Cały artykuł, oferta w magazynie branżowym Lightweight
Współczesne materiały lekkie powinny łączyć wysoką jakość i wydajność z niskim wpływem na środowisko oraz rozsądnym kosztem. Ważnym segmentem tego sektora są kompozyty polimerowe, które coraz częściej zastępują metale w transporcie, budownictwie oraz przemyśle konstrukcyjnym. Każda dziedzina przemysłu tworzyw sztucznych, w tym kompozyty polimerowe, musi odpowiadać na potrzeby polityki proekologicznej. Pobudza to rozwój zrównoważonych technologii, biorących pod uwagę pełen cykl życia – od produkcji, przez użytkowanie, aż po ponowne użycie (recykling) czy ekologicznie bezpieczną utylizację. Wszystkie te aspekty są przedmiotem badań przeprowadzanych przez Grupę Badań Technologii Polimerów w Instytucie Chemii Przemysłowej im. Łukasiewicza – największą instytucję badawczą w Polsce, z ponad 100-letnią tradycją.
Biokompozyty, uzyskane zgodnie z zasadami zielonej chemii, łączą naturalne włókna lub napełniacze z matrycami biopolimerowymi. Ważną rolę w procesie modyfikacji właściwości materiałów biobazowanych odgrywają również zielone plastyfikatory. Wykorzystujemy produkty uboczne przemysłu agrospożywczego jako napełniacze dla skrobi, chitozanu czy polihydroksybutyranu, redukując ilość odpadów i realizując koncepcję gospodarki obiegu zamkniętego. Użytkowanie odpadów owocowych umożliwia wykorzystanie zawartych w nich substancji aktywnych, np. w kompozytowych materiałach opakowaniowych, które kontrolują wilgotność i przepuszczalność gazów, wykazują działanie antymikrobowe, są biodegradowalne lub kompostowalne.
Dynamiczny rozwój stosowania kompozytów opartych na polimerach organicznych daje wiele korzyści, ale niesie też ryzyko związane z palnością matrycy. Zachowanie ogniowe materiałów polimerowych może być znacząco poprawione przez zastosowanie dodatków opóźniających palenie (FR). Wysoce efektywne FR oparte na halogenach są eliminowane z powodu toksycznych substancji emitowanych podczas ich spalania. Wśród badanych przez naszą grupę niehalogenowych FR, systemy intumescent (spieniające się) składające się z katalizatora kwasowego, tworzącego węgiel i środków spieniających są bardzo obiecujące, dzięki możliwości dostosowania ich składu do różnych matryc polimerowych. Opracowujemy zastosowanie odpadów i składników biobazowanych (np. związki zawierające wielohydroksyl lub azot) w formulacjach systemów FR. Wyzwaniem jest połączenie dobrej odporności na ogień z ograniczeniem wpływu dodatków FR na właściwości mechaniczne polimeru, jednym z rozwiązań jest użycie dodatków nanostrukturalnych, korzystnych zarówno dla wytrzymałości polimeru, jak i odporności ogniowej.
Innym obszarem naszego zainteresowania są powłoki do materiałów kompozytowych. Mogą one poprawić wydajność kompozytu lub dodać specyficzne funkcje bez modyfikowania struktury kompozytu. Obecnie uczestniczymy w projekcie Cornet MICROSAFECOATINGS, realizowanym przez polsko-niemieckie konsorcjum, którego celem jest opracowanie „zielonych” (bez srebra) antymikrobowych powłok proszkowych dla materiałów kompozytowych.
Ostatecznie wszystkie produkty kompozytowe powinny być poddane recyklingowi lub bezpiecznie utylizowane bez szkody dla środowiska. Prowadzimy badania nad wykorzystaniem odpadów zarówno termoplastycznych, jak i termoutwardzalnych (np. PET, pianki PUR/PIR, żywice melaminowe). Jednym z kierunków badań jest recykling zużytych łopat turbin wiatrowych jako surowca do kompozytów termoplastycznych, uzyskanych za pomocą przetwórstwa reaktywnego.
Contact: Dr. Eng. Piotr Jankowski, tel.+4822 568 24 63,
piotr.jankowski@ichp.lukasiewicz.gov.pl
Łukasiewicz Research Network – Industrial Chemistry Institute,
ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa, https://ichp.lukasiewicz.gov.pl
