal of Applied Crystallography 2017, 50, 221.
Crossref

[37] Alexander L.E.: “X-ray Diffraction Methods in Polymer Science”, Wiley, New York, USA, 1969.

[38] Yano K., Usuki A., Okada A. et al.: Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 1993, 31, 2493.
Crossref

[39] Gilman J.W.: Applied Clay Science 2000, 15, 31.
Crossref

[40] Bourbigot S., Bras M.L., Dabrowski F. et al.: Fire and Materials 2000, 24, 201. h t t p : / / d x . d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / 1 0 9 9 --1018(200007/08)24:4<201::AID-FAM739>3.0.CO;2-D

[41] Gilman J.W., Jackson C.L., Morgan A.B. et al.: Chemistry of Materials 2000, 12, 1866.
Crossref

[42] Zhu J., Morgan A.B., Lamelas F.J. et al.: Chemistry of Materials 2001, 13, 3774.
Crossref

Google Scholar

Wskaźniki altmetryczne

Cytowania w Google Scholar

CITEDBY SCOPUS

Statystyki

Total abstract views : 243

PDF Downloads : 183

Janusz Fabia jfabia@ath.bielsko.pl

Afiliacja
University of Bielsko-Biala, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Andrzej Gawłowski

Afiliacja
University of Bielsko-Biala, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Monika Rom

Afiliacja
University of Bielsko-Biala, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Czesław Ślusarczyk

Afiliacja
University of Bielsko-Biala, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Włodzimierz Biniaś

Afiliacja
University of Bielsko-Biala, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Anna Brzozowska-Stanuch

Afiliacja
BOSMAL Automotive Research and Development Institute Ltd, Sarni Stok 93, 43-300 Bielsko-Biała, Poland

Michał Puchalski

Afiliacja
Lodz University of Technology, Faculty of Material Technologies and Textile Design, Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland