To drugie seminarium naukowe zorganizowane w 2025 roku w Łukasiewicz – ICSO ”Blachownia” dla pracowników instytutu. Przypomnijmy, że tego typu spotkania odbywają się raz na kwartał. Stanowią forum wymiany informacji o postępach prowadzonych projektów, a także inspirację dla innych do odkrywania nowych kierunków badań.
Podczas ostatniego seminarium wystąpiło troje prelegentów:
- mgr inż. Simona Furgoł z Grupy Badawczej Zaawansowane Materiały zaprezentowała temat „DESign of bio-based Thermoset polimer with rEcycLing capabiLity by dynAmic bond for bio-composite manufacturing – ESTELLA”,
- dr inż. Justyna Chrobak z Grupy Badawczej Chemia Specjalistyczna zaprezentowała temat swojej rozprawy doktorskiej: „Układ sieciujący dla bezformaldehydowych żywic aminowych”,
- dr inż. Łukasz Kotyrba również zaprezentował temat swojej rozprawy doktorskiej: „Otrzymywanie węglanu propylenu i węglanu dimetylu na drodze podwójnej pętli mocznikowo-glikolowej”.
DESign of bio-based Thermoset polimer with rEcycLing capabiLity by dynAmic bonfd for bio-composite manufacturing – ESTELLA
Prezentacja Simony Furgoł dotyczyła nowego rodzaju materiałów – witrymerów, polimerów o właściwościach umożliwiających ich ponowne wykorzystanie poprzez ich przetworzenie i recykling. Dzięki zastosowaniu dynamicznych wiązań kowalencyjnych w ich budowie możliwe jest odwrócenie sieciowania takich polimerów. To otwiera drogę do ograniczenia zużycia surowców, a jednocześnie zagospodarowania odpadów, które zamiast zalec na składowisku mogą wrócić do rynkowego obiegu w nowych produktach.
Przedstawione badania zostały podzielone na 3 etapy:
- Opracowanie kompozycji witrymerowej na bazie handlowej żywicy epoksydowej.
- Opracowanie technik recyklingu wytworzonych materiałów.
- Opracowanie materiałów na bazie recyklatu pochodzącego z witrymerów.
Uzyskane materiały na bazie recyklatu poddano analizie termicznej – DSC, TG oraz analizie FTIR. Materiały z dodatkiem recyklatu charakteryzują się na ogół niższą stabilnością termiczną. Również temperatury zeszklenia były niższe dla poszczególnych próbek różniących się zawartością recyklatu. Podczas badań mechanicznych ujawniono, że większy udział recyklatu w materiale odpowiada za spadek wytrzymałości mechanicznej, przy jednoczesnym wzroście elastyczności.
Recykling chemiczny badanych materiałów polega na odseparowaniu włókien kompozytu od osnowy polimerowej, a po ich osuszeniu możliwe jest ich wykorzystanie w nowych materiałach. Prowadzi się również odzysk rozpuszczalnika i jego zawrócenie na potrzeby kolejnych procesów recyklingu.
Aktualne wyniki otworzyły nowe kierunki badań:
- optymalizacja ilości recyklatu w materiale,
- wytworzenie kompozytów o osnowie witrymerów z naturalnym wzmocnieniem,
- recykling kompozytów i ponowne wykorzystanie komponentów.
Układ sieciujący dla bezformaldehydowych żywic aminowych
Celem pracy doktorskiej dr inż. Justyny Chrobak było opracowanie stabilnej bezformaldehydowej żywicy aminowej oraz dobór odpowiedniego utwardzacza, które wspólnie znajdą zastosowanie w przemyśle drzewnym do produkcji płyt drewnopochodnych i/lub w innym przemyśle.
Ideą dla tematu pracy była potrzeba eliminacji formaldehydu, który ma właściwości toksyczne, mutagenne i rakotwórcze, a przy tym znalezienie nowych metod przetwarzania melaminy i mocznika.
W ocenie aplikacyjnej opracowanego układu bezformaldehydowej żywicy aminowej sprawdzono cztery zastosowania:
- jako powłoka termorefleksyjna do okuć metalowych,
- jako spoiwo w procesie wytwarzania płyt wiórowych,
- jako spoiwo do mas formierskich dla odlewnictwa,
- jako impregnat do papierów dekoracyjnych na płytach drewnopochodnych.
Najbardziej obiecujące okazały się dwa kierunki: spoiwo do wytwarzania płyt wiórowych oraz spoiwo mas formierskich. Próby wykazały wymierne rezultaty, dlatego pomysł znajduje się już na etapie wdrożenia.
Otrzymywanie węglanu propylenu i węglanu dimetylu na drodze podwójnej pętli mocznikowo-glikolowej
Dr inż. Łukasz Kotyrba przedstawił temat swojej pracy doktorskiej: „Otrzymywanie węglanu propylenu i węglanu dimetylu na drodze podwójnej pętli mocznikowo-glikolowej”.
Problem badawczy poruszony w pracy jest zgodny z jednym z celów zrównoważonego rozwoju ONZ: modernizacji infrastruktury i gałęzi przemysłu, aby uczynić ją zrównoważoną, przy zwiększonej efektywności wykorzystania zasobów i większym przyjęciu czystych i przyjaznych dla środowiska technologii i procesów przemysłowych, przy podjęciu działań przez kraje, zgodnie z ich możliwościami.
Badania pozwoliły opracować metodę otrzymywania węglanu propylenu na drodze alkoholizy mocznika z wykorzystaniem katalizatora MgO-SiO2 zol-żel 4:1. Udało się opracować model kinetyczny syntezy węglanu propylenu, co stanowi świeży wkład w literaturę naukową, ponieważ do tej pory problem ten nie był poruszony w dużym stopniu. Opracowano aktywne i selektywne katalizatory syntezy węglanu dimetylu ([HTMG]OFP oraz [DBUH]OFP). Ponadto opracowano model kinetyczny syntezy węglanu dimetylu z PC i metanolu. Niestety, nie udały się próby oczyszczenia DMC i zawrócenia katalizatora [HTMG]OFP wraz z nieprzereagowanym PC do kolejnego cyklu reakcyjnego.
