CZ20014465A3 - Způsob výroby materiálů zpevněných vlákny - Google Patents

Způsob výroby materiálů zpevněných vlákny Download PDF

Info

Publication number
CZ20014465A3
CZ20014465A3 CZ20014465A CZ20014465A CZ20014465A3 CZ 20014465 A3 CZ20014465 A3 CZ 20014465A3 CZ 20014465 A CZ20014465 A CZ 20014465A CZ 20014465 A CZ20014465 A CZ 20014465A CZ 20014465 A3 CZ20014465 A3 CZ 20014465A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fibers
weight
fiber
reinforced
monomers
Prior art date
Application number
CZ20014465A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Skwiercz
Bernhardt Gutsche
Frank Rössner
Doris Elberfeld
Original Assignee
Cognis Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cognis Deutschland Gmbh filed Critical Cognis Deutschland Gmbh
Publication of CZ20014465A3 publication Critical patent/CZ20014465A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/045Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/027Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule obtained by epoxidation of unsaturated precursor, e.g. polymer or monomer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/14Polycondensates modified by chemical after-treatment
    • C08G59/1433Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds
    • C08G59/1438Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds containing oxygen
    • C08G59/1455Monocarboxylic acids, anhydrides, halides, or low-molecular-weight esters thereof
    • C08G59/1461Unsaturated monoacids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2391/00Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof

Description

Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká materiálu zpevněného vláknem, způsobu výroby materiálů zpevněných vlákny a použití těchto materiálů pro výrobu užitných předmětů.
Dosavadní stav techniky
Materiály zpevněné vlákny se skládají z vláken a základního materiálu matrice. Přitom vlákna slouží ke zpevnění materiálu. Vlákna přitom kompenzují zejména tažné síly působící na materiálu, matrice vyplní dutiny mezi vlákny a obaluje vlákna. Tím matrice přenáší zejména smykové síly, které působí na zpevněný materiál. Z toho plyne, že matrice chrání obalená vlákna před vnějšími vlivy, jako například před vniknutím vody nebo vlhkosti, před oxidativními nebo fotooxidativními vlivy. Známé vlákny zpevněné materiály jsou ze syntetických plastických hmot zpevněných skelnými, kovovými a uhlíkovými vlákny. Tyto zpevněné materiály se osvědčily v minulosti pro svou zatížitelnost, trvanlivost a reprodukovatelnost v mnoha oblastech použití. S ohledem na požadavek dlohodobě udržtelného vývoje (sustainable development) se také stále častěji pro zpevněné materiály požadují takové produkty, které se vyrábějí na bázi biomasy a/nebo zemědělských produktů jako obnovitelných surovin. Oproti petrochemickým a fosilním surovinám se obnovitelné suroviny nevyčerpají, mohou se vždy pěstováním vhodných rostlin regenerovat fotosyntézou.
- 2 Plastické hmoty zpevněné přírodními vlákny jsou známé; jejich výhody oproti plastickým hmotám zpevněným skelnými vláknyjsou již se zřetelem na surovinovou základnu, ekologickou rovnováhu, ochranu při práci, hmotnost nebo termickou likvidaci popsány, viz např. Kohler, R.; Wedler, M.; Kessler, R.: „Nutzen wir das Potential der Naturfasern?“ In: Gulzower Fachgespráche „Naturfaserverstárkte Kunststoffe“ (Hrsg. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gúlzow 1995), str. 95-100 nebo „Leitfaden Nachwachsende Rohstoffe, Anbau, Verarbeitung, produkte“, 1. vydání, Heidelberg: Múller, 1998, zejména kapitola 8. S ohledem na používané matrice lze rozlišovat mezi termoplastickými a duroplastickými systémy. Systémy s termoplastickými matricemi na bázi obnovitelných surovin jsou známé, EP-A-687 711 tak popisuje vláknem zpevněný materiál z biologicky odbouratelných vláken a matrice z biologicky odbouratelného materiálu. Jako termoplastické materiály vhodné pro matrici se doporučuje acetát celulózy, lignin, škroby a deriváty škrobu. Takové produkty jsou se zřetelem na zpracovatelnost, mechanické vlastnosti v důležitých aplikacích a ceně nedostačující.
DE-A-196 47 671 popisuje materiál zpevněný vlákny materiálem vláken pro zesílení a matricí na bázi šelaku (přírodní pryskyřice), přičemž matrice může obsahovat zesíťovací prostředek. Hlavní nevýhodou této duroplastické matrice je omezená disponovatelnost šelaku.
Dalšími duroplastickými systémy jsou v této době k dispozici v podstatě polymerní systémy, jejichž suroviny jsou z převážné části petrochemické provenience (polyuretany, epoxidové pryskyřice, polyestery atd.). V oblasti polyuretanů existuje několik návrhů pro vývoj přírodních surovin, tak EP-A634 433 navrhuje pro výrobu zpevňovacích matriálů jako pojivo reakční produkty z polyesteru, které se získají samočinnou kondenzací kyseliny recinolové s aromatickým polyisokyanátem.
- 3 Dále DE-A-41 19 295 navrhuje ekologický materiál pro zpevnění z přírodních vláken a plastických hmot typu polyuretan-polyester a/nebo polyuretan/polyamid, které obsahují přírodní mastné kyseliny nezměněné délky nesoucí hydroxidové skupiny nebo jejich deriváty.
R. Mulhaupt, D. Hoffmann, S. Lawson a H. Warth, Angewandte makromolekulare Chemie 249 (1997) strana 79 až 92 popisují flexibilní, semiflexibilní a tuhé polyesterové zesíťované konstrukce na bázi maleinovaných olejů z rostliných olejů, jako je olej ze sojových bobů, řepkový a lněný olej, jako anhydridová funkční tvrdidla s epoxydovými pryskyřicemi na bázi diglycydyietheru bisfenolu A nebo epoxidovaných rostlinných olejů. Dále se popisují nenasycené polyestrové pryskyřice založené na anhydridu kyseliny maleinové, epoxidovaných rostlinných olejích a styrolu, které mohou být případně zpevněné přírodními střiženými vlákny jako je len nebo konopí. O jejich zpracovatelnosti na stávajících zpracovatelských strojích nebyla žádná zmínka.
Při vývoji zpevňujících materiálů stojí v popředí vedle otázky výběru ekologicky nezávadných, co možná nejvíce obnovitelnýh surovin, přirozeně mechanické vlastnosti těchto materiálů. V této souvislosti se požaduje zejména dobrá pevnost v tahu.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález má za úkol zhotovit zpevněné materiály, u kterých jsou jak zesilující prostředky tak také matrice vytvořeny v podstatě na bázi obnovitelůných surovin, a které mají oproti známým materiálům zlepšené mechanické vlastnosti.
- 4 Překvapivě bylo zjištěno, že se omezením podílů vláken u materiálů na bázi obnovitelných surovin, vztaženo na matrici, získaly materiály s výhodnými mechanickými vlastnostmi.
Prvním předmětem předkládaného vynálezu je způsob výroby materiálů zpevněných vlákny na bázi přírodních vláken a matrice, přičemž se matrice vyrobí radikálovou polymerizací monomerů a) a přinejmenším jednoho komonomeru b), přičemž jsou monomery a) zvolené ze skupiny produktů epoxidovaných tukových látek s kruhy otevřenými olefinicky nenasycenými karboxylovými kyselinami a komonomery jsou zvolené ze skupiny olefinicky nenasycených karboxylových kyselin, přičemž se polymerizační reakce provede za přítomnosti 25 až 45 % hmotn. materiálu vláken, vztaženo na hmotnost materiálu matrice a při teplotách 100 až 200°C.
Monomery a) jsou známé sloučeniny a jsou zvolené ze skupiny epoxidovaných tukových látek s kruhem otevřeným karboxylovými kyselinami. Epoxidované tukové látky se získají reakcí vhodných výchozích materiálů s ethylenoxidem. Příkladem vhodných výchozích materiálů jsou výhodně přírodní tuky a oleje řepky, slunečnice, sóji, Inu, konopí, ricinu, kokosových ořechů, olejových palem, jader olejových palem a olejovníků. Zvláště výhodné je použití epoxidovaného sojového oleje, který obsahuje výhodně 5 až 10 % hmotn. epoxidových skupin. Reakce epoxidovaných tukových látek s olefinicky nenasycenými karboxylovými kyselinami probíhá ve smyslu nukleofilní reakce na epoxidovém kruhu, přičemž se epoxidový kruh tukové látky otevře. Karboxylové kyseliny jsou výhodně zvoleny ze skupiny nenasycených karboxylových kyselin C3 až Cw, jmenovitě kyselina akrylová, metakrylová, krotonová, itakonová, maleinová, fumarová. Zvláště výhodné jsou monomery a), které se získají otevřením kruhu epoxidovaných tukových látek kyselinou akrylovou. Zvláště výhodné jsou monomery a) z epoxidu sojového oleje, jehož kruh se otevřel kyselinou akrylovou. Při reakci epoxidů s karboxylovými kyselinami je výhodné použít přebytek olefinicky nenasycených karboxylových kyselin, aby se dosáhlo co nejúplnější reakce.
- 5 Výhodně se substráty reakce používají v molovém poměru ca. 1:2 (epoxid:kyselina). Reakce otevření kruhu probíhá při zvýšených teplotách 100 až 200°C a může se v závislosti na reaktivitě kyselé složky provést také bez katalyzátoru. Výhodně probíhá polymerizace při teplotách 130 až 200°C a zejména při teplotách 150 až 180°C. V případě nutnosti se ale mohou pro urychlení reakce přidat známé alkalické nebo kyselé katalyzátory. Při použití velmi reaktivních karboxylových kyselin, jako je kyselina akrylová, může být výhodné přídavkem vhodných inhibitorů, např. hydrochinonu nebo pbenzochinonu, zabránit vzájemné kondenzaci kyseliny. Inhibitor se potom přidá v množstvích 1 až 20 % hmotn., vztaženo na hmotnost karboxylové kyseliny.
Monomery a) se ve způsobu podle vynálezu zpracují za přítomnosti alespoň jednoho komonomerů b) výhodně společně s vlákny na žádaný materiál při zvýšené teplotě. Zpracování se však také může provést po takzvaném procesu ruční laminace. Probíhá radikálová polymerizace mezi monomery a) a b), která vede k vytvrzení duroplastických výchozích materiálů. Při této přeměně reagují nenasycená místa monomerů a) a b) společně, což vede k vytvrzení materiálu. Matrice přitom uzavírá vlákna a vytvoří tak stabilní materiál. Při výrobě materiálu zpevněného vlákny může být výhodné provést reakci vláken a matrice za zvýšeného tlaku. V tomto případě je tlak ve způsobu podle vynálezu obvykle mezi 20 a 200 bar (1 bar = 0,1 MPa) a výhodně mezi 20 a 60 bar ( 1 bar = 0,1 MPa) Reakční doby pro polymerizaci jsou výhodně mezi 30 sekundami a asi 20 minutami a zejména mezi 1 a 5 minutami.
Komonomery b) obsahující alespoň jednu nenasycenou dvojnou vazbu a jsou výhodně zvolené z kyseliny akrylové a jejich derivátů, jako je kyseliny metakrylová. Obecné jsou vhodné kyseliny alkylmetakrylové obecného vzorce (I)
- 6 R
I
H2C=C-COOH (I) kde R je alkylový zbytek s 1 až 22 atomy C. Lze se však také radikálově polymerizovat více komonomerů b) ve směsi s monomery a). Přitom se s ohledem na hmotnost monomerů a) používá 1 až 10 % hmotn. komonomerů b), výhodně 2 až 6 % hmotn. a zejména 2 až 4 % hmotn.
Vedle již výše popsaných zástupců komonomerů b) se mohou použít také další sloučeniny, výhodně ze skupiny tvořené z derivátů kyseliny akrylové, metakrylové a alkylakrylové, zejména z jejich esterů s alkoholy Ci až C3o, výhodně s alkoholy CiOaž C22 a obecně z allylesterů nebo vinylesterů jako je vinylacetát, vinylpropionát nebo vinylversatát, vinyllaurát nebo styrol, divinylbenzol nebo jejich směsi.
K reakci s monomery a) se přidávají známým způsobem radikálové startéry, jako jsou organické peroxidy, např. t-Butyl-per-3,5,5-trimethylhexanoát (TBPIN). Při zvýšených teplotách (> 160°C ) se rozpadají spouštějí tím vlastní polymerizací. Předkládaný způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, že společně s monomery reaguje určité množství vláken a výše uvedeným způsobem se vytvoří pevný materiál. Přitom předkládané technické řešení využívá překvapující okolnost, že se dosáhne materiálu s maximální pevností v tahu pouze při zvolených úzkých podílech vláken. Oproti předpokladu, že zvýšený podíl vláken v materiálu vede také ke zlepšení pevnosti v tahu, se ukazuje, že pouze při použití 20 až 45% hmotn. materiálu vláken, vztaženo na materiál matrice z monomerů a) a komonomerů b) v předkládaném způsobu, vznikají materiály se zvýšenou pevností v tahu, to znamená hodnoty větší/rovné 20 MPa. Zvláště výhodné je omezit podíl vláken na oblast 30 až
- 7 40 % hmotn., vztaženo na množství složek a) a b). Mimořádná pevnost právě zvolené oblasti množství vláken lze zobrazit nelimitujícím obrázkem 1.
