spume ceramice din nanocompozite polimerice, destinate
spume ceramice din nanocompozite polimerice, destinate
spume ceramice din nanocompozite polimerice, destinate
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Nr. Proiect: 22-123/2008<br />
Titlu Proiect:<br />
SPUME CERAMICE DIN NANOCOMPOZITE<br />
POLIMERICE, DESTINATE DEPOLUARII<br />
FLUXURILOR GAZOASE DIN CENTRALELE<br />
TERMICE (SPUCERCET)<br />
Director Proiect: Dr.ing. Andrei Sarbu
Parteneri in consortiu:<br />
Coordonator proiect (P1) Institutul National de Cercetare-<br />
Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie - ICECHIM Bucuresti<br />
Partener 2 (P2) Institutul National de Cercetare Dezvoltare<br />
pentru Metale Neferoase şi Rare Bucuresti<br />
Partener 2 (P3) Universitatea Politehnica Bucuresti<br />
Partener 2 (P4) Universitatea de Petrol si Gaze Ploiesti<br />
Partener 2 (P5) Institutul de Chimie Fizica « Ilie Murgulescu »<br />
al Academiei romane<br />
Partener 6 (P6) ATICA CHEMICALS SRL<br />
Buget/Cofinantare:<br />
(B) 2.000.000 lei , (C) 5.000 lei<br />
Adresa web a proiectului:<br />
http://www.icechim-pd.ro/ro/pol_hitech/polimeri_hitech_spucercet.html
Obiectivul proiectului si Elementele de noutate:<br />
Proiectul are scopul ca, prin parteneriatul intre colective de elita <strong>din</strong> universitati si institute de<br />
cercetare cu un beneficiar <strong>din</strong> categoria IMM, sa puna la punct o tehnologie de producere a<br />
<strong>spume</strong>lor ultraporoase <strong>ceramice</strong> (<strong>din</strong> geluri <strong>nanocompozite</strong> <strong>polimerice</strong>) <strong>destinate</strong> folosirii in procese<br />
de depoluare a fluxurilor gazoase de la termocentrale .<br />
Proiectul propus reprezinta o noutate absoluta pentru tara noastra, prin reteta de obtinere a<br />
<strong>spume</strong>lor <strong>ceramice</strong> prin gel casting cu polimerizare, prin alegerea monomerilor si a oxizilor<br />
anorganici nanoporosi, prin conditiile de amestecare, polimerizare, uscare, calcinare si sinterizare,<br />
prin structurile cu volum si dimensiuni de pori dirijate, prin obtinerea structurilor poroase active<br />
catalitic, prin tehnologiile de aplicare noi si are o noutate absoluta pe plan mondial prin faptul ca<br />
se utilizeaza, in calitate de comonomeri, monomeri emulgatori, iar gelurile sunt constituite <strong>din</strong><br />
<strong>nanocompozite</strong> <strong>polimerice</strong>, ceea ce permite reglarea dimensiunii porilor si a fractiei de pori a<br />
<strong>spume</strong>lor. Elementele originale vor fi brevetate.<br />
Beneficiarii rezultatelor:<br />
Potentialii beneficiari ai produselor sunt unitatile <strong>din</strong> industria materialelor <strong>ceramice</strong> si cele care<br />
produc pulberi, in special de tip IMM. Beneficiarul cofinantator <strong>din</strong> consortiu (P6) ATICA<br />
CHEMICALS SRL, intreprindere mica, este atat de interesat de transferul rezultatelor proiectului,<br />
incat a acceptat sa cofinanteze, fara a primi finantare de la buget.<br />
Principalul rezultat il va constitui reducerea impactului asupra mediului al fluxurilor de gaze de la<br />
termocentrale.<br />
Aplicarea rezultatelor cercetarilor la beneficiar va conduce la dezvoltarea mediului economicosocial<br />
si de afaceri: asigurarea unei dezvoltari economice durabile, la nivel sectorial si regional, prin<br />
valorificarea unor deseuri minerale cu valoare economica redusa; crearea de oportunitati pentru<br />
invatamant, prin transferarea cunostintelor acumulate in cursurile studentilor partenerilor P3 si P5,<br />
crearea de noi locuri de munca, in special la partenerul P6, atragerea de tineri in activitatea de<br />
cercetare ,etc.
