Effect of Accelerated Ageing on Ballistic Textiles Modified By Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD)

• Autorzy: Struszczyk M. H. , Puszkarz A. K. , Miklas M. , Wilbik-Hałgas B. , Cichecka M. , Urbaniak–Domagała W. , Krucińska I.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1167429

Warianty tytułu

PL

Wpływ przyspieszonego starzenia na tekstylia balistyczne zmodyfikowane techniką plazmy niskotemperaturowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The functionalisation of textile products and materials using the low temperature plasma technique is increasingly used in industrial practice, mainly because of the many benefits, often unattainable with the use of other techniques. The study focused on the modification of the composite textile materials - sheets of Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) fibres (Dyneema® SB51) by applying the surface deposition of silicone-like polymer in an environment of low temperature plasma. The aim of this study was to evaluate changes in the mechanical and physical properties of modified ballistic textiles under simulated storage conditions in accelerated time. Based on experiences in planning the research on accelerated aging, a test programme was developed for the assessment of changes during the aging process in ballistic fibrous materials under various environmental conditions. The process of low temperature plasma modification affected the mechanical properties of the ballistic composite textile materials during the accelerated ageing using temperature or temperature and humidity. The effect of the modification varied with the mechanical properties investigated.

PL

Funkcjonalizacja tekstylnych produktów i materiałów, przy zastosowaniu techniki plazmy niskotemperaturowej, jest coraz częściej stosowana w praktyce przemysłowej, głownie ze względu na wiele korzyści, często nieosiągalnych dla innych technik modyfikacji. W prezentowanych badaniach skupiono się na modyfikacji kompozytowych materiałów tekstylnych wykonanych z włókien polietylenowych o znaczącej masie cząsteczkowej (Dyneema® SB51) poprzez depozycję powierzchniową polimerów silanowych w środowisku plazmy niskotemperaturowej. Celem pracy była ocena zmian w właściwościach mechanicznych i fizycznych zmodyfikowanych tekstyliów balistycznych pod wpływem symulowanych warunków przechowywania w badaniach przyspieszonego starzenia. Program badań został opracowany na podstawie doświadczeń w planowaniu badań przyspieszonego starzenia, celem określenia zmian w włókienniczym materiale balistycznym zachodzących w czasie starzenia, w różnych warunkach środowiskowych. Proces modyfikacji plazmą niskotemperaturową wywoływał zmiany w właściwościach mechanicznych kompozytowych materiałach balistycznych podczas przyspieszonego starzenia przy zastosowaniu jako czynnika starzeniowego: temperatury lub temperatury i wilgotności. Obserwowane tendencje zmian w właściwościach różniły się w zależności od badanej cechy materiału.

Słowa kluczowe

EN

UHMWPE fibrous composites; low temperature plasma assisted deposition; accelerated aging

PL

UHMWPE; kompozyty włókniste; plazma niskotemperaturowa; przyspieszone starzenie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 24, no. 1 (115)
• Strony: 83--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Struszczyk M. H.

• Institute of Security Technology MORATEX, Łódź, Poland

autor

Puszkarz A. K.

• Department of Material and Commodity Sciencs and Textile Metrology, Faculty of Material Technologies and Textile Design, Technical University of Lodz, Łódź, Poland

autor

Miklas M.

• Institute of Security Technology MORATEX, Łódź, Poland

autor

Wilbik-Hałgas B.

• Institute of Security Technology MORATEX, Łódź, Poland

autor

Cichecka M.

• Institute of Security Technology MORATEX, Łódź, Poland

autor

Urbaniak–Domagała W.

• Department of Material and Commodity Sciencs and Textile Metrology, Faculty of Material Technologies and Textile Design, Technical University of Lodz, Łódź, Poland

autor

Krucińska I.

• Department of Material and Commodity Sciencs and Textile Metrology, Faculty of Material Technologies and Textile Design, Technical University of Lodz, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Morent R, De Geyter N, Verschuren J, De Clerck K, Kiekens P, Leys C. Non-Thermal Plasma Treatment of Textiles. Surface & Coatings Technology 2008; 202, 14: 3427-3449.
• 2. Hyun JH. A new approach to characterize crystallinity by observing the mobility of plasma treated polymer surfaces. Polymer 2001; 42, 6473 – 6477.
• 3. Marais S, Metayer M, Poncin-Epaillard F. Effect of a plasma treatment on water diffusivity and permeability of an unsaturated polyester resin. J. Fluorine Chem. 2001; 107: 199 – 203.
• 4. Gonzales AR, Schofield RB, Hart SV. Third Status Report to the Attorney General on Body Armor Safety Initiative Testing and Activities, 24.08.2005, U.S. Department of Justice Office of Justice Programs, National Institute of Justice; http://www.ojp.usdoj.gov/bvpbasi/docs/SupplementII_08_12_05.pdf?popupWindow=Y [2014-01-30].
• 5. MacManus LF, Walzar MJ, McIntyre NS. Study of ultraviolet light and ozone surface modification of polypropylene. J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1999; 37: 2489-2501.
• 6. Oosterom R, Ahmed TJ, Poulis JA, Bersee HEN. Adhesion performance of UHMWPE after different surface modification techniques. Medical Engineering & Physics 2006; 28: 323-330.
• 7. Shi X, Wang Q, Xu L, Ge S, Wang Ch. Hydrogenated diamond-like carbon film deposited on UHMWPE by RF-PECVD. Appl. Surf. Sc. 2009; 255: 8246-8251.
• 8. Liu H, Pei Y, Xie D, Deng X, Leng YX, Jin Y, Huang N. Surface modification of ultra –high molecular weight polyethylene (UHMWPE) by argon plasma. Appl. Surf. Sci. 256, 2010, 3941-3945.
• 9. Huang Y, Economy J. Wear properties of UHMWPE/aromatic thermosetting copolyester blends in unlubricated slinding. Wear 2007; 262: 943-948.
• 10. Li CX, Bell T. Potential of plasma nitriding of polymer for improved hardness and wear resistance. Journal of Materials Processing Technology 2005; 168, 2: 219-224; doi:10.1016/j.jmatprotec.2004.10.018.
• 11. Ohta M, Hyon SH, Oka M. Wear resistance of lightly cross linked ultrahigh-molecular-weight polyethylene crystalized form the melt under uniaxial compression. Wear 1999: 225-229, 312-318.
• 12. Ge S, Wang Q, Zhang D, Zhu H, Xiong D, Huang Ch, Huang X. Friction and wear behavior of nitrogen ion implanted UHMWPE against ZrO2 ceramic. Wear 2003; 255: 1069-1075.
• 13. Shi W, Li XY, Dong H. Improved wear resistance of ultra-high molecular weight polyethylene by plasma immersion ion implantation. Wear 2001; 250: 544-552.
• 14. Xiong D, Gao Z, Jin Z. Friction and wear properties of UHMWPE against ion implanted titanium alloy. Surface &Coatings Technology 2007; 201: 6847-6850.
• 15. Shi X, Wang Q, Xu L, Ge S, Wang Ch. Hydrogenated diamond-like carbon film deposited on UHMWPE by RF-PECVD. Appl. Surf. Sc. 2009; 255: 8246-8251.
• 16. Struszczyk MH, Puszkarz AK, Wilbik-Hałgas B, Cichecka M, Litwa P, Urbaniak-Domagała W, Krucinska I. The surface modification of ballistic textiles using plasma-assisted chemical vapor deposition (PACVD). Textile Research Journal in press
• 17. Fejdyś M, Łandwijt M, Struszczyk MH. Effect of Accelerated Ageing Conditions on he Degradation Process of Dyneema® Polyethylene Composites. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2011; 19, 1(84): 60-65.
• 18. Struszczyk MH, Gutowska A, Palys B, et al. Accelerated Ageing of the Implantable, Ultra-Light, Knitted Medical Devices Modified by Low-Temperature Plasma Treatment - Part 1. Effects on the Physical Behaviour. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 6B: 121-127.
• 19. Kucharska M, Struszczyk MH, Cichecka M, et al. Prototypes of Primary Wound Dressing of Fibrous and Quasi-Fibrous Structure in Terms of Safety of Their Usage. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 6B: 142-148.
• 20. Redlich G, Fortuniak K. Tworzywa Sztuczne i Chemia 2010; 3: 8.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.