Zastosowanie promieniowania mikrofalowego do sieciowania układu poli(akrylan sodu)/żel krzemionkowy stosowanego jako spoiwo w masach odlewniczych

Udowodniono doświadczalnie, że promieniowanie mikrofalowe powoduje usieciowanie układu poliakrylan sodu (PAS)/żel krzemionkowy, potraktowanego w referowanej pracy jako modelowa masa formierska typu poliakrylan (spoiwo polimerowe)/piasek kwarcowy (sypka osnowa). Wyniki analizy spektroskopowej metodami FT-IR i Ramana posłużyły jako podstawa do zaproponowania mechanizmu badanego procesu sieciowania, zgodnie z którym istotną rolę odgrywa aktywowana mikrofalami adsorpcja chemiczna. Prowadzi ona w następstwie do powstawania silnych wiązań wodorowych bądź kowalencyjnych [typu bezwodnikowego lub -C(O)-O-Si] PAS-krzemionka. Sprzyja to polepszeniu właściwości wytrzymałościowych w porównaniu z właściwościami mas formierskich utwardzanych w sposób tradycyjny za pomocą Ca(OH)2 i CO2. Dodatkową zaletę opisanego sposobu utwardzania z zastosowaniem mikrofal stanowi krótki czas (90s) i stosunkowo niska temperatura (150°C) tego procesu.

---

It was proved experimentally that microwave radiation caused crosslinking of sodium polyacrylate (PAS) / silica gel system, treated in this work as a model molding sand of the type polyacrylate (polymeric binder) / quartz sand (loose matrix). The results of Raman and FT-IR spectroscopic measurements are the base of proposed mechanism of the crosslinking process investigated. According to it, chemical adsorption activated with microwaves plays a significant role. The chemical adsorption leads to formation of strong hydrogen bonds [see equation (1)] or covalent ones [of anhydride type or -C (O)-O-Si, see equations (2) and (3)] PAS - silica. It favors an improvement in tensile properties in comparison with the properties of molding sands hardened traditionally with Ca(OH)2 and CO2. Additional advantages of the hardening method described, with use of microwaves, are short time (90s) and relatively low temperature (150°C) of the process.