Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"DARIUSZ M . BIELIŃSKI"

Zastosowanie techniki nanoindentacji w badaniach materiałów polimerowych


  Przedstawiono wybrane przykłady zastosowania techniki nanoindentacji do badania powierzchniowego gradientu usieciowania wulkanizatów, migracji powierzchniowej małocząsteczkowych składników mieszanki gumowej i segregacji powierzchniowej w mieszaninach polimerowych, parametrów obróbki chemicznej lub fizycznej powierzchni polimerów w celu uzyskania żądanego stopnia jej modyfikacji i warunków fotopolimeryzacji żywicy poliestrowej z punktu widzenia właściwości użytkowych powłoki, oraz monitorowania procesów starzenia polimerów lub oceny odporności materiałów polimerowych na pęcznienie w paliwach. Wykazano istnienie gradientu gęstości usieciowania wulkanizatów, wskazując na jego podłoże i konsekwencje. Przedstawiono metodykę oznaczania grubości małocząsteczkowych wykwitów na powierzchni gumy z zastosowaniem nanoindentacji. Udowodniono, że możliwa jest nie tylko migracja powierzchniowa małocząsteczkowych składników mieszanki gumowej, ale i segregacja polimerowych składników mieszanin. Przedstawiono również wpływ pęcznienia w paliwie Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, Oddział Zamiejscowy Elastomerów i Technologii Gumy, Piastów; Politechnika Łódzka Dariusz M. Bieliński* Zastosowanie techniki nanoindentacji w badaniach materiałów polimerowych Use of nanoindentation technique for studying polymeric materials Oddział Zamiejscowy Elastomerów i Technologii Gumy w Piastowie, Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, ul. Harcerska 30, 05-820 Piastów, tel.: (22) 723-60-25, fax: (22) 723-71-96, e-mail: d.bielinski@ipgum.pl Prof. dr hab. inż. Dariusz M. BIELIŃSKI w roku 1987 ukończył studia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Łódzkiej. Stopień doktora w dziedzinie technologii chemicznej uzyskał w 1993 r. na University of Strathclyde, Glasgow (Wielka Brytania). W 2002 r. obronił habilitację z obszaru technologii chemicznej na Wydziale Chemicznym Politechniki Łódzkiej. Od 2010 r. jest p[...]

Application of ion bombardment to modification tribological properties of rubber

Czytaj za darmo! »

So far, ion irradiation used to be applied mainly for modification of metals and ceramics [1]. Recent works on its effects towards polymers are devoted mainly to plastomers [2], whereas papers on ion beam treatment of elastomers are mostly associated with medical applications [3]. Despite the influence of energetic ions on composition and structure of engineering semicrystalline polymers seems to be well established [4], knowledge on effects possible to obtain for amorphous elastomers still remains unexplored. Ion beam treatment seems to be very promising technique, especially for elastomers, because of the extent of modification limited to the top surface layer of materials, not exceeding some micrometers, leaving overall elasticity of rubber parts intact. From our recent work it follows, that interactions between ion beam and rubber macromolecules seem to be mainly of energetic character [5]. As a result hydrogen release takes place, which initiate further modification of rubber. Depending on its macromolecular structure, graphitization can be preferably accompanied either by degradation or crosslinking. The former produces free radicals, as a result of chain scission, which readily attract oxygen and modify surface polarity of elastomers. The latter makes their surface layer shrunk, what results in microcracking and development of surface geometry, which together with an increased hardness can modify frictional contact area. EXPERIMENTAL Materials Conventional vulcanizates based on: natural (NR), styrene-butadiene (SBR), butadiene-acrylonitrile rubber (NBR) or its mixes with chloroprene rubber (CR), as well as special elastomers: thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic polyolefine (TPE) elastomer, silicone (Q), chloroprene (CR) and hydrogenated butadiene-acrylonitrile (HNBR) rubbers - Table 1, were subjected to irradiation by ions of various mass and chemical reactivity: H+, He+, F+ or Ar+. The treatment was realiz[...]

