Rozwój nowoczesnych materiałów dla przemysłu chemicznego i ściernego wymaga nie tylko doświadczenia produkcyjnego, ale również zaawansowanych badań naukowych.

Z dumą informujemy, że przedstawiciele Działu Badawczo-Rozwojowego Lerg S.A. uczestniczyli w realizacji badań dotyczących mechanizmów utwardzania żywic fenolowo-formaldehydowych stosowanych w przemyśle ściernym.

Współautorem publikacji został Marcin Skowronek, Samodzielny Specjalista Technolog w Lerg S.A., który brał udział w definiowaniu problemu badawczego oraz realizacji pomiarów termicznych. W badaniach uczestniczyła również Iwona Mroczka, Samodzielny Specjalista Technolog w Lerg S.A., odpowiedzialna za wykonywanie pomiarów DSC w tyglach wysokociśnieniowych, kluczowych dla oceny wpływu wody na proces sieciowania żywic.

Badania zostały przeprowadzone we współpracy z naukowcami z AGH University of Krakow oraz przedstawicielami przemysłu materiałów ściernych i koncentrowały się na analizie procesów utwardzania mieszanin żywic rezolowych i nowolakowych z udziałem heksametylenotetraaminy (HMTA).

Odpowiedź na potrzeby nowoczesnego przemysłu ściernego

Żywice fenolowo-formaldehydowe od dziesięcioleci stanowią jeden z kluczowych materiałów wykorzystywanych w produkcji wyrobów ściernych, materiałów ciernych czy kompozytów technicznych. Pomimo szerokiego zastosowania przemysłowego, mechanizmy zachodzące podczas utwardzania mieszanin żywic rezolowych i nowolakowych nadal pozostają obszarem wymagającym pogłębionych badań.

Przeprowadzony projekt badawczy miał na celu wyjaśnienie interakcji chemicznych zachodzących podczas procesu sieciowania tych układów. Szczególną uwagę poświęcono wpływowi obecności wody oraz zmian pH na kinetykę utwardzania i przebieg reakcji chemicznych.

W badaniach wykorzystano zaawansowane techniki analityczne, w tym:

• jednoczesną analizę termiczną STA,
• spektroskopię FTIR,
• wysokociśnieniową kalorymetrię DSC.

Dzięki zastosowaniu metod analizy in situ możliwe było dokładne monitorowanie zmian zachodzących w szerokim zakresie temperatur oraz identyfikacja lotnych produktów reakcji powstających podczas procesu utwardzania.

Kluczowe wnioski z badań

Uzyskane wyniki potwierdziły, że proces utwardzania mieszanin rezol–nowolak nie stanowi prostego połączenia dwóch niezależnych mechanizmów chemicznych. Wykazano, że obecność żywicy rezolowej oraz generowanej podczas procesu wody istotnie wpływa na aktywację HMTA i przebieg reakcji sieciowania nowolaku.

Badania wykazały między innymi:

• wcześniejsze rozpoczęcie reakcji sieciowania w obecności wody,
• zmianę mechanizmu aktywacji HMTA,
• zwiększone wydzielanie ciepła podczas utwardzania,
• powstawanie dodatkowych reaktywnych pośredników zawierających azot,
• wpływ niewielkich zmian pH na kinetykę procesu.

Wyniki mają istotne znaczenie praktyczne dla producentów materiałów ściernych oraz formulacji żywic fenolowo-formaldehydowych, ponieważ umożliwiają lepsze zrozumienie zależności pomiędzy składem układu a parametrami procesu technologicznego.

Wiedza naukowa wspierająca rozwój technologii

Zaangażowanie specjalistów Lerg S.A. w projekty badawczo-rozwojowe stanowi element konsekwentnie realizowanej strategii łączenia praktyki przemysłowej z wiedzą naukową. Udział naszych ekspertów w publikacjach naukowych i badaniach realizowanych we współpracy z jednostkami akademickimi pozwala rozwijać nowoczesne rozwiązania materiałowe odpowiadające na potrzeby rynku.

Współpraca środowiska naukowego i przemysłu umożliwia skuteczniejsze wdrażanie innowacji oraz dalszy rozwój technologii żywic fenolowo-formaldehydowych wykorzystywanych w wymagających zastosowaniach przemysłowych.

Pełna publikacja dostępna jest pod adresem: https://doi.org/10.1021/acsomega.5c09518

Cite This: ACS Omega 2026, 11, 18, 26206-26219