Modifikace pěny z expandovaného polypropylénu UV absorbérem a zdravotně nezávadnými retardéry hoření

Bc. Denis Bilík

Master's thesis

Modification of Expanded Polypropylene Foam with UV Absorber and Environmentally Benign Flame Retardants

Abstract:

Diplomová práce se zabývá modifikací pěny z expandovaného polypropylénu UV absorbérem a zdravotně nezávadnými retardéry hoření. Cílem je nahradit stávající halogenový retardér hoření z důvodu jeho toxicity. Na základě literární rešerše byly vybrány vhodné a finančně dostupné retardéry hoření s předpokladem synergického efektu zlepšujícího i UV stabilitu. Z modifikovaných směsí byly vyrobeny pěny a otestována jejich hořlavost. U nejodolnějších vzorků pěn byly následně porovnány mechanické vlastnosti při tlakovém zatížení a zhodnocena jejich UV rezistence. Z dosažených výsledků je patrné, že nahradit halogenové retardéry hoření není snadné především kvůli nižší účinnosti zdravotně nezávadných retardérů hoření. Nutnost použití vyššího dávkování pro dosažení srovnatelného efektu má výrazný vliv na zpracovatelské a užitné vlastnosti i cenu finálního výrobku. Měření odolnosti proti UV záření potvrdilo synergii testovaných retardérů hoření; došlo k viditelnému zlepšení UV odolnosti modifikovaných pěn ve srovnání s pěnou obsahující původní halogenový retardér hoření. Bude-li více přihlíženo k zdravotní nezávadnosti výrobku nežli k jeho ceně, jsou výrobci nehalogenových retardérů na dobré cestě k postupnému nahrazování halogenových retardérů hoření.

Abstract:

The thesis is focused on a modification of flame retardants of UV-stabilized polypropylene foams. The main aim is to replace the existing halogen-based flame retardant which are unacceptable toxic. According to literature search, perspective and commercially available flame retardants have been selected with an assumption of a synergic effect improving also UV stability. The foams were produced from the modified polypropylene mixtures and their flammability tested. Further, mechanical properties under compressive loading and UV stability was investigated on the most flame-resistant foam saples. From the results it is evident that replacing the halogen flame retardants is not trivial task, mainly due to the lower efficiency of the flame retardants that are not harmful to a human health. The necessity to use larger loadings to achieve similar stabilizing effect has a significant impact on the processing and performance properties as well as the price of the final products. The UV resistance testing confirmed the synergy of the flame retardants tested; there was a visible improvement in the UV resistance of the modified foams compared to the foam with the original halogen flame retardant. Non-halogen flame retardants represent promising substitutes of halogen flame retardants if the health-safety aspects prevail their higher price.

Keywords

polypropylénová pěna, hořlavost, retardér hoření, UV absorbéry, mechanické vlastnosti

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Berenika Hausnerová, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Production Engineering / Stroje a nástroje pro zpracování polymerů a kompozitů