Otrzymywanie ochronników słuchu ze spienionego poliuretanu o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej
Variant of the title
Obtaining hearing protectors from foamed polyurethane with increased mechanical strength
Author
Prociak, Tomasz
Promoter
prof. dr hab. inż. Dariusz Bogdał
Release date
2024
Date of defense
12.03.2025
Language
Polish
Keywords
poliuretany, pianki wiskoelastyczne, biopoliole
polyurethanes, viscoelastic foams, biopolyols
Abstract
Ochronniki słuchu z WPPUR są jednym z najbardziej komfortowych rozwiązań stosowanych w tłumieniu otaczającego człowieka hałasu. W trosce o bezpieczeństwo użytkownika, jak również w celu zwiększenia korzyści ekologicznych oraz ekonomicznych podjęto próby otrzymania innowacyjnych ochronników słuchu o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej. Wynikiem pierwszego etapu przeprowadzonych prac badawczych, było opracowanie nowych receptur PUR, które posłużyły do otrzymania WPPUR o większej od materiału referencyjnego (REF) wytrzymałości mechanicznej. Nowa WPPUR charakteryzowała się również odpowiednią twardością, współczynnikiem komfortu (WK) oraz dobrą zdolnością tłumienia dźwięku. W celu poprawy jej właściwości użytkowych, nową kompozycję poliuretanową modyfikowano 6 rodzajami biopolioli, zastępując poliole petrochemiczne w ilości od 10 do 30%mas. Ta prośrodowiskowa modyfikacja miała wpływ na zmiany struktury i wybrane właściwości materiałów PUR. Wybrany materiał PUR z 20%mas. Udziałem biopoliolu w mieszaninie polioli dodatkowo zmodyfikowano pięcioma rodzajami napełniaczy, w tym trzema rodzajami celulozy, stearynianem wapnia i bielą tytanową. Tak samo postąpiono z materiałem referencyjnym. Wyniki badań przeprowadzonych w skali laboratoryjnej umożliwiły wyznaczenie parametrów prowadzenia procesu na linii przemysłowej i wykonanie produkcji pilotażowej. Otrzymano próbną partię nowych, ochronników słuchu o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej oraz bardzo dobrych właściwościach akustycznych i aplikacyjnych.
Ear protectors made of PUVF are one of the most comfortable solutions used in reducing surrounding noise. In the concern for the safety of the user, as well as to increase environmental and economic benefits, attempts have been made to obtain innovative ear protectors with increased mechanical strength. The result of the first stage of the conducted research work, was the development of new polyurethane (PUR) formulations, which were used to obtain PUVF with higher mechanical strength than the reference material (REF). The new PUVF was also characterized by adequate hardness, SAG factor and good sound attenuation ability. In order to improve its performance, the new polyurethane composition was modified with 6 types of biopolyols, replacing petrochemical polyols in amounts ranging from 10 to 30 wt.%. This pro-environmental modification affected changes in the structure and selected properties of the PUR materials. The selected PUR material with 20 wt.% of biopolyol in the polyol mixture was additionally modified with five types of fillers, including three types of cellulose, calcium stearate and titanium white. The same was performed concerning the reference material. The results of laboratory-scale testing allowed determining the parameters for running the process on an industrial line and perform pilot production. A trial batch of new, ear protectors with increased mechanical strength and very good acoustic and application properties was obtained.
