Nanoclay reinforced rigid polyurethane foams

Abstract

Clay was intercalated and exfoliated by neutralized dimethylol butanoic acid (DMBA) and used to fabricate rigid polyurethane foam (RPUF)/clay nanocomposites. Cream time, gel time, and tack-free time increased with the addition and increasing amount of clay whereas foam density and compression strength decreased. Cell size, closed cell content, volume change upon heating and cooling, and thermal conductivity of the foam decreased with the addition and increasing amount of clay with a minimum at 2 pphp (parts per 100 polyol by weight). The glass transition and decomposition temperatures increased with increasing clay content due to the restricted motion of chains and barrier property of the clay platelets.

Synthesis and thermal studies of flexible polyurethane nanocomposite foams obtained using nanoclay modified with flame retardant compound

“…The nanoparticles act as nucleation sites promoting the formation of higher quantity of bubbles, and this trends to increase with the nanoparticles content, but at the same time, growth of the resulting cells seems to be hindered by the increase in viscosity. The increase in apparent density in foams modified with nanofillers has been reported elsewhere [32][33][34][35][36]. The tensile strength of unmodified flexible polyurethane foam is 106 kPa, and the elongation at break is 83 %.…”

Recent Developments of Foamed Polymer/Layered Silicates Nanocomposites

“…On the other hand, the thermal conductivity of the composite foams is lower than pristine foam due to the decreased cell size and increased number of cell [21].…”

“…The foams consist of cells with spherical and polyhedral shapes, and the average cell size decreases with an increase of clay content to a minimum of 2 pphp (the formulation is based on 100 parts of the polyol by weight), which suggests that LS may act as a nucleating agent [21].…”

Nanoki̇l Ve Kabaran Alev Geci̇kti̇ri̇ci̇ İlavesi̇ni̇n Ri̇ji̇t Poli̇üretan Köpük Malzemeleri̇n Isil Bozunma Ve Yanma Davranişlarina Etki̇leri̇ni̇n İncelenmesi̇

“…Bununla birlikte, NCL oranının % 10 ve % 15'e yükselmesi ile ısı iletim katsayılarında sırasıyla yaklaşık % 2,4 ve % 12,9 oranında artış tespit edilmiştir. % 15 NCL ilaveli poliüretan köpük malzemenin ısı iletim katsayısında dikkate değer artış, bu oranda kil ilavesinin köpük malzemedeki hücre boyutundaki artışa (Şekil 4) ve kapalı hücre sayısındaki azalmaya sebep olması ile açıklanabilir [21,23,32,39]. Poliüretan köpük malzeme içerisine dolgu maddesi olarak ilave edilen kil oranının artmasıyla köpük malzemenin hücre duvarları arasına yerleşen kil nedeniyle hücre duvarları daha zayıf ve ince hale gelerek daha kolay kırılmaktadır.…”

“…Bu yüzden, dolgu maddelerinin küçük boyutlarda, özellikle nano boyutta ilave edilmesi tavsiye edilmektedir [18,19]. Nano boyutta dolgu maddeleri arasında nanokilin rijit poliüretan malzemelerde % 1-6 oranlarında kullanıldığı farklı çalışmalar bulunmaktadır [11,13,[20][21][22]. Yapılan çalışmalarda nano boyutta partiküllerin hammadde içerisine homojen bir şekilde dağıtılmasının çok önemli olduğu, aksi takdirde nano boyutta partikül kullanılmasına rağmen bu partiküllerin malzeme içerisinde topaklanabildiği ve daha büyük boyutta madde olarak olumsuzluklara sebep olabildiği rapor edilmiştir.…”