Stadiul de realizare al proiectului in<br />
2010<br />
• Etapa 3 (2010): Cercetari de laborator de producere a <strong>spume</strong>lor<br />
<strong>ceramice</strong> ultraporoase si de utilizare a lor in procese catalitice si de<br />
micro- si ultra filtrare pentru protectia mediului<br />
- Buget de stat: 235.938 lei (CREDITE DE ANGAJAMENT)<br />
- Cofinantare: 0 lei,<br />
- Activitati efectuate: “Cercetari experimentale pentru realizarea<br />
modelului experimental “<br />
- CO P1 ICECHIM: Cercetari experimentale si definitivarea procedurii pentru<br />
producerea <strong>nanocompozite</strong>lor <strong>polimerice</strong> anorganic organice,<br />
- P2 IMNR: Cercetari experimentale si definitivarea retetelor de preparare a<br />
nanopulberilor oxidice si a pastelor <strong>ceramice</strong> (barbotine) si stabilirea metodei de<br />
depunere a fazelor active catalitic,<br />
- P5 ICF: Cercetari experimentale si definitivarea tehnologiei de tratare termica<br />
(uscare, calcinare si sinterizare) a <strong>nanocompozite</strong>lor precursoare de <strong>spume</strong><br />
<strong>ceramice</strong> ,<br />
- P3 (UPB): Caracterizarea fizico-chimica si fizico-mecania a <strong>nanocompozite</strong>lor<br />
<strong>polimerice</strong> si determinarea conductivitatii termice, a caracteristicilor hidro<strong>din</strong>amice<br />
si a caracteristicilor de retinere a pulberilor <strong>din</strong> gaze,<br />
- P4 UPG : Cercetari privind utilizarea <strong>spume</strong>lor <strong>ceramice</strong> ca suport pentru faze<br />
active catalitic, <strong>destinate</strong> distrugerii COV ).<br />
- Achizitii realizate: Nu este cazul
MODUL DE IMPLICARE AL TINERILOR<br />
CERCETATORI<br />
-In proiect au participat 11 tineri cercetatori <strong>din</strong> 39<br />
persoane cu studii superioare<br />
-Majoritatea tinerilor implicati isi efectueaza doctoratul pe<br />
teme apropiate de cercetarile <strong>din</strong> proiect.<br />
- A fost trimisa la stagiu doctoral de 4 luni, drd.ing.<br />
Anamaria Lungu, doctorand POSDRU, pe o tema strict<br />
legata de obtinerea <strong>spume</strong>lor <strong>ceramice</strong> prin gelcasting.<br />
Stagiul s-a efectuat la Universite du Sud Toulon- Var<br />
France, sub conducerea prof. Francois-Xavier Perrin<br />
-Tinerii cercetatori au avut publicatii in reviste ISI, in<br />
principal in calitate de prim autori si au participat la<br />
conferinte si simpozioane internationale desfasurate in<br />
tara
REZULTATE OBTINUTE<br />
Obtinerea pulberilor anorganice<br />
Precursor<br />
pulbere<br />
Al 2 O 3 /MgO/SiO 2<br />
Sol – gel<br />
<strong>din</strong> sulfati si<br />
cloruri , in mediu<br />
alcalin si agenti<br />
de suprafata<br />
(citrat sodiu)<br />
a)Uscare 105 0 C, 2h<br />
b)Calcinare 400 0 C,<br />
4h<br />
c)Calcinare 400 0 , 4h,<br />
calcinare 550 0 C, 1h<br />
a)D9.20N+/RI/143/<br />
03.09.2010<br />
