Wyniki 1-4 spośród 4 dla zapytania: authorDesc:"Mariusz Siciński"

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[...]

Jak wymieszać niemieszalne, czyli rzecz o modyfikacji napełniaczy polimerowych

Czytaj za darmo! »

Już od dawna nie stosuje się "czystych" polimerów jako materiałów konstrukcyjnych. Obecnie większość tego typu materiałów to kompozyty polimerowe, w których zastosowano różnego rodzaju napełniacze. Stosowanie napełniaczy wynika z chęci poprawy właściwości, do których należą głównie właściwości mechaniczne (udarność, wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie), właściwości termiczne (palność) i odporność chemiczna. Ważne jest również zmniejszenie kosztów wyrobu. Największe znaczenie jako napełniacze ma sadza, szkło, kreda, krzemionka, mika i talk. Ostatnio w wielu interesujących zastosowaniach używa się napełniaczy węglowych w postaci rozdrobnionej i włókien. Także z powodów ekologicznych jest modne stosowanie napełniaczy pochodzenia naturalnego. Przyczyną jest szybki proces biodegradacji tej części kompozytu, który prowadzi w konsekwencji do zmniejszenia spoistości materiału i w połączeniu ze wzrostem powierzchni do znacznie szybszego rozpadu całości. W tym celu jako napełniacze stosuje się głównie celulozę i skrobie. Bez względu na to jaki rodzaj napełniacza stosuje się oraz jaka jest jego postać (proszki, włókna, płatki itp.) wykonanie dobrej jakości kompozytu jest zadaniem trudnym. Pojawia się bowiem problem, jak wymieszać niemieszalne. Znacznie większa wartość energii swobodnej powierzchni napełniaczy od polimerów powoduje, że drobne cząstki napełniaczy mają tendencję do aglomeracji. Dodatkowo brak aktywnych grup na powierzchni napełniacza powoduje, że możliwości tworzenia wiązań lub oddziaływań na granicy polimer-napełniacz są mocno ograniczone. Brak tych oddziaływań ma wpływ na adhezję polimeru do napełniacza. A to ona ma istotny i często decydujący wpływ na właściwości mechaniczne, fizyczne i termiczne kompozytów. Odziaływanie cząstki napełniacza z osnową polimerową przedstawiono schematycznie na rysunku 1. Dlatego chcąc wymieszać niemieszalne należy zmniejszyć powierzchniową energię swobodną napełniaczy, zwiększyć zwilża[...]

Kompozyty elastomerowe z dodatkiem grafenu lub MWCNT modyfikowanych plazmochemicznie

Czytaj za darmo! »

Napełniacze węglowe są powszechnie stosowane w przemyśle gumowym, a ich najważniejszą funkcją jest poprawa właściwości mechanicznych wulkanizatów. W przypadku sadzy, grafenu czy nanorurek węglowych większa polarność powierzchni skutkuje tendencją do aglomeracji napełniacza w niepolarnej matrycy kauczukowej [1]. Skutkiem jest obniżenie oczekiwanego efektu wzmacniającego związane ze zmniejszeniem aktywnej powierzchni cząstek napełniacza zdolnych do oddziaływań z makrocząsteczkami kauczuku [2]. Brak lub niewielka ilość aktywnych grup chemicznych na powierzchni cząstek badanych materiałów mocno ogranicza oddziaływania na granicy faz matryca-napełniacz. Obecnie proponowane metody kompatybilizacji takiego układu są niewystarczające. W ostatnich latach czołowe światowe jednostki naukowo-przemysłowe zajmujące się technologią gumy pracują nad zastosowaniem plazmy niskotemperaturowej do modyfikacji napełniaczy [3, 4]. Zarówno grafen, jak i nanorurki węglowe od momentu odkrycia przyciągają uwagę różnorodnych środowisk naukowych. Ze względu na unikatowe właściwości mechaniczne, elektryczne oraz cieplne [5] stały się jednymi z najbardziej obiecujących materiałów mogących mieć zastosowanie jako zaawansowane napełniacze w różnego rodzaju kompozytach, m.in. polimerowych [6]. Okazuje się jednak, że problemem jest uzyskanie kompozytu o zadowalającej dyspersji cząstek napełniacza. Odpowiedzialna jest za to mało aktywna warstwa wierzchnia nanorurek węglowych oraz grafenu, z amorficzną warstwą węgla, zmniejszająca oddziaływania na granicy faz matryca-napełniacz. Aglomeracja, szczególnie w przypadku nanorurek węglowych tworzących swego rodzaju splątane kłębki, sprawia, że uzyskany kompozyt nie osiąga oczekiwanych właściwości wytrzymałościowych. Jako jeden ze sposobów na zmianę aktywności chemicznej napełniaczy węglowych proponuje się sfunkcjonalizowanie ich grupami kwasowymi, aminowymi czy fluorowymi, przez tworzenie wiązań kowalencyjnych [7]. Cor[...]

 Strona 1