Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The preliminary studies of a structure and electrospinning of new polyurethanes based on synthetic atactic poly[(R, S)-3-hydroxybutyrate]

Sajkiewicz P., Brzeska J., Denis P., Sikorska W., Kowalczuk M., Rutkowska M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2014

|

Vol. 62, nr 1

55--60

EN

Novel polyurethanes based on synthetic, atactic poly[(R, S)-3-hydroxybutyrate] (a-PHB) and polycaprolactone (PCL) or polyoxytetramethylene (PTMG) diols were synthesized. It was shown that the presence of a-PHB within soft segments reduces crystallinity of PUR. Because of the low melting temperature for polyurethanes with PCL in soft segments, at this stage of work, electrospinning was limited to polyurethanes containing PTMG and a-PHB. Polyurethane containing 80% of PTMG and 20% of a-PHB was electrospun at various parameters from hexafluoro-2-propanole solution, resulting in formation of fibers with the average diameter ca. 2 μm. The fiber diameter decreased with decreasing polymer concentration in a solution and was practically insensitive to the needle-collector distance in the applied range of distances.

2

Investigations of polycaprolactone/gelatin blends in terms of their miscibility

Kolbuk D., Sajkiewicz P., Denis P., Choinska E.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2013

|

Vol. 61, nr 3

629--632

EN

Synthetic and natural polymers blends represent a new brand of materials with application in wound healing, scaffolds or drug delivery systems. Polycaprolactone/gelatin (PCL/Gt) blends were analyzed in terms of their miscibility. The PCL structure was investigated as a function of Gt content. Changes in the PCL spherulitic structure with Gt content were investigated by a polarizing-interference microscope. The analysis of the glass transition temperature (Tg) of both components as a function of PCL/Gt ratio by differential scanning calorimetry indicates that the system of polycaprolactone/gelatin belongs to a type of s.c. compatible system, being intermediate between miscible and immiscible systems. There is possibility of very limited miscibility of both components. Supplementary wide angle X-ray scattering results are presented.

3

Kinetyka niestacjonarnej krystalizacji polimerów

Sajkiewicz P.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2003

|

nr 3

3-112

PL

Praca przedstawia wkład autora w próbę opisu kinetyki krystalizacji polimerów. Modele stacjonarne stosowane z powodzeniem do opisu kinetyki krystalizacji substancji małocząsteczkowych, często nie pozwalają na właściwy opis przemiany w przypadku polimerów. Prowadzone przez autora badania koncentrowały się na doświadczalnych badaniach kinetyki krystalizacji polimerów w warunkach izotermicznych i nieizotermicznych oraz na próbach zastosowania do opisu kinetyki modelu niestacjonarnego, zaproponowanego przez Ziabickiego [116, 117]. W pracy pokazano nieadekwatność modeli stacjonarnych i quasi-stacjonarnych do opisu kinetyki krystalizacji polimerów, opracowano metodę wyznaczania ilościowych parametrów kinetyki przemiany zgodnie z modelem niestacjonarnym oraz wyznaczono charakterystyki kinetyczne dla różnych polimerów. W rozdziale drugim, poświeconym przeglądowi literatury, omówiono termodynamikę zarodkowania pierwotnego i wzrostu kryształów (rozdział 2.1) oraz przedstawiono modele opisujące kinetykę krystalizacji w warunkach izotermicznych i nieizotermicznych wraz z próbami ich stosowania do opisu wyników badań eksperymentalnych (rozdział 2.2). Wyniki opublikowane w cytowanej literaturze wskazują na istotne znaczenie efektów czasowych w krystalizacji polimerów. Spodziewane są zarówno efekty relaksacyjne w termicznym mechanizmie zarodkowania jak i zarodkowanie atermiczne. Modele stosowane powszechnie do opisu kinetyki krystalizacji polimerów nie uwzględniają bezpośrednich zależności szybkości krystalizacji od czasu, a w konsekwencji nie opisują dobrze eksperymentalnie wyznaczanych charakterystyk kinetycznych procesu. Pojawia się potrzeba stosowania do opisu kinetyki krystalizacji polimerów modeli zawierających zależność szybkości krystalizacji od czasu. W rozdziale trzecim przedstawiono wyniki prac doświadczalnych prowadzonych przez autora. Badania kinetyki krystalizacji prowadzono zarówno w warunkach izotermicznych, jak i przy stałej szybkości chłodzenia. Badania prowadzono na różnych polimerach przy zastosowaniu różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) oraz mikroskopii optycznej. Zastosowanie kalorymetrii różnicowej jako podstawowej metody badań umożliwiło wykonanie pomiarów kinetyki przemiany z dużą częstością próbkowania, rzędu kilku punktów na sekundę, nieosiągalną innymi technikami. Tak duża częstość jest niezwykle istotna dla dokładności przeprowadzonej analizy. Zastosowanie mikroskopii optycznej jako metody uzupełniającej umożliwiło bezpośrednie pomiary szybkości zarodkowania i wzrostu sferolitów, pozwalające na fizyczną interpretację krzywych kalorymetrycznych. Istotnym elementem pracy jest część poświecona metodyce interpretacji wyników (rozdział 3.4). W przeprowadzonych badaniach stosowano dwie różne procedury wyznaczania parametrów charakteryzujących kinetykę przemiany. Uzyskane wyniki wskazują na dużą złożoność procesu krystalizacji polimerów, będącego superpozycją różnych mechanizmów zarodkowania. Analiza wpływu historii termicznej wskazuje, iż warunki topienia stosowane zwykle w praktyce laboratoryjnej i przemysłowej, nie umożliwiają osiągnięcia stanu równowagi przez rozkłady agregatów molekularnych w stopionym polimerze [19, 20]. Skutkiem tego jest zapoczątkowanie przemiany krystalizacji od zarodkowania na stosunkowo dużych, nierównowagowych agregatach, istniejących w stopie jeszcze przed rozpoczęciem chłodzenia. W sytuacji, gdy agregaty te są w wysokich temperaturach podkrytyczne, ze względu na duży wymiar krytyczny, a stają się stabilnymi zarodkami krystalizacji w niższych temperaturach, poprzez zmianę kryterium stabilności, zarodkowanie to jest klasycznym procesem atermicznym. Uzyskane wyniki wskazują tez na znaczny udział zarodkowania heterogenicznego w początkowej fazie krystalizacji. W miarę wyczerpywania się zarodków atermicznych i heterogenicznych ujawnia się w trakcie krystalizacji proces zarodkowania homogenicznego, zachodzący ze stosunkowo małą szybkością według klasycznego mechanizmu termicznego. Autor pokazał, iż złożony kształt zależności szybkości krystalizacji od czasu (temperatury) odzwierciedla superpozycję różnych mechanizmów zarodkowania. Stosowana zwykle procedura wyznaczania szybkości krystalizacji w warunkach izotermicznych z pomiaru połówkowego czasu krystalizacji prowadzi do wartości większej niż wyznaczona w niniejszej pracy szybkość stacjonarnego procesu termicznego. Wynika to z faktu, iż szybkość krystalizacji wyznaczana z połówkowego czasu krystalizacji jest wypadkową szybkości dla różnych mechanizmów zarodkowania, w tym dużej szybkości zarodkowania atermicznego oraz heterogenicznego na początku procesu. Zaproponowana przez autora metoda analizowania wyników stwarza możliwość wyznaczania stacjonarnej szybkości krystalizacji izotermicznej dla procesu zarodkowania termicznego.

4

Kinetyka krystalizacji polimerów

Sajkiewicz P.

Polimery

|

2001

|

T. 46, nr 11-12

768-776

PL

Opracowanie monograficzne poświęcone specyfice procesu krystalizacji polimerów; omówiono w nim mechanizmy zarodkowania oraz przedstawiono modele opisujące kinetykę krystalizacji. W klasycznych modelach stosowanych powszechnie do opisu kinetyki tego procesu zakłada się, iż szybkość krystalizacji jest określona wyłącznie przez temperaturę. Założenie to jest wątpliwe w odniesieniu do procesu krystalizacji polimerów, gdzie stosunkowo mała ruchliwość cząsteczkowa powinna prowadzić do pojawienia się efektów czasowych. W ostatnich latach Ziabicki opracował model kinetyki krystalizacji dopuszczający zależność szybkości krystalizacji od czasu. W przypadku klasycznego zarodkowania termicznego zależność ta jest rezultatem opóźnienia w osiąganiu szybkości stacjonarnej w danych warunkach zewnętrznych. Drugim źródłem efektów czasowych jest przebieg zarodkowania według mechanizmu atermicznego. Proces takiego zarodkowania nie wymaga pokonywania żadnych barier energetycznych i zachodzi tylko na skutek zmiany kryterium stabilności zarodka (wymiarów krytycznych) wraz ze zmianą warunków zewnętrznych. Wyniki doświadczalne wskazują na bezpośrednią zależność szybkości krystalizacji polimerów od czasu w procesie zarówno izo-, jak i nieizotermicznym. Jest ona rezultatem przede wszystkim zarodkowania atermicznego na niecałkowicie stopionych krystalitach, jak również występowania efektów relaksacyjnych w późniejszym zarodkowaniu termicznym. Wskazano, że model Ziabickiego można stosować do opisu kinetyki krystalizacji polimerów.