b) D9.21N+/RI/143/<br />
03.09.2010<br />
c) D9.22N+/RI/143/<br />
03.09.2010<br />
a)D9.20NII/RI/143/<br />
03.09.2010<br />
b)D9.21NII/RI/143/<br />
03.09.2010<br />
c)D9.22NII/RI/143/<br />
03.09.2010<br />
Cristale<br />
angulare si<br />
agregate<br />
dimensiuni<br />
variabile<br />
0,5-100µm<br />
izotrop,<br />
anizotrop<br />
agregate<br />
angulare<br />
tabulare<br />
dimensiuni<br />
variabile<br />
0,5-100µm<br />
izotrop<br />
agregate<br />
angulare<br />
tabulare<br />
dimensiuni<br />
variabile<br />
0,5-100µm<br />
izotrop
REZULTATE<br />
Figura 18. Caracterul reologic si T gel al<br />
probei K(15AA)<br />
Figura 19. Caracterul reologic si T gel al<br />
probei K(25AA)<br />
Figura 20. Caracterul reologic si T gel al probei K(35AA)
REZULTATE<br />
Curbele DTG pentru diferite <strong>nanocompozite</strong> <strong>polimerice</strong><br />
Proba analizata T max 1 (°C) T max 2 (°C)<br />
K-Al 2 O 3 227.64 462.06<br />
5K - Al 2 O 3 228.91 459.76<br />
10K- Al 2 O 3 227.04 458.54<br />
K- 5Al 2 O 3 222.11 462.51<br />
K- 10Al 2 O 3 225.38 462.37
REZULTATE<br />
A<br />
C D E<br />
B<br />
Aspectul SEM al caolinei la<br />
rezolutia de 20 µm (A) si la<br />
rezolutia de 5 µm (B) si aspectul<br />
corpurilor crude K(15AA)(C),<br />
K(25AA) (D) si K(35AA)(E) si al<br />
<strong>spume</strong>lor <strong>ceramice</strong><br />
K(15AA.)(F), K(25AA)(G) si<br />
K(35AA)(H)<br />
F G H
REZULTATE<br />
1.a 1.b 1.c<br />
Spumele <strong>ceramice</strong> obtinute prin polimerizarea acidului acrilic intro<br />
suspensie concentrata de componenta anorganica (caolina)<br />
S-au obtinut materiale creamice cu urmatoarele proprietati:<br />
- o porozitate totala ce variaza intre 40 – 80%,<br />
- o porozitatea deschisa ce variaza intre 35 -60%;<br />
- o porozitate inchisa ce variaza intre 5 – 20%.
REZULTATE<br />
• Se recomanda materialele filtrante AS6-AS10<br />
pentru gazele impurificate cu particule solide<br />
care au presiunea de alimentare mai apropiata<br />
de cea atmosferica, iar materialele filtrante AS1-<br />
AS5 pentru gazele impurificate cu particule<br />
solide foarte fine.<br />
• Procesul de combustie catalitica pe catalizatorii<br />
testati decurge la temperaturi mai scazute decat<br />
procesul de combustie termica. Catalizatorii pe<br />
baza de Pt si Cu testati prezinta o comportare<br />
apropriata in procesul de combustie a p-<br />
xilenului, asigurand obtinerea unei combustii<br />
ridicate a p-xilenului;
INDICATORI DE REZULTAT<br />
• 3 procedee de laborator pentru obtinerea<br />
pulberilor <strong>ceramice</strong>, a compozitelor<br />
<strong>polimerice</strong> si a <strong>spume</strong>lor <strong>ceramice</strong><br />
• Numar de IMM implicate:1<br />
• Numar retele de cercetare formate:1
DISEMINARE I- ARTICOLE SI CARTI<br />
• ARTICOLE PUBLICATE:<br />
1. “Influence of the ultrasonic field on the template polymerization of acrylonitrile<br />
