Wpływ cieczy jonowych na wybrane właściwości mechaniczne oraz palne biopolietylenu i jego biokompozytów w aspekcie wybranych parametrów środowiska pożarowego [rozprawa doktorska] - Szkoła Główna Służby Pożarniczej (1982-2023).; Węgrzyn, Magdalena; Rudnik, Ewa.; Kukfisz, Bożena (Warszawa Szkoła Główna Służby Pożarniczej, 2022)
Przedstawiona rozprawa doktorska dotyczy biopolietylenu oraz biokompozytów modyfikowanych wytypowanymi fosfoniowymi cieczami jonowymi. Tematyka ta wpisuje się w bardzo nowatorski kierunek prac badawczych, których celem jest opracowanie technologii otrzymywania przyjaznych dla środowiska naturalnego materiałów z odnawialnych surowców. Nowoczesne biokompozyty na osnowie polietylenu, otrzymanego z surowców roślinnych, wzmocnione włóknami naturalnymi oraz modyfikowane cieczami jonowymi, są projektowane pod kątem wielu możliwych zastosowań oraz mogą stanowić alternatywę dla konwencjonalnych tworzyw sztucznych. Zagadnienia dotyczące otrzymywania biokompozytów wypełnionych wzmocnieniem naturalnym są nowatorskie i stanowią odpowiedź na ciągle rosnące zapotrzebowanie przemysłu na tego typu materiały. Dodatkowo w pracy zastosowano przyjazne dla środowiska naturalnego modyfikatory właściwości mechanicznych oraz palnych w postaci cieczy jonowych. Należy podkreślić, że zastosowanie tych substancji w celu modyfikacji właściwości palnych tworzyw sztucznych jest przedmiotem nielicznych badań w ostatnich kilku latach i badania te zostały opublikowane głównie w postaci patentów. Potwierdza to nowatorski charakter przedłożonej rozprawy. Podjęta próba dotycząca znalezienia relacji pomiędzy wpływem dodatku oraz zastosowaną ilością cieczy jonowych na właściwości mechaniczne oraz palne biopolietylenu oraz wpływem rodzaju oraz ilości zastosowanych włókien na właściwości biopolietylenu a także wpływem rodzaju oraz ilości zastosowanej cieczy jonowej na właściwości mechaniczne oraz palne biokompozytów stanowi ciekawy oraz nierozwiązany problem badawczy. Część literaturowa rozprawy dotyczy przybliżenia takich zagadnień, jak: środowisko pożarowe, biotworzywa, biokompozyty, środki uniepalniające polimery, ciecze jonowe oraz fosfoniowe ciecze jonowe. W pierwszym rozdziale podano ogólne informacje oraz charakterystykę środowiska pożarowego. W rozdziale dotyczącym biotworzyw omówiono ich podział, opisano zagadnienia dotyczące biopolietylenu jako przykładu biotworzyw, a także omówiono rynek biotworzyw w Europie i na świecie oraz kierunki zastosowań tego rodzaju materiałów polimerowych. Podano także ogólną charakterystykę biokompozytów . Ze szczególnym uwzględnieniem dokonano przeglądu literaturowego dotyczącego biokompozytów opartych na biopolietylenie HDPE oraz wypełnionych odnawialnymi napełniaczami. W rozdziale dotyczącym środków uniepalniających polimery w sposób kompleksowy omówiono tematykę związaną z palnością polimerów, metody oceny palności polimerów, rodzaje, mechanizmy działania, a także kierunki rozwoju antypirenów. Kolejno przedstawiono tematykę dotyczącą cieczy jonowych i ich podział, zawarto również przegląd literaturowy dotyczący zastosowania cieczy jonowych jako środków uniepalniających polimery. Dodano także rozdział dotyczący fosfoniowych cieczy jonowych, a szczególnie ich właściwości. Prace badawcze obejmowały otrzymanie biopolietylenu modyfikowanego wytypowanymi fosfoniowymi cieczami jonowymi oraz biokompozytów opartych na biopolietylenie (HDPE) i wzmocnionych włóknami naturalnymi oraz modyfikowanych fosfoniowymi cieczami jonowymi. Następnie przeprowadzono badania wybranych właściwości mechanicznych oraz palnych otrzymanych materiałów. W części doświadczalnej w pierwszej kolejności przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych oraz palnych biopolietylenu modyfikowanego cieczami jonowymi. Na podstawie przedstawionych wyników po raz pierwszy określono relację pomiędzy rodzajem oraz ilością użytej cieczy jonowej a właściwościami mechanicznymi oraz palnymi otrzymanego materiału polimerowego. W kolejnej części badań zaprezentowanych w części doświadczalnej niniejszej rozprawy przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości mechanicznych oraz palnych biokompozytów opartych na biopolietylenie, wzmocnionych włóknami lnianymi lub konopnymi oraz modyfikowanych wytypowanymi fosfoniowymi cieczami jonowym. Wyniki badań wykazały jednoznacznie wpływ dodatku włókien na właściwości mechaniczne oraz palne biopolietylenu, a jednocześnie okazało się, że ciecze jonowe zastosowane nawet w niewielkiej ilości modyfikują w istotny sposób właściwości mechaniczne oraz palne otrzymanych biokompozytów. Ciecze jonowe wpływały korzystnie na właściwości wytrzymałościowe, twardość, udarność, stabilność termiczną, a jednocześnie na podstawie badań stwierdzono, że mogą pełnić rolę antypirenów skutecznie inhibitujących proces palenia w fazie gazowej. Wyniki zaprezentowane w ramach niniejszej rozprawy w dyscyplinie naukowej Inżynieria Środowiska, Górnictwo i Energetyka potwierdzają, że założony cel został zrealizowany. Otrzymano biopolietylen modyfikowany za pomocą wytypowanych cieczy jonowych oraz biokompozyty oparte na biopolietylenie, wzmocnione włóknami naturalnymi i modyfikowane fosfoniowymi cieczami jonowymi. Na podstawie wyników badań określono wpływ dodatku cieczy jonowych na właściwości mechaniczne oraz palne biopolietylenu i jego biokompozytów w aspekcie wybranych parametrów środowiska pożarowego. Przeprowadzone badania przyczyniły się do potwierdzenia nieznanych dotychczas zależności pomiędzy zastosowaniem dodatku fosfoniowych cieczy jonowych, a właściwościami mechanicznymi oraz palnymi biopolietylenu oraz uzyskanych biokompozytów. Z pewnością wyniki badań przedstawione w niniejszej rozprawie doktorskiej mogą przyczynić się do rozwiązania problemu otrzymywania biokompozytów o założonych właściwościach mechanicznych oraz palnych. [Streszczenie Autorki]
Sygnatura RD-7
Bibliografia, wykaz norm i aktów prawnych na stronach 127-140.
Keywords: Właściwości pożarowe; Palność; Rozprawa doktorska; ciecze