Sól sodowa karboksymetyloskrobi (CMS-Na) jako materiał do zastosowania
w technologii mas formierskich
W pracy podjęto tematykę związaną z aplikacją modyfikatów skrobi ziemniaczanej w postaci soli sodowych karboksymetyloskrobi (CMS-Na) w technologii mas formierskich (jako materiał wiążący i dodatek do mas klasycznych). Typując materiał do badań uwzględniono CMS-Na o stopniu podstawienia (DS) w zakresie 0,20-0,87, dzięki czemu możliwe było skorelowanie właściwości fizykochemicznych modyfikatów z wybranymi właściwościami mas formierskich sporządzanych z ich udziałem.
Przeprowadzono badania w obszarze analizy strukturalnej fizykochemicznej CMS-Na o różnym DS w postaci stałej, jak też w roztworach wykorzystując techniki spektroskopowe, mikroskopowe i termiczne. W toku badań zweryfikowano i wytypowano CMS-Na o optymalnych parametrach fizykochemicznych. Wykazano, że to stopień podstawienia determinuje jej właściwości fizykochemiczne, które mogą mieć znaczenie w kontekście zastosowania CMS-Na jako samodzielnego spoiwa w masach formierskich. Rozpoznano przebieg procesu wiązania w polu mikrofal dla układu spoiwo CMS-Na-osnowa mineralna. W celu weryfikacji badań strukturalnych przeprowadzono cykl badań technologicznych utwardzanych fizycznie (konwencjonalnie, mikrofalowo) mas formierskich z udziałem CMS-Na. Wykazano, że promieniowanie mikrofalowe jest efektywniejszym czynnikiem utwardzającym masy niż nagrzewanie konwencjonalne. Otrzymane wyniki pozwoliły wytypować modyfikat o najlepszych właściwościach z punktu widzenia aplikacji w technologii mas formierskich. Wyniki badań termicznych dowiodły, że CMS-Na nie wpływa negatywnie na kontekst ekologiczny rozpatrywanych mas formierskich z ich udziałem.
Sodium carboxymethyl starch (CMS-Na) as a material for use in moulding
sand technology
The doctoral dissertation concerns the subject connected with the application of modified potato starches in form of sodium carboxymethyl starch (CMS-Na) in the molding sand technology (as a binding material and an addition to green sands). While selecting the research material CMS-Na was taken in account with the degree of substitution (DS) of 0,20-0,87 and thanks to it, it was possible to correlate the physical and chemical properties of material with chosen properties of the molding sands made with its participation.
There were conducted structural, physical and chemical research of CMS-Na with different DS in the solid form and its solution. A number of experiments were conducted by using the analytical techniques, i.e. spectroscopic, microscopic and thermal. Received results help verify and select the CMS-Na with the optimal physical and chemical properties. It was showed that the degree of substitution determines its physical and chemical properties, which can be meaningful in the context of CMS-Na use as a main binder in molding sands technology. The course of binding process in the microwave field for the system binder CMS-Na-mineral matrix was recognized. In order to verify the structural research, the series of technological research of physically hardened (conventional, microwaved) molding sand with the participation of CMS-Na were conducted. It has been shown that microwave radiation is a more efficient curing agent than conventional heating. The received results allowed to select the CMS-Na with the best properties from the point of view of application in molding sand technology.
A thermal research of proved that CMS-Na does not have negative influence on ecological context of examined molding sands with its participation.