in inorganic structure”, Anita-Laura Radu, Andrei Sarbu, Luminita Mara, Alexandra-<br />
Sorina Garea, Anamaria Lungu, Stefan-Ovidiu Dima, Tanta-Verona Nicolescu, Horia<br />
Iovu, Revista de Materiale Plastice, 46, nr. 4, 2009, , p. 399-403.<br />
2. “New method for silicon nitride synthesis via hybrid polymer nanocomposites”,<br />
Anita-Laura Radu, Andrei Sarbu, Stefania Motoc, Luminita Mara, Victor Fruth-Oprisan,<br />
Sorina A. Garea, Stefan O. Dima, Gheorghe Nechifor, Liliana Sarbu, Horia Iovu,<br />
Revista de Materiale Plastice, 47, nr. 2, 2010, pp. 167-172<br />
3. “Thermogelation properties of poly(N-isopropylacrylamide) – block –<br />
poly(ethyleneglycol) – block – poly(N-isopropylacrylamide) triblock copolymer<br />
aqueous solutions” Mircea Teodorescu, Ioana Negru , Paul O. Stanescu, Constantin<br />
Draghici, Anamaria Lungu , Andrei Sarbu, Reactive & Functional Polymers 70 (2010)<br />
790–797<br />
• ARTICOLE ACCEPTATE SPRE PUBLICARE:<br />
1; “New polymer inorganic-organic hybrids obtained through radical<br />
polymerization”, Anita-Laura RADU, Andrei Sarbu, Celina DAMIAN, Anamaria<br />
LUNGU, Luminita MARA, Raluca MUNTEANU, Liliana SARBU, Horia IOVU, Buletin<br />
ŞtiinŃific UPB, Series B: Chimie şi StiinŃa Materialelor, ISSN 1454-2331<br />
• CARTI:<br />
1. MATERIALE CERAMICE HI-TECH DIN COMPOZITE SI NANOCOMPOZITE<br />
POLIMERICE HIBRIDE ANORGANIC-ORGANICE, Autori: Sarbu Andrei, Radu Anita<br />
Laura, Lungu Anamaria, Cristi Andronescu, A<strong>din</strong>a Musuc, Victor Fruth<br />
ISBN 978-606-521-599-3, In curs de publicare la editura PRINTECH ,
DISEMINARE II- CONFERINTE SI SIMPOZIOANE<br />
1. Conferinta Internationala Bramat 2009, Brasov, 26-28 februarie 2009, Facile synthesis of inorganic oxide/organic<br />
polymer hybrid nanocomposites through radical polymerization Anita-Laura RADU, Andrei SARBU, Horia IOVU, Sorina<br />
GAREA, Luminita MARA, Victor FRUTH, Stefan-Ovidiu DIMA, Anamaria LUNGU, Tanta-Verona NICOLESCU, Mariana BEDA<br />
2. Conferinta Nanotech Insight 2009”, 28 martie- 03 aprilie 2009, Barcelona: New polymer nanocomposites through<br />
radical polymerization in inorganic structures, Anita-Laura Radu, Andrei Sarbu, Anamaria Lungu, Stefan-Ovidiu Dima,<br />
Tanta-Verona Nicolescu, Sorina Garea, Luminita Mara, Victor Fruth,<br />
3 Le IX-eme colloque Franco_roumain sur les polymeres, 27-29 august 2009 Alba Iulia, La polymerisation des<br />
monomeres vinyliques dans des suspensions inorganiques concentrees. Anamaria Lungu, Andrei Sarbu, Victor Fruth-<br />
Oprisan, Marius Ghiurea, Anita Laura Radu, Tanta-Veron Nicolescu, Stefan Ovidiu Dima,a Mircea Teodorescu<br />
4 Le IX-eme colloque Franco_roumain sur les polymeres, 27-29 august 2009 Alba Iulia, Nouveaux hybrides<br />
polymeriques a base de zeolithe mezzo poreuse et polyacrylonitrile Radu Anita-Laura, Sarbu Andrei, Lungu Anamaria ,<br />
