Tytuł pozycji:
Uniepalnianie i poprawa stabilności termicznej elastomerów metodami inżynierii materiałowej
W pracy przedstawiono wpływ modyfikacji kauczuków za pomocą różnych niekonwencjonalnych substancji antypiretycznych, takich jak: ftalocyjaniny (tab. 1), ciecze jonowe (rys. 1 i tab. 2), poli(borowinylosiloksany) (tab. 3) czy ekspandowalny grafit (rys. 2) na stabilność termiczną i palność ich wulkanizatów. W przypadku cieczy jonowych i borosiloksanów w celu uzyskania równomiernego zdyspergowania niewielkiej ilości antypirenów w matrycy kauczuku, wprowadzano je na nośniku w postaci krzemionki, MMT lub haloizytu. Modyfikacja powierzchni napełniaczy wpłynęła dodatkowo na poprawę stopnia ich dyspersji w kauczuku. Największy wzrost stabilności termicznej i indeksu tlenowego uzyskano w przypadku kauczuku butadienowego, do którego wprowadzono ftalocyjaniny, kauczuku butadienowo- -akrylonitrylowego z dodatkiem haloizytu zmodyfikowanego cieczą jonową – tetrafluoroboranem 1-butylo-2,3-dimetyloimidazoliowym oraz kauczuku butadienowo-styrenowego zawierającego trójskładnikowy układ: grafit ekspandowalny- chloroparafina-Al(OH)3. Innymi sposobami uniepalniania elastomerów są: ceramizacja kauczuku silikonowego (rys. 3) i bombardowanie gumy wysokoenergetyczną wiązką jonów (tab. 4). W obydwu przypadkach mechanizm uniepalniania polega na wytworzeniu na powierzchni elastomeru termoizolacyjnej bariery fizycznej, odpowiednio w postaci mikroporowatego ceramicznego czerepu i silnie usieciowanej warstwy grafitopodobnej. Na podstawie uzyskanych wyników postawiono tezę o konieczności opracowania alternatywnej metody badań palności, która uwzględniałaby rolę warstwy wierzchniej materiałów.
The work presents the influence of addition of various unconventional flame retardants to rubber, such as: phthalocyanines (Tab. 1), ionic liquids (Fig. 1 and Tab. 2), poly(boronvinylsiloxanes) (Tab. 3) or expandable graphite (Fig. 2) on thermal stability and flammability of rubber vulcanizates. In order to obtain uniform distribution of small amount of antypirenes in rubber matrix, in the case of ionic liquids and borosiloxanes, they were introduced on the surface of silica, MMT or haloisite fillers. Additionally, surface modification of fillers improved degree of their dispersion in rubber. The most significant increase of thermal stability and oxygen index was obtained for vulcanizates of butadiene rubber modified by addition of phthalocyanines, butadiene-acrylonitrile rubber filled with haloisite modified by ionic liquid – 1-buthyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate or styrene-butadiene rubber containg three-component system of expandable graphite-chloroparaffin- Al(OH)3. Other methods for reduction of elastomer flammability presented are: ceramization of silicone rubber (Fig. 3) and ion bombardment of rubber surface by high energy ion beam (Tab. 4). In both cases the mechanizm of fire protection depends on creation of thermoinsulating, physical barrier, in the form of microporous ceramic layer and highly crosslinked graphitelike barrier. Based on the results obtained it was concluded on the necessity of elaboration of new, alternative method for determination of flammability, taking into account the role played by surface layer of materials.