EN

A review with 57 refs. covering nucleation modes and models of polymer crystallization kinetics. The classical models assume the rate of crystallization to be related to temperature only. For materials exhibiting low molecular mobility, e.g., polymers, time effects appear justified. Ziabicki's model [51-53] allows the rate to be related to time. In thermal nucleation, this relation stems from the delay of the steady-state condition to become established under specific external conditions. The athermal mechanism of nucleation produces another time effect. It involves no potential barriers to be overcome by a cluster to become a nucleus and proceeds only on account of the change in the criterion for the nucleus stability (critical size) as external conditions are modified. Experiments showed the (iso and non-isothermal) crystallization rate to be directly related to time. The underlying phenomenon involves the athermal nucleation occurring on crystal residues left in the melt and the relaxation effect upon subsequent thermal nucleation. The applicability of Ziabicki's model is demonstrated.

5

Temperature calibration in the cooling operation mode of the UNIPAN-TERMAL 605 M model DSC calorimeter

Sajkiewicz P., Wasiak A.

Polimery

|

2000

|

T. 45, nr 9

608-513

EN

A method [5] of temperature calibration of the differential scanning calorimeter operated in the cooling mode is described on the example of a UNIPAN-TERMAL 605 M DSC instrument. Such a calibration is important in studying the nonisothermal crystallization of materials that crystallize at a slow rate, e.g., polymers. The result of measurement is shown to be related to the rate of temperature change and to sample mass. Application of extraneous coolant, e.g., liquid nitrogen, leads to an additional effect.

PL

Opisano zastosowanie nowej metody kalibracji temperaturowej [5] różnicowego kalorymetru skaningowego w trybie chłodzenia na przykładzie kalorymetru 605 M firmy Unipan-Termal. Stwierdzono, że wynik pomiaru zależy od szybkości zmiany temperatury (chłodzenie próbki), masy próbki oraz zastosowania dodatkowego czynnika chłodzącego (ciekłego azotu). Metoda kalibracji podczas chłodzenia może mieć znaczenie w badaniach nieizotermicznej krystalizacji materiałów krystalizujących powoli, np. polimerów.

6

Relaksacyjny charakter przemian fazowych i mezofazowych w poli(sebacynianie 3-metylo-4,4'-dihydroksybenzofenonu)

Makaruk L., Dąbrowski K., Sajkiewicz P.

Polimery

|

1999

|

T. 44, nr 1

45-52

PL

Przedstawiono wyniki badań zjawisk relaksacyjnych związanych z przemianami fazowymi i mezofazowymi zachodzącymi podczas ogrzewania polimerów ciekłokrystalicznych. Jako obiekt badań wybrano poli(sebacynian 3-metylo-4,4'-dihydroksybenzofenonu) ze względu na dogodny do przeprowadzenia pomiarów zakres temperaturowy przemian mezofazy. Badania obejmowały zakres od temperatury pokojowej, w której próbki były krystaliczne, do temp. 85°C odpowiadającej całkowitemu stopieniu i izotropizacji próbek (w niektórych badaniach próbki ogrzewano do temp. 130°C). W tym zakresie przeprowadzono badania metodami DSC (szybkość ogrzewania 10 lub 5 deg/min), rentgenograficzną oraz termooptyczną (pomiary intensywności światła depolaryzowanego przez ogrzewaną i chłodzoną próbkę polimeru). Na podstawie wyników badań stwierdzono, że w przypadku termotropowych polimerów ciekłokrystalicznych zjawisko topnienia fazy krystalicznej zachodzi w określonym przedziale zarówno czasowym, jak i temperaturowym. W pewnym zakresie temperatury (tu 50—80°C) faza krystaliczna może współistnieć z mezofazą, czego nie spotyka się w przypadku małocząsteczkowych ciekłych kryształów. W badaniu tych zjawisk okazały się użyteczne zarówno różne szybkości ogrzewania jak i połączenie kilku metod badawczych, w tym rzadko dotychczas stosowanej metody analizy termooptycznej.

EN

Relaxation phenomena were studied on phase and mesophase transitions in poly(3-methyl-4,4'-dihydroxybenzophenone sebacate), a liquid crystalline polymer endowed with an experimentally convenient temperature range of mesophase existence. DSC thermograms (1, 5 or 10 K/min) were recorded from room temperature, at which the compound was crystalline, to the isotropization temperature (85°C), and in some cases up to 130°C. X-ray patterns were recorded and depolarized light intensity was measured in relation to temperature with a heated or cooled polymer film used as depolarizer. The data show liquid-crystalline thermo-tropic polymers to melt within a well-defined time and temperature range. Over 50—80°C, the crystalline phase coexisted with the mesophase, a fact not encountered in low-molecular-weight pure liquid crystals. The joint application of DSC at varying heating rates and of thermooptic analysis provided complementary information on phase transitions in macromolecular liquid crystals.