Dima Stefan-Ovidiu , Nicolescu Tanta-Verona , Petrea Celina Maria , Ghiurea Marius, Spataru Catalin Ilie, Iovu Horia<br />
5 RICCCE XVI | 16th Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering , 09-12.09 2009, Sinaia<br />
- New inorganic-organic polymer hybrid nanocomposites obtained via supramolecular guest-host chemistry Anita-<br />
Laura Radu, Andrei Sarbu, Anamaria Lungu, Victor Fruth, Marius Chiurea, Celina Maria Petrea ,Tanta-Verona Nicolecu,<br />
Stefan-Ovidu Dima, Horia Iovu<br />
6 Simpozion Icechim editia a V-a, Sinaia, 29-30 octombrie<br />
2009, Hibride <strong>polimerice</strong> anorganic – organice obtinute prin polimerizare radicalica (“ Inorganic –organic polymer<br />
hybrids obtained by radical polymerization ”) Anamaria Lungu, Anita-Laura Radu, Andrei Sarbu, Victor Fruth, Marius<br />
Ghiurea, Stefan-Ovidiu Dima, Tanta-Verona Nicolescu<br />
7 .A 9-a editie a Seminarului National de nanostiinta si nanotehnologie 16 martie 2010, Bucuresti New polymer<br />
inorganic-organic nano hybrids obtained through radical polymerization Anita-Laura Radu, Andrei Sarbu, Celina Damian,<br />
Stefan-Ovidiu Dima, Anamaria Lungu, Tanta-Verona Nicolescu, Horia Iovu<br />
8 ROMPHYSCHEM 14 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PHYSICAL CHEMISTRY 2010, 2-4 june 2010, Bucharest, Noi<br />
materiale hibride obtinute prin polimerizare gazda-oaspete A. L. Radu, A. Sarbu, V. Fruth, C. Damian, C. Nicolae, A.<br />
Lungu, H. Iovu<br />
9 Sixième colloque franco –roumain de chimie appliquée – COFrRoCA 2010, 7 – 10 juillet 2010, Orleans France,<br />
Application de la chimie hôte- invite pour l’obtention des ceramiques speciales a travers les nano composites<br />
polymeriques hybrides inorganique organiques. Andrei Sarbu, Anita-Laura Radu, Anamaria Lungu, Luminita Mara, Victor<br />
Fruth, Sorina Alexandra Garea, Horia Iovu, Stefania Motoc, Stefan Ovidiu Dima, Tanta Verona Nicolescu , Liliana Sarbu<br />
10 A XXXI-a Conferinta Nationala de chimie, 6-8 octombrie 2010, Ramnicu Valcea, Romania Sinteza si caracterizarea unor<br />
<strong>nanocompozite</strong> <strong>polimerice</strong> hibride pe baza de compusi anorganici porosi Anita-Laura RADU, Andrei SARBU, Celina<br />
DAMIAN, Cristian NICOLAE, Raluca GABOR, Anamaria LUNGU, Tanta-Verona NICOLESCU, Stefan-Ovidiu DIMA, Horia<br />
IOVU, Emilian ZAHARIA<br />
11. A XXXI-a Conferinta Nationala de chimie, 6-8 octombrie 2010, Ramnicu Valcea, Romania Influence of monomer<br />
concentration upon ceramic material properties obtained by gel-casting Anamaria LUNGU, Francois-Xavier PERRIN ,<br />
ndrei SARBU, Tanta-Verona NICOLESCU, Anita-Laura RADU, Victor FRUTH, Emilian ZAHARIA, Mircea TEODORESCU
Cooperare internationala<br />
• Proiect Bilateral Romania Bulgaria 2010- 2012, HYBRID<br />
INORGANIC-ORGANIC POLYMER NANOCOMPOSITES<br />
PRECURSORS FOR ADVANCED MATERIALS –<br />
HIOPONAPAM Participanti: INCDCP-ICECHIM Bucuresti<br />
si Institutul de Chimie Organica al Academiei De Stiinte<br />
