Naslov
Utjecaj modificiranih nanopunila na toplinsku postojanost polistirenskih nanokompozita
(Effect of modified nanofillers on thermal stability of polystyrene nanocomposites)

Autori
Katančić, Zvonimir

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
08.03

Godina
2013

Stranica
148

Mentor
Hrnjak-Murgić, Zlata

Ključne riječi
gorivost; kinetika toplinske razgradnje; modificirana nanopunila; nanokompozit; polistiren visoke udarne žilavosti; toplinska stabilnost; usporivači gorenja
(flammability; flame retardants; high-impact polystyrene; modified nanofillers; nanocomposite; thermal degradation kinetics; thermal stability)

Sažetak
U radu je istraživan utjecaj različitih nanopunila u kombinaciji s usporivačima gorenja na toplinska svojstva i gorivost nanokompozita polistirena visoke udarne žilavosti (HIPS). Korištene su dvije vrste nanopunila, silicijev dioksid i montmorilonitna glina (MMT), dok su kao usporivači gorenja bili korišteni difenil 2-etilheksil fosfat (DPO), aluminijev hidroksid (ATH), amonijev polifosfat (AP) i organski polifosfat (OP). Oba nanopunila su bila organski modificirana, silicijev dioksid metakril silanima, a montmorilonit višemasnim kiselinama, kako bi im se poboljšala mješljivost s HIPS polimernom matricom. Svi istraživani uzorci pripremljeni su umješavanjem u taljevini u dvopužnom ekstruderu, te im je određena toplinska stabilnost, gorivost, mehanička svojstva, morfologija i disperzija nanopunila. Kinetička analiza toplinske razgradnje HIPS polimernih (nano)kompozita provedena je izokonverzijskim metodama i matematičkim modeliranjem u svrhu određivanja energije aktivacije toplinske razgradnje i teoretskih modela koji najbolje opisuju tijek razgradnje. Dobiveni rezultati su pokazali da DPO usporivač gorenja nije dovoljno efikasan u HIPS polimeru zbog njegove preniske toplinske stabilnosti, dok su amonijev polifosfat i organski polifosfat mnogo prikladniji za primjenu. Uzorci s organskim polifosfatom su pri tome pokazali bolje rezultate na testovima gorivosti. Međutim OP značajno utječe na smanjenje istezljivost uzoraka, te se zbog toga prednost daje amonijevom polifosfatu koji nudi optimalan odnos povećane otpornosti na gorenje i utjecaja na mehanička svojstva. No, kako bi se to postiglo, nužno je kombinirati AP usporivač gorenja s nanopunilima pri čemu se organski modificirana nanoglina, MMT pokazala kao bolji izbor od modificiranog silicijevog dioksida. Površinska obrada nanopunila omogućuje poboljšane interakcije s polimernom matricom čime je postignuta uglavnom homogena disperzija nanopunila u polimeru. Usprkos površinskoj obradi, kod udjela nanopunila većeg od 4 mas % primijećeno je stvaranje mjestimičnih aglomerata što ima negativni utjecaj na toplinsku stabilnost i mehanička svojstva kompozita. Kinetička analiza pokazala je da su teoretski modeli Avrami-Erofeev i Red reakcije prikladni za opisivanje toplinske razgradnje HIPS nanokompozita.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA