علوم و فناوری کامپوزیت

اصلاح ایزو سیاناتی پوسته برنج بمنظور استفاده در کامپوزیتهای فومهای پلی یورتانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشیار، مهندسی صنایع پلیمر،پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران.

چکیده

فومهای پلی یورتانی سخت، یکی از پرمصرف ترین فومهای پلیمری بوده، که بعنوان عایق های حرارتی استفاده می شوند. مصرف بسیار زیاد این مواد و نیز ماندگاری طولانی مدت آنها در محیط، یکی از دغدغه های بشر در زمینه حفظ محیط زیست می باشد. راههای متفاوتی برای بهبود خواص زیست تخریب پذیری پلیمرها وجود دارد. یکی از این راهها استفاده از مواد طبیعی زیست تخریب پذیر در بستر پلیمرها می باشد. در اینجا برای اولین بار از پوسته برنج که یکی از ضایعات کشاورزی فراوان در کشور است، در فومهای عایق پلی یورتانی استفاده گردیده است. ابتدا پوسته های برنج آسیاب و غربال گردید. سپس این مواد، به دو گروه تقسیم شدند. یک گروه از این مواد، تحت آمایش قلیایی قرار گرفته، گروه دیگر بهمان صورت خام استفاده شد. سپس، هر دو گروه آمایش قلیایی شده، و نشده، تحت اصلاح ایزوسیاناتی قرار گرفتند. برای اصلاح ایزوسیاناتی، از 20 درصد وزنی ترکیبات ایزوسیاناتی استفاده شد. با استفاده از آزمون طیف سنجی مادون قرمز هر دو روش آمایش قلیایی و اصلاح ایزوسیاناتی مورد بررسی قرار گرفت. آنگاه، پوسته های برنج اصلاح شده، به میزان5 درصد وزنی به فومهای پلی یورتان اضافه شدند. سپس خواص مکانیکی و عایقی فومها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر دو گروه پوسته برنج اصلاح ایزوسیاناتی پیش آمایش قلیایی شده و نشده، باعث بهبود خواص مقاومت فشاری تا میزان 89 درصد گردید. این در حالیست که خواص عایقی فومها نیز بهبود می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Isocyanate modification of rice husk for using in polyurethane foam composite

نویسندگان [English]

  • Mohammad Barmar
  • Shervin Ahmadi

Faculty of Polymer Science, Iran polymer and petrochemical institute, Tehran, Iran.

چکیده [English]

The hard polyurethane foams are one of the most consumed polymer foams as thermal insulation. Excessive consumption of these materials and their non-biodegradability is one of the human concerns in the field of environmental considerations. There are different ways to improve the biodegradability of polymers. The use of natural biodegradable materials in the polymer matrix is one of the solutions. Here, for the first time, rice husk, which is one of the abundant agricultural wastes in the country, has been used in polyurethane insulation foams. First, the rice husks were ground and sieved. Then, these materials were divided into two groups. One group of these materials was subjected to alkaline treatment. Both alkaline and non-alkaline treatment groups were subjected to isocyanate modification. For isocyanate modification, 20% by weight of isocyanate compounds were used. Both alkaline treat mentation and isocyanate modification methods were investigated using an infrared spectroscopy test. Then, the modified rice husks were added to the polyurethane foams at a rate of 5% by weight. Finally, the mechanical and insulating properties of the foams were evaluated. The results showed that both groups of isocyanate-modified rice husks, non-alkaline treatment, and alkaline treatment improved the compression strength properties of the polyurethane foams up to 89%. Also, the insulation properties of the foams are improved, too. improved, too.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice husk
  • Alkaline
  • Isocyanate modification
  • Polyurethane foam
مراجع
[1] Simon, J., Muller, H. P., Koch, R., Muller, V., “Thermoplastic and Biodegradable Polymers of Cellulose,” Polymer Degradation and Stability, Vol. 59, pp. 107-I 15, 1998.
[2] Nabi Saheb, D., Jog, J. P., “Natural Fiber Polymer Composites: A Review,” Advances in Polymer Technology, Vol. 18, pp. 351–363. 1999.
[3] Ghasemi, I., Kord, B., “Long-term Water Absorption Behaviour of Polypropylene/Wood Flour/Organoclay Hybrid Nanocomposite,” Iranian Polymer Journal, Vol. 18, pp. 683-691, 2009.
[4] Sawai, D., Nozoe, Y., Yoshitani, T., Tsukada Y., “Development of New Cellulose-based Polymers with Excellent Melt-Processability,” Fujifilm Research & Development, Vol. 57, pp. 55-58, 2012.
[5] Gama, N. V., Soares, B., Freire, C. S. R., Silva, R., Neto, C. P., Barros-Timmons, A., Ferreira, A., “Bio-Based Polyurethane Foams Toward Applications Beyond Thermal Insulation,” Materials and Design, Vol. 76, pp. 77–85, 2015.
[6] Abdel Hakima, A. A., Nassara, M., Emamb, A., Sultana, M., “Preparation and Characterization of Rigid Polyurethane Foam Prepared from Sugar-Cane Bagasse Polyol,” Materials Chemistry and Physics, Vol. 129, pp. 301– 307, 2011.
[7] Sonnenschein, M. F., Wendt, B. L., “Design and Formulation of Soybean Oil Derived Flexible Polyurethane Foams and Their Underlying Polymer Structure/Property Relationships,” Polymer, vol. 54, pp.2511-2520, 2013.
[8] Cinelli, P., Anguillesi, I., Lazzeri, A., “Green synthesis of Flexible Polyurethane Foams from Liquefied Lignin,” European Polymer Journal, Vol. 49, pp. 1174–1184, 2013.
[9] Pei, A., Malho, J. M., Ruokolainen, J., Zhou, Q., Berglund, L. A., “Strong Nanocomposite Reinforcement Effects in Polyurethane Elastomer with Low Volume Fraction of Cellulose Nanocrystals,” Macromolecules, Vol. 44, pp. 4422–4427,2011.
[10] Chena, S. H., Tsaoa, C. T., Chang, C. H., Wuc, Y. M., Liua, Z. W., Lind, C. P., Wange, C. K., Hsieha, K. H., “Synthesis and Characterization of Thermal-Responsive Chitin-Based Polyurethane Copolymer as A Smart Material, Carbohydrate Polymers,” Vol. 88, pp. 1483– 1487, 2012.
[11] Carriço, C. S., Fraga, T., Carvalho, V. E., Pasa, V. M. D., “Polyurethane Foams for Thermal Insulation Uses Produced from Castor Oil and Crude Glycerol Biopolyols,” Molecules, Vol. 22, pp. 1091-1105, 2017.
[12] Ouriquea, P. A., Krindgesa, I., Aguzzolia, C., Figueroaa, C. A., Amalvyb, J., Wankea, C. H., Bianchia, O., “Synthesis, Properties, and Applications of Hybrid Polyurethane–Urea Obtained from Air-Oxidized Soybean Oil,” Progress in Organic Coatings, Vol. 108, pp. 15–24, 2017.
[13] Bryskiewicz, A., Zieleniewska, M., Przyjemska, K., Chojnacki, P., Ryszkowska, J., “Modification of Flexible Polyurethane Foams by The Addition of Natural Origin Fillers,” Polymer Degradation and Stability, Vol. 132, pp. 32-40, 2016.
[14] Septevania, A. A., Evansa, D. A.C., Martina, D. J., Annamalaia, P. K., “Hybrid Polyether-Palm Oil Polyester Polyol Based Rigid Polyurethane Foam Reinforced with Cellulose Nanocrystal,” Industrial Crops & Products, Vol. 112, pp. 378–388, 2018.
[15] Torkaman, J., Fatehmy, S.M., “Modifying The Bondability of Rice Husk/Sodium Silicate Particleboard by Using Diisocyanate,” In Persian, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, Vol. 21pp.3-8, 2008.
[16] Torkaman, J., Fatehmy, S.M., “Investigating The Properties of Rice Husk/Urea Formaldehyde Resin Particleboard by Using Diisocyanate,” In Persian, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, Vol. 21. pp. 99-105, 2008.
[17] Rozman, H. D., Ang, L. G., Tay G. S., Abubakar A. “The Mechanical Properties of Rice Husk-Polyurethane Composites,” Polymer-Plastics Technology and Engineering, Vol. 42, pp. 327–343, 2003.
[18] Navarro, M. V., Vega-Baudrit, J. R., Sibaja, M. R., Melero, F. J., “Use of Rice Husk as Filler in Flexible Polyurethane Foams,” Macromolecular Symposia, Vol. 321, pp. 202–207, 2012.
 
علوم و فناوری کامپوزیت
دوره 9، شماره 4
اسفند 1401
صفحه 2083-2088
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار