Vatrootporni kompoziti na bazi akril-funkcionalizovanog lignina i poliesterske smole dobijene od otpadnog poli(etilen tereftalata)

Abstract

U ovom radu ispitivan je potencijal korišćenja akril-funkcionalizovanog kraft lignina (AKL) u smanjenju zapaljivosti polimernih kompozita na bazi recikliranih nezasićenih poliesterskih smola (NZPS). Akrilna funkcionalizacija kraft lignina je izvedena direktnom esterifikacijom slobodnih polifenolnih grupa sa akriloil hloridom, nakon čega je AKL umešan u NZP smolu sintetizovanu od poliola dobijenih katalitičkom depolimerizacijom otpadnog poli(etilen tereftalata). AKL je homogenizovan sa NZPS pri različitim masenim udelima: 2,5, 5,0, 7,5 i 12,5 mas.%. Strukturne i dinamičko-mehaničke karakteristike akril-funkcionalizovanog kraft lignina i kompozita određene su primenom FTIR spektroskopije, dinamičkomehaničke analize (DMA) i testova jednoosnog zatezanja. Proučavan je uticaj funkcionalizacije i masenog udela AKL na zatezna i termička svojstva NZPS. Vatrootporna svojstva kompozita su ispitivana prema standardnoj UL-94V metodi, na osnovu koje je kompozit sa 12,5 tež. % akril-funkcionalizovanog lignina dostigao najvišu kategorija toplotno otpornih materijala.

This paper investigates the using potential of acryl-functionalized kraft lignin (AKL) in reducing the flammability of polymer composites based on recycled unsaturated polyester resins (UPR). Acryl functionalization of kraft lignin was performed by direct esterification of free polyphenolic groups with acryloyl chloride, after what, the AKL was blended in UPR resin synthesized from the polyols obtained by catalytic depolymerization of waste poly(ethylene terephthalate). The AKL was homogenized in UPR resin in different weight ratios: 2.5, 5.0, 7.5, and 12.5 wt.%. Structural and dynamic-mechanical characteristics of acryl-functionalized kraft lignin and composites were determined using FTIR spectroscopy, dynamicmechanical analysis (DMA), and tensile tests. The influence of functionalization and mass fraction of AKL on tensile and thermal properties of UPR resin was studied. The thermal properties of the composite were tested according to the standard UL-94 method, based on which the highest category of heat-resistant materials is a composite with 12.5 wt.% acylfunctionalized lignin.