Wpływ morfologii warstwy wierzchniej na zużycie ścierne polimerowych materiałów dentystycznych

Czytaj za darmo! »

Historia kompozytów polimerowych na bazie dimetakrylanów jako materiałów dentystycznych liczy sobie już kilkadziesiąt lat. Od tego czasu nieprzerwanie trwają prace, mające na celu poprawę właściwości mechanicznych nowych materiałów do wypełnień oraz ich odporności na ścieranie, które zaowocowały całą serią publikacji [1÷9]. Można jednak odnieść wrażenie, że zgromadzona do tej pory wiedza w o[...]

Wpływ modyfikacji powierzchni napełniaczy mineralnych na właściwości kompozytów silikonowych

Czytaj za darmo! »

Materiały na bazie kauczuku silikonowego w wielu aspektach przewyższają właściwościami analogiczne kompozyty na bazie elastomerów węglowodorowych. Dobra stabilność termiczna, bardzo dobra odporność chemiczna, niska temperatura zeszklenia, obojętność fizjologiczna oraz szereg innych specyficznych właściwości sprawiają, iż polisiloksany są polimerami trudnymi do zastąpienia w wielu dziedzinach techniki [1]. Główną wadą kauczuków silikonowych pozostaje, poza słabą kondycją mechaniczną, ich wysoka cena. Obydwa te problemy najczęściej próbuje się rozwiązać przez dodatek napełniaczy, przede wszystkim w postaci wzmacniającej krzemionki pirogenicznej. Wprowadzenie do matrycy kauczuku znacznej ilości fazy ceramicznej nie jest jednak sprawą prostą. W ostatnich latach na rynku pojawiło się wiele alternatywnych w stosunku do krzemionki napełniaczy mineralnych, poddanych wstępnej modyfikacji powierzchniowej, których dodatek znacznie poprawia szereg właściwości użytkowych kompozytów polimerowych [2÷4]. Przez modyfikację powierzchni cząstek napełniaczy związkami o budowie zbliżonej do makrocząsteczek kauczuku osiąga się lepszą kompatybilność międzyfazową, co prowadzi do poprawy stopnia dyspersji i dystrybucji napełniacza w matrycy w porównaniu z proszkami nie poddanymi obróbce powierzchniowej. W pracy podjęto próbę wyjaśnienia wpływu modyfikacji powierzchni cząstek wybranych napełniaczy mineralnych na morfologię oraz właściwości mechaniczne silnie napełnionych kompozytów na bazie kauczuku silikonowego. Materiały do badań Matrycę elastomerową stanowił kauczuk metylowinylosilikonowy POLIMER MV-0,07 (o zawartości grup winylowych ok. 0,07% molowych) produkcji Zakładów Chemicznych "Silikony Polskie" Sp. z o.o. w Nowej Sarzynie. Kompozyt referencyjny (REF) został napełniony krzemionką strąceniową ARSIL produkcji Zakładów Chemicznych "Rudniki" S.A. Do pozostałych badanych materiałów wprowadzono dodatkowo jeden z następujących napełniaczy minera[...]

Modyfikacja tribologicznych właściwości elastomerów metodami inżynierii materiałowej


  Przedstawiono wyniki badań dotyczące objętościowej modyfikacji gumy, polegającej na wprowadzeniu do niej niewielkiej ilości ftalocyjanin, cieczy jonowych (IL) lub oligomerycznych silseskwioksanów (POSS), w ilości nie przekraczającej kilku cz. mas./100 cz. mas. kauczuku. Modyfikacja pozwala na poprawę odporności na ścieranie oraz w znaczący sposób zmniejsza opory tarcia wulkanizatów. Właściwości mechaniczne materiałów ulegają polepszeniu w wyniku poprawy stopnia dyspersji napełniacza w matrycy kauczuku. Dodatkowym efektem towarzyszącym modyfikacji, potwierdzonym metodą TGA, jest poprawa termicznej stabilności gumy, która w przypadku mieszanek zawierających POSS umożliwia eksploatację jej wulkanizatów w temp. wyższych nawet o 50°C. Badano również obróbkę powierzchni elastomerów za pomocą bombardowania jonowego lub fluorowania z fazy gazowej. Modyfikacji ulegają nawet odporne chemicznie elastomery specjalne. Najlepsze efekty tribologiczne przyniosła obróbka za pomocą wysokoenergetycznej wiązki jonów Ar+. Modyfikacja warstwy wierzchniej wulkanizatów, szczególnie przez fluorowanie, chroni dodatkowo wnętrze gumy przed pęcznieniem w paliwie, nawet podczas jej eksploatacji w podwyższonej temperaturze. Przyczyną zmniejszonego współczynnika tarcia i ochronnego działania zmodyfikowanej warstwy wierzchniej jest jej silna grafityzacja. aInstytut Technologii Polimerów i Barwników, Oddział Zamiejscowy Elastomerów i Technologii Gumy, Piastów; bPolitechnika Łódzka; cInstytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa Dariusz M. Bielińskia, b, *, Urszula Ostaszewskaa, Marta Tom aszewskaa, Mariusz Sicińskib, Jacek Jagielskic Modyfikacja tribologicznych właściwości elastomerów metodami inżynierii materiałowej Modification of tribological properties of elastomers by material engineering methods Mgr inż. Urszula OSTASZEWSKA w roku 1980 ukończyła studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej. Od 1987 r. pracuje w Instytucie[...]

Uniepalnianie i poprawa stabilności termicznej elastomerów metodami inżynierii materiałowej

Czytaj za darmo! »

Zmniejszenie palności materiałów polimerowych można osiągnąć przez przerwanie cyklu samopodtrzymującego się palenia w wyniku utworzenia bariery izolującej palący się materiał od części nieobjętej płomieniem, ograniczenia dostępu palnych gazów oraz tlenu z powietrza do strefy płomienia, a także zwiększenia przewodnictwa cieplnego spalanego materiału [1]. Efekt zmniejszenia palności materiałów elastomerowych można osiągnąć, wprowadzając do nich wodorotlenki, hydraty lub antypireny zawierające atom halogenowca [2]. Pod wpływem ognia rozkładają się one z wydzieleniem niepalnych gazów: pary wodnej, chlorowodoru i bromowodoru oraz związków halogenoalkilowych, modyfikujących wolnorodnikowy mechanizm spalania. Emitowane podczas spalania HCl czy HBr są toksyczne, a ponadto wykazują właściwości korozyjne. Poszukuje się zatem równie skutecznych, ale mniej niebezpiecznych dla środowiska związków zawierających atom halogenowca [3]. Przewodnictwo cieplne materiałów elastomerowych można z kolei zwiększyć, wprowadzając do nich napełniacze mineralne, takie jak talk, kreda czy krzemionka [4]. Niektóre z tych napełniaczy, oprócz poprawy przewodnictwa cieplnego, sprzyjają tworzeniu się koksu izolującego strefę spalania od dopływu tlenu. Rolę izolatora cieplnego pełnią natomiast warstwowe krzemiany organiczne, które również tworzą na powierzchni spalanego materiału szczelną warstwę koksu stanowiącego barierę dla produktów pirolizy [5]. Izolacyjna warstwa ochronna powstaje także w wyniku spalania materiału zawierającego ekspandowany grafit [6] czy powierzchniowej migracji antypirenów [7]. Połączenie efektu izolacyjnego i poprawę przewodności cieplnej kompozytów można również osiągnąć, stosując napełniacze modyfikowane związkami halogenowymi [8]. W pracy przedstawiono nowe możliwości w obszarze uniepalniania i poprawy stabilności termicznej elastomerów, polegające na: -- wprowadzeniu do nich różnych odmian ftalocyjaniny miedziowej w sposób bezpo[...]

Effect of mineral fillers on properties of silicone rubber-based ceramizable composites. Part 1. Kinetics of vulcanization and mechanical properties of composites Wpływ napełniaczy na właściwości kompozytów ceramizujących na bazie kauczuku silikonowego. Cz. I. Kinetyka wulkanizacji i właściwości mechaniczne kompozytów DOI:10.12916/przemchem.2014.1291


  A silicone rubber was filled with fumed SiO2 and CaO, kaolin, CaCO3, surface-modified CaCO3 or octaphenyl silsesquioxane (POSS) or/and a glassy frit, conditioned for 96 h, cured with 2,4-dichlorobenzoyl peroxide and studied for mech. properties. The addn. of kaolin resulted in the highest tensile strength. The addn. of POSS increased the stability of mix processing, addn. of CaO ensured high tear resistance, while the addn. of CaCO3 decreased hardness. The addn. of surface-modified CaCO3 resulted in the highest friction wear resistance. Przedstawiono wpływ dodatku różnych napełniaczy na właściwości silikonowych kompozytów zdolnych do ceramizacji pod wpływem działa-nia ognia i wysokiej temperatury. Materiały te są coraz powszechniej stosowane w przemyśle kablowym do produkcji przewodów elektrycznych mogących podtrzymać funkcjonowanie instalacji elektrycznych nawet przez 120 min w warunkach pożaru. Wyznaczono kinetykę wulkanizacji kompozytów ceramizujących bezpośrednio po sporządzeniu oraz po kondycjonowaniu w warunkach zbliżonych do magazynowych. Oznaczono również ich właściwości mechaniczne i fizyczne. Silikonowe kompozyty ceramizujące są materiałami typu dyspersyjnego, w których fazę ciągłą stanowi kauczuk silikonowy natomiast 1292 93/8(2014) aaa aaa Dr inż. Magdalena ZARZECKA-NAPIERAŁA w roku 2001 ukończyła studia na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. Jest adiunktem na macierzystym wydziale. Specjalność - inżynieria materiałowa. Dr hab. inż. Zbigniew PĘDZICH pracuje w Katedrze Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH. Jest również Prezesem Polskiego Towarzystwa Ceramicznego. Specjalność - wytwarzanie i badania właściwości materiałów kompozytowych. fazę rozproszoną tworzy zespół napełniaczy mineralnych o wysokiej odporności termicznej a często dodatkowo także szkliwo tlenkowe o relatywnie niskiej te[...]

Effect of mineral fillers on properties of silicone rubber-based ceramizable composites. Part 2. Characteristics of a mineral phase produced by ceramization of composites Wpływ napełniaczy na właściwości kompozytów ceramizujących na bazie kauczuku silikonowego. Cz. II.** Charakterystyka fazy mineralnej powstałej w wyniku ceramizacji kompozytów DOI:10.12916/przemchem.2014.1684


  Com. Si rubber was mixed with mineral fillers (kaolin, CaCO3, surface-modified CaCO3, CaO or octaphenyl silsesquioxane), fumed SiO2 and fluxing agent used as a dispersed phases, cured with (2,4-Cl2C6H3COO)2 and heat-treated at 1000°C for 2 h to form a ceramic phase and then studied for morphol. (porosymetry, scanning electron microscopy), and for compression strength. The best results were achieved when CaO and CaCO3 were used as fillers. Przedstawiono wpływ różnych napełniaczy mineralnych jako fazy rozproszonej w kompozytach silikonowych na właściwości fazy ceramicznej powstałej w efekcie ich termicznej ceramizacji. Zbadano morfologię otrzymanych faz ceramicznych metodą porozymetrii i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z mikroanalizą rentgenowską (EDS) oraz ich wytrzymałość na zewnętrzne obciążenia mechaniczne. Ceramizacja jest procesem fizykochemicznej transformacji kompozytu dyspersyjnego o osnowie polimerowej (najczęściej polisiloksanowej), zawierającego mineralną fazę rozproszoną, w ciągłą porowatą fazę ceramiczną, w wyniku ekspozycji na działanie podwyższonej temperatury i/lub ognia. Dzięki temu możliwe jest polepszenie ognioodporności zarówno samego materiału kompozytowego, jak i elementów w jego osłonie. Szybkie i efektywne **) Cz. I10) tworzenie się 93/10(2014) 1685 Table 2. Composition of the mixes studied, % by mass Tabela 2. Skład badanych mieszanek, % mas. Składnik KAO KRE SOC CAO POS Kauczuk silikonowy 100 100 100 100 100 Aerosil 200 40 40 40 40 40 Nadtlenek 2,4-dichlorobenzoilu 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 FR 2055 20 20 20 20 20 Kaolin 20 - - - - Kreda - 20 - - - Kreda Socal - - 20 - - CaO - - - 20 - POSS - - - - 20 Table 3. Force required to destroy samples after ceramization depending on the kind of filler being used, N Tabela 3. Siła potrzebna do zniszczenia próbek po ceramizacji w zależności od rodzaju zastosowanego napełniacza, N Próbka KAO KRE SOC CAO POS Fmaks 141 325 524 433 293 powłoki cera[...]

 Strona 1