Dále se mohou ke zpevněným materiálům přidat další známé pomocné prostředky, k nim patří žáruvzdorné prostředky, barevné pigmenty, absorbéry UV a organická a/nebo anorganická plniva. Jako organická plniva jsou vhodné přírodní a syntetické křemičité kyseliny (aerosilové typy i hydrofobní, amosilové typy, zeolity jako Sasil a Flavith D (absorbér zápachu firmy Degussa), silikátové duté mikrokuličky (fility firmy Omya)) a přírodní silikáty jako bentonity, montmorillonity, talk, kaolinit a wollastonit. Vhodnými barevnými pigmenty jsou například uhličitan a síran vápenatý, síran barnatý, oxid titaničitý a saze. Různé typy sazí (saze z ohně a plynu např. Printex 60 firmy Degussa) zabarvuje stavební prvek již v malých koncentracích černě a chrání jej proti záření UV. Použitelné koncentrace pomocných látek jsou 0,1 až 5 % hmotn. Organická plniva jsou například škroby a deriváty škrobů, pšenišné proteiny, celulozový prášek a chitin-chitosanový prášek.
Ačkoliv se mohou výše uvedené matrice zpracovat se syntetickými vlákny jako se skelnými vlákny, uhlíkovými vlákny, kovovými vlákny a podobně na materiály zesílené vlákny, používají se podle vynálezu výhodně přírodní vlákna. Přitom se mohou tyto přírodní vlákna používat ve formě střižených vláken, přízí, přástů nebo výhodně textilních plošných útvarů ve formě roun, jehlicových roun, neuspořádaných roun, tkanin, úpletů na bázi lněných, konopných, slaměných, sisalových, jutových, kokosových, ramiových, bambusových, lýkových, celulózových, bavlněných, vlněných vláken nebo vláken dřevité vlny, zvířecí srsti nebo vláken na bázi chitinu/chitosanu nebo jejich kombinací.
Další předmět předkládaného vynálezu se týká materiálů zpevněných vlákny, které obsahují materiál vláken a materiál matrice na bázi radikálového polymerizátu epoxidovaných tukových látek a), jejichž kruhy byly otevřeny olefinicky nenasycenými karboxylovými kyselinami, alespoň s jedním
- 8 olefinicky nenasyceným komonomerem b) , přičemž je obsaženo 25 až 45 % hmotn. materiálu vláken, vztaženo na hmotnost metriálu matrice. Materiály zpevněné vlákny mají maximální pevnost v tahu 20 až 35 MPa. Hustota leží výhodně v oblasti 0,1 až 1,0 g/cm3 a výhodně v oblasti 0,1 až 0,8 g/cm3.
Materiály zpevněné vlány podle vynálezu se zpracovávají na výlisky podle všech známých výrobních technologií. Všechny tyto známé výrobní technologie výlisků mají společné to, že výchozí materiály vlákna a matrice vytvářejí společně jednu formu hmoty, která se vytvrzuje na, v nebo mezi tvarovými nástroji. Přitom se výchozí materiál vlákna přivede do neztvrdlé matrice duroplastu a zahušťovacím procesem se zcela touto ještě nízkoviskozní duroplastickou pryskyřicí smáčí a obaluje. Druh přivedeného vlákna proto určuje rozhodujícím způsobem používaný způsob výroby.
Dalším předmětem předkládaného vynálezu je použití zpevněného materiálu pro výrobu stavebních prvků pro výrobu vozidel, t.zn. pro výrobu automobilů, kolejových vozidel, letadel, částí karoserií a vnitřního zařízení. Dále se mohou zpevněné materiály podle vynálezu používat ve stavebnictví pro izolační hmoty, sendvičové prvky a podobně, ve výrobě oken pro výrobu okenních rámů, dveřních rámů a dveří, v nábytkářském průmyslu pro výrobu desek, nábytkových dílů a nábytku, v elektro a energetickém průmyslu pro výrobu počítačů, přístrojů pro domácnost, pouzder, vrtule pro ventilátory nebo zařízení větrné energie. V oblasti využití volného času a ve sportu se mohou ze zpevněných materiálů podle vynálezu vyrábět sportovní nástroje, čluny, větroně a hračky, ve strojírenském průmyslu se mohou použít pro výrobu ozubených kol nebo částí převodovky, v odpadovém hospodářství pro výrobu odpadních nádrží. Při výrobě zařízení se mohou ze zpevněných materiálů podle vynálezu vyrábět nádrže, čerpadla, prvky potrubí, v obalovém průmyslu se mohou materiály podle vynálezu použít pro výrobu lahví, dutých těles, tvarovek a technických obalů. Nakonec se mohou zpevněné materiály podle vynálezu použít v zemědělství pro výrobu nádrží, sil pro krmivá, květináčů na rostliny a v bezpečnostní technice pro výrobu ochranných přileb.
- 9 Příklady provedení vynálezu
Výroba produktu s otevřeným kruhem na bázi epoxidovaného sojového oleje kg epoxidu sojového oleje (obsah epoxidu 6,6 % hmotn.) bylo při teplotě 120°C mícháno a zároveň bylo přivedeno 5,9 kg kyseliny akrylové a 637 g pbenzochinonu. Vsázka byla míchána celkem šest hodin, potom byla ochlazena na teplotu 90°C. Takto získaný epoxyakrylát sojového oleje byl ve formě zlatožlutého, viskozního oleje.
Výroba prepregu z materiálu zpevněného vlákny podle vynálezu
305 g epoxyakrylátu sojového oleje bylo smícháno s 12,2 g kyseliny akrylové (4 % hmotn.) a 6,1 g TBPIN-peroxidu (2 % hmotn.) a s různými množstvím lněných vláken neuspořádaného rouna a rozloženo na desce 20 cm dlouhé, 10 cm široké a s výškou hrany 3 mm. Hmota vytvrdla v teplovzdušné sušárně při teplotě 200°C a při lisovacím tlaku 30 bar (1 bar = 0,1 MPa) a době lisování 10 minut.
Podíl vláken byl měněn od 0 až do 90 % hmotn. Na obrázku 1 je vynesena pevnost v tahu vzorků proti podílu vláken. Je vidět, že při podílu vláken 25 až 45 % hmotn. překvapivě vzniká maximální pevnost v tahu.
Analogicky k výše uvedenému popisu byl vyroben další prepreg. Podíl vláken byl 34 % hmotn. Byla použita směs kyseliny akrylové/metakrylové (2 % hmotn.). Pevnost v tahu byla 30 MPa.
- 10 Další vsázka se týkala matrice z epoxidu sojového oleje s 2 % hmotn. kyseliny akrylové a metakrylové. Podíl vláken byl 34 % hmotn. Lisovací tlak činil 30 bar (1 bar = 0,1 MPa), doba lisování byla 1 minuta a teplota byla 153°C. Byla naměřena pevnost v tahu 22 MPa.

Claims (13)

  1. Patentové nároky
    1. Způsob výroby materiálů zpevněných vlákny na bázi přírodních vláken a materiálu matrice, přičemž se materiál matrice vyrobí radikálovou polymerizací monomerů a) a alespoň jednoho komonomeru b), přičemž jsou monomery a) zvolené ze skupiny produktů epoxidovaných tukových látek s kruhy otevřenými olefinicky nenasycenými karboxylovými kyselinami, a komonomery b) jsou zvolené ze skupiny olefinicky nenasycených karboxylových kyselin, vyznačující se t i m, že se polymerizační reakce provede za přítomnosti 25 až 45 % hmotnostních materiálu vláken, vztaženo na hmotnost materiálu matrice a při teplotě 100 až 200°C.
  2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že polymerizační reakce probíhá za zvýšeného tlaku při 20 až 200 bar (1 bar = 0,1 MPa) a výhodně při 20 až 60 bar.
  3. 3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že polymerizační reakce probíhá při teplotách 130 až 200°C a výhodně při 150 až 180°C.
  4. 4. Způsob podle nároků 1 až 3, v y z n a č u j i c i se t i m, že polymerizační reakce probíhá za přítomnosti 25 až 40, výhodně 30 až 40 % hmotnostních materiálu vláken.
  5. 5. Způsob podle nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se t í m, že se monomery a) vyrábějí otevřením kruhu epoxidovaných tukových látek olefinicky nenasycenými karboxylovými kyselinami, které jsou zvolené
    - 12 z kyseliny akrylové, metakrylové, krotonové, itakonové, maleinové, fumarové nebo jejich směsí.
  6. 6. Způsob podle nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se t í m, že komonomery b) jsou zvolené z kyseliny akrylové, metakrylové, alkylakrylové nebo jejich směsí.
  7. 7. Způsob podle nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í se t í m, že se komonomery b) používají v množstvích 1 až 10 % hmotnostních, výhodně 2 až 6 % hmotnostních a zejména 2 až 4 % hmotnostních, vztaženo na monomery a).
  8. 8. Způsoby podle nároků 1 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m, že se další komonomery zvolí ze skupiny tvořené z nenasycených karboxylových kyselin podle nároku 6, jejich esterů s alkoholy Ci až C3o, výhodně C10 až C22 a allylesterů nebo vinylesterů jako je vinylacetát, vinylproprionát nebo vinylversatát, vinyllaurát nebo styrol, divinylbenzol nebo jejich směsí.
  9. 9. Způsob podle nároků 1 až 8, v y z n a č u j í c í se t í m, že epoxidované tukové látky jsou zvolené z epoxidovaných triglyceridú přírodního původu, výhodně z epoxídovaného kokosového, konopného, lněného, palmového, řepkového, ricinového, slunečnicového, sojového oleje a z oleje palmových jader nebo jejich směsí.
  10. 10. Způsob podle nároků 1 až 9, v y z n a č u j í c í se t í m, že se jako přírodní vlákna používají střižená vlákna, textilní plošné útvary ve formě roun, jehlicových roun, neuspořádaných roun, tkanin nebo úpletů na bázi lněných, konopných, slaměných, dřevitovlněných, sisalových, jutových, kokosových, ramiových, bambusových, lýkových,
    - 13 celulózových, bavlněných nebo vlněných vláken, zvířecí srsti nebo vláken na bázi chitinu/chitosanu nebo jejich kombinací.
  11. 11. Použití zpevněných materiálů vyrobených podle alespoň jednoho z předcházejících nároků pro výrobu stavebních prvků pro výrobu vozidel, letadel, oken, sportovních nástrojů, hraček, strojů a aparatur, pro stavebnictví, nábytkářský průmysl, elektroprůmysl, obalový průmysl, zemědělství nebo bezpečnostní techniku.
  12. 12. Materiál zpevněný vlákny obsahující materiál vlákna a materiál matrice na bázi radikálového polymerizátů epoxidovaných tukových látek a), jejichž kruhy byly otevřeny olefinicky nenasycenými karboxylovými kyselinami, s alespoň jedním olefinicky nenasyceným komonomerem b), přičemž obsahuje 25 až 45 % hmotnostních materiálu vláken, vztaženo na hmotnost materiálu matrice.
  13. 13. Materiál zpevněný vlákny podle nároku 12, který má maximální pevnost v tahu 20 až 35 MPa.
CZ20014465A 1999-07-03 2000-06-27 Způsob výroby materiálů zpevněných vlákny CZ20014465A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19930770A DE19930770A1 (de) 1999-07-03 1999-07-03 Verfahren zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20014465A3 true CZ20014465A3 (cs) 2002-05-15

Family

ID=7913581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20014465A CZ20014465A3 (cs) 1999-07-03 2000-06-27 Způsob výroby materiálů zpevněných vlákny

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6682673B1 (cs)
EP (1) EP1196481B1 (cs)
JP (1) JP2003504437A (cs)
KR (1) KR20020029063A (cs)
CN (1) CN1358211A (cs)
AT (1) ATE312134T1 (cs)
AU (1) AU5407100A (cs)
BR (1) BR0012128A (cs)
CA (1) CA2377754A1 (cs)
CZ (1) CZ20014465A3 (cs)
DE (2) DE19930770A1 (cs)
HK (1) HK1044347A1 (cs)
HU (1) HUP0201825A3 (cs)
MX (1) MXPA01013026A (cs)
PL (1) PL353176A1 (cs)
SK (1) SK42002A3 (cs)
WO (1) WO2001002469A1 (cs)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19952364A1 (de) * 1999-10-30 2001-07-19 Cognis Deutschland Gmbh Lagerstabile Prepregs auf Basis duroplastischer, oleochemischer Matrices
JP3687962B2 (ja) * 2001-09-19 2005-08-24 有限会社勝山テクノス 筍の皮の利用方法
DE10154364A1 (de) * 2001-11-06 2003-05-15 Cognis Deutschland Gmbh Dämmstoff für Schallwellen
JP3786201B2 (ja) * 2002-10-28 2006-06-14 ペパーレット株式会社 動物の排泄物吸収用造粒体の製法
JP3858040B2 (ja) * 2002-12-12 2006-12-13 化興株式会社 植物繊維強化プラスチック成形品
US8293808B2 (en) * 2003-09-30 2012-10-23 Cargill, Incorporated Flexible polyurethane foams prepared using modified vegetable oil-based polyols
AU2005267131A1 (en) * 2004-06-25 2006-02-02 Andrew Guo Modified vegetable oil-based polyols
FR2878251A1 (fr) * 2004-11-22 2006-05-26 Cognis Deutschland Gmbh Compositions durcissables par irradiation et leur utilisation
US20070181302A1 (en) * 2004-12-30 2007-08-09 Sun Drilling Products Corporation Method for the fracture stimulation of a subterranean formation having a wellbore by using thermoset polymer nanocomposite particles as proppants, where said particles are prepared by using formulations containing reactive ingredients obtained or derived from renewable feedstocks
JP2008539314A (ja) 2005-04-25 2008-11-13 カーギル インコーポレイテッド オリゴマーポリオールを含むポリウレタン発泡体
DE102005051319A1 (de) * 2005-10-26 2007-05-03 Environmental Solutions Europe B. V. Behälter
DE102006003762A1 (de) * 2006-01-25 2007-07-26 Dracowo Forschungs- Und Entwicklungs Gmbh Leinölepoxid-basierte Faserverbundwerkstoffe
GB0618787D0 (en) * 2006-09-23 2006-11-01 Univ Nottingham Degradable composite
DE102007006776A1 (de) 2007-02-12 2008-08-21 Dracowo Forschungs- Und Entwicklungs Gmbh Polymernetzwerke
DE102008014712A1 (de) * 2008-03-18 2009-09-24 Endress + Hauser Flowtec Ag Messeinrichtung
US20090287007A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Cargill, Incorporated Partially-hydrogenated, fully-epoxidized vegetable oil derivative
CA2738486A1 (en) 2008-10-06 2010-04-15 Baylor University Non-woven fabric composites from lignin-rich, large diameter natural fibers
FR2939440A1 (fr) * 2009-06-05 2010-06-11 Arkema France Materiaux composites bioressources et leur procede de preparation
DE102010031892B4 (de) 2010-07-21 2019-01-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Faserverstärkte Verbundstoffe, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE102010034371B4 (de) * 2010-08-13 2020-12-24 Autoliv Development Ab Gassack
JP5465130B2 (ja) * 2010-08-16 2014-04-09 Jnc株式会社 繊維複合体及びその製造方法
DE102011001539A1 (de) * 2011-03-24 2012-09-27 Meyer Rohr + Schacht Gmbh Verbundwerkstoff
WO2013109878A1 (en) 2012-01-18 2013-07-25 Iowa State University Research Foundation, Inc. Thermoplastic elastomers via atom transfer radical polymerization of plant oil
WO2013112530A2 (en) * 2012-01-26 2013-08-01 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Water dispersible, self-crosslinkable prepolymer compositon
EP2999727B1 (en) 2013-05-20 2019-07-10 Iowa State University Research Foundation, Inc. Thermoplastic elastomers via reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization of triglycerides
FR3008919B1 (fr) * 2013-07-29 2015-08-07 Ercane Mobilier urbain en materiau composite biosource.
CN104892858B (zh) * 2015-05-13 2017-11-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种高生物基含量环氧树脂组合物及其固化方法和应用
CN108047498A (zh) * 2017-12-05 2018-05-18 马鞍山市东方仪表有限公司 一种用于汽车仪表高分子组件的填料的加工工艺
DE102020103189A1 (de) 2020-02-07 2021-08-12 Nils Freyberg Fahrzeugzubehörteil, insbesondere in Form einer Dachbox, mit Kompositwerkstoff, Fahrzeug sowie Verfahren

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393020A (en) * 1979-12-20 1983-07-12 The Standard Oil Company Method for manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic molded article
DE4019087C3 (de) 1989-06-29 2001-01-18 Frische Gmbh Neuartige Kunststoffe auf Fettsäurebasis
WO1991001980A2 (de) 1989-08-09 1991-02-21 Battelle-Institut E.V. Verfahren zur herstellung von kunststoffen aus rohen fetten und ölen
DE4119295C2 (de) 1991-06-12 1994-12-01 Frische Gmbh Umweltsicherer Verbundwerkstoff aus Naturfasern bzw. -produkten und Kunststoffen des Typs Polyurethan-Polyester und/oder Polyurethan-Polyamid sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE4400465A1 (de) 1993-07-12 1995-01-19 Bayer Ag Neue Mischungen und ihre Verwendung als Bindemittel zur Herstellung von Verbundmaterialien
US5977014A (en) * 1993-10-22 1999-11-02 The Procter & Gamble Company Absorbent composite structure formed of a substrate and cross-linkable hydrogel polymer particles
EP0687711B1 (de) 1994-06-16 2002-08-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Faserverbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
US5728824A (en) 1996-02-01 1998-03-17 Evercorn, Inc. Microfiber reinforced biodegradable starch ester composites with enhanced shock absorbance and processability
DE19644017A1 (de) 1996-10-31 1998-05-07 Basf Ag Naturfaser-verstärkte Polyisocyanat-Polyaddidionsprodukte, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE19647671A1 (de) 1996-11-19 1998-05-28 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Faserverbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19834048A1 (de) 1998-07-30 2000-02-03 Cognis Deutschland Gmbh Verbundwerkstoffe auf der Basis nachwachsender Rohstoffe

Also Published As

Publication number Publication date
DE50011827D1 (de) 2006-01-12
KR20020029063A (ko) 2002-04-17
WO2001002469A1 (de) 2001-01-11
ATE312134T1 (de) 2005-12-15
HK1044347A1 (zh) 2002-10-18
CA2377754A1 (en) 2001-01-11
US6682673B1 (en) 2004-01-27
EP1196481B1 (de) 2005-12-07
AU5407100A (en) 2001-01-22
CN1358211A (zh) 2002-07-10
MXPA01013026A (es) 2002-04-24
EP1196481A1 (de) 2002-04-17
DE19930770A1 (de) 2001-01-04
HUP0201825A3 (en) 2003-08-28
JP2003504437A (ja) 2003-02-04
SK42002A3 (en) 2002-04-04
HUP0201825A2 (en) 2002-10-28
PL353176A1 (en) 2003-11-03
BR0012128A (pt) 2002-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20014465A3 (cs) Způsob výroby materiálů zpevněných vlákny
JP2011218775A (ja) 木質系建材
Rwahwire et al. Green thermoset reinforced biocomposites
JP2002521542A (ja) 再生可能資源を基礎とする複合材料
Tang et al. Bio-based epoxy resin from epoxidized soybean oil
Narine et al. Vegetable oils in production of polymers and plastics
Wool et al. Bio-based resins and natural fibers
Witayakran et al. Development of oil palm empty fruit bunch fiber reinforced epoxy composites for bumper beam in automobile
Latif et al. Physicochemical, structural and mechanical evaluation of bio-based epoxidized jatropha oil blended with amine-cured epoxy resin as new hybrid matrix
Santulli et al. Pineapple fibers, their composites and applications
Adekunle Bio-based polymers for technical applications: A review—Part 2
Das et al. Recent development of fiber reinforced composite materials
Petrović et al. Plastics and composites from soybean oil
CA2389539A1 (en) Storage-stable prepregs on the basis of duroplastic, oleochemical matrices
Sengupta et al. Vegetable oil-based polymer composites: Synthesis, properties and their applications
Mohanty et al. Biobased polyurethanes and their composites: present status and future perspective
WO2000059989A1 (de) Verbundwerkstoffe auf basis nachwachsender rohstoffe
Paul et al. Composites from natural fibers and bio-resins
Hanyue et al. A short review on the recent progress and properties of pineapple leaf fiber reinforced composite
Kushwaha Thermoset Polymer Matrix–Based Natural Fiber Composites
van den Oever et al. Composites based on natural resources
KUMAR EFFECT OF EUPHORBIA COAGULUM ON THERMO-MECHANICAL PROPERTIES OF POLYESTER–NATURAL FIBER COMPOSITES
Kubouchi et al. Biofiber‐Reinforced Thermoset Composites
Sahoo et al. Sisal Fibers Reinforced Epoxidized Nonedible Oils Based Epoxy Green Composites and Its Potential
Yılmaz et al. Biofiber-Reinforced Acrylated Epoxidized Soybean Oil (AESO) Biocomposites