<strong>din</strong> Bulgaria<br />
• A fost propus un proiect de colaborare bilaterala Brancusi,<br />
Romania –Franta, cu titlul: HOST-GUEST<br />
POLYMERIZATION OF VINYL AND ACRYLIC<br />
MONOMERS IN POROUS INORGANIC STRUCTURES<br />
Participanti: INCDCP-ICECHIM Bucuresti si UNIVERSITE<br />
DU SUD TOULON- VAR Franta, aflat in evaluare<br />
• A fost depus un proiect de colaborare FP7, in care<br />
ICECHIM este partener: NEW ECO-MATERIALS FOR<br />
BUILDINGS ENVELOPE RETROFITTING TO IMPROVE<br />
ENERGY EFFICIENCY AND INDOOR COMFORT:<br />
POLYMER AND CONSTRUCTION AND DEMOLITION<br />
WASTES RECYCLING, REEF, EPSS number<br />
285330/02.12.2010, Coordonator Firma Rockwoll <strong>din</strong><br />
Danemarca, 12 parteneri
PERSPECTIVE 2011<br />
• Activitatile prevazute a se realiza in anul 2011: Sunt cele prevazute in planul de realizare<br />
<strong>din</strong> actul aditional 2010:<br />
• Etapa IV: Realizarea modelului experimental : tehnologie de laborator si<br />
demonstarea functionalitatii si utilitatii tehnologiei realizate pentru depoluarea<br />
chimica si fizica a fluxurilor gazoase, protectia prin brevet si diseminarea rezultatelor<br />
• Activitatea IV.1- Proiectare model experimental<br />
• Activitatea IV.2:Cercetari experimentale si Elaborarea documentatiei model functionaltehnologie<br />
de laborator<br />
• Activitatea IV.3: Experimentarea solutiei propuse de obtinere si utilizare a <strong>spume</strong>lor<br />
<strong>ceramice</strong> ultraporoase<br />
• Activitatea IV.4:Demonstrarea functionalitatii si utilitatii tehnologiei propuse de obtinere si<br />
utilizare a noilor <strong>spume</strong>lor <strong>ceramice</strong> ultraporoase<br />
• Activitate IV.5. Experimentarea si verificarea tehnologiei<br />
• Activitate IV.6: Proiectare si elaborare documentatie de analiza tehnico- economica<br />
• Activitate IV.7: Elaborarea Specificatiei tehnice<br />
• Activitatea IV.8. Diseminarea pe scara larga a rezultatelor prin comunicarea si publicarea<br />
nationala si internationala a lor<br />
• Activitatea IV. 9- Identificarea si atribuirea drepturilor de proprietate intelectuala asupra<br />
rezultatelor<br />
• Obiectivele ce vor fi atinse, impreuna cu rezultatele preconizate a se obtine: In conditiile<br />
finantarii tuturor acestor activitati vor fi realizate integral obiectivele si rezultatele<br />
preconizate initiale si se vor mentine elementele de originalitate propuse initial<br />
• Estimarea necesarului de finantare pentru ultimul an de implementare (in limita bugetului<br />
acceptat initial pentru anul 2011): Conform act ad. 2010 suma pentru anul 2011 este de<br />
1594222 lei Buget+ 5000 lei Cofinantare. In conditiile unei finantari la nivelul prevazut<br />
initial pentru 2011 (854000 lei), se vor remodela activitatile astfel incat sa fie realizate<br />
obiectivele si elementele originale ale proiectului.