Structural Changes in Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition-Modified Ultra-high Molecular Weight Polyethylene, Ballistic Textiles During Accelerated Ageing

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

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1215529

Warianty tytułu

PL

Zmiany strukturalne zmodyfikowanego techniką PACVD polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej; tekstylia balistyczne podczas przyśpieszonego starzenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to compare the susceptibility of the plasma assisted chemical vapour deposition (PACVD) - surface modification of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibrous composite to conditions of use and storing simulated by accelerated aging. Aspects of heksametylodisiloksan (HMDSO) implementation as donor for deposited during PACVD modification nanolayer as well as the selection of a new textile carrier were discussed. For the identification of potential changes in PACVD - modified UHMWPE, with, the Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) and Scanning Electron Microscopy with X-ray microanalysis (SEM/EDS) techniques were applied. The PACVD surface modification of UHMWPE showed insignificant changes in structural properties after using temperature or simultaneously temperature and humidity ageing factors. The process of accelerated ageing confirmed the time-stable presence of silicon contained in the polymer layer in both cases: when temperature or simultaneously temperature and humidity were used as accelerated aging factors. No significant changes in the morphology nor topography of the fibrous materials tested were found, subjected or not to the process of PACVD - modification using the HMDSO as a substrate for the surface-deposited polymer.

PL

Weryfikację funkcjonalności modyfikacji powierzchni z wykorzystaniem technologii chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym (PACVD) polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) przeprowadzono po procesie przyśpieszonego starzenia z wykorzystaniem temperatury lub równocześnie temperatury i wilgotności jako czynników przyspieszających starzenie. Modyfikację przeprowadzono przez naniesienie polimeru wytworzonego na bazie heksametylodisiloksanu (HMDSO). Celem prowadzonych badań było porównanie podatności zmodyfikowanych techniką PACVD włókien UHMWPE na symulowane warunki użytkowania i przechowywania w czasie przyśpieszonego starzenia. Do zidentyfikowania potencjalnych zmian w powierzchni zmodyfikowanych techniką PACVD włókien UHMWPE zastosowano techniki ATR-FTIR oraz SEM/EDS. Proces modyfikacji powierzchni UHMWPE z wykorzystaniem procesu PACVD wykazał nieznaczne zmiany właściwości strukturalnych po procesie przyspieszonego starzenia z wykorzystaniem temperatury lub równocześnie temperatury i wilgotności jako czynników przyspieszających starzenie. Proces przyspieszonego starzenia wykazał stabilność warstwy polimerowej w obu przypadkach: temperatury lub temperatury i wilgotności jako czynników użytych w procesie przyśpieszonego starzenia.

Słowa kluczowe

EN

chemical modification; surface modification; PACVD; composites; material properties; material strength; soft UHMWPE fibrous composite

PL

modyfikacja chemiczna; modyfikacja powierzchni; PACVD; kompozyty; właściwości materiału; wytrzymałość materiału

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 24, no. 5 (119)
• Strony: 63--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miklas M.

• Institute of Security Technology MORATEX, Łódź, Poland

autor

Struszczyk M. H.

• 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, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

autor

Puszkarz A. K.

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

autor

Wilbik-Hałgas B.

• Institute of Security Technology MORATEX, Łódź, Poland

autor

Cichecka M.

• Institute of Security Technology MORATEX, Łódź, Poland

autor

Sztajnowski S.

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

autor

Puchalski M.

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

autor

Krucińska I.

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

Bibliografia

• 1. Struszczyk MH, Urbaniak-Domagała W, Puszkarz A K, Wilbik-Hałgas B, CicheckaM, Sztajnowski S, Puchalski M, Miklas M and Krucinska I. Structural Changes in Fibrous Ballistic Materials During PACVD Modification. Fibres and Textiles in Eastern Europe 2015; 23, 6(114), 102-115, DOI: 10.5604/12303666.1167426.
• 2. Gonzales A R, Schofield R B, Hart S V. 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://ojp.gov/bvpbasi/docs/SupplementII_08_12_05.pdf?popupWindow=Y [2016-03-30].
• 3. NIJ Body Armor Standard Advisory Notice 01-2005, U.S. Department of Justice, 24.08.2005.
• 4. Madej-Kiełbik L, Błaszczyk W, Osiewała- Just L, Łandwijt M, Struszczyk M H, Kucińska-Król I. Ballistic armor for special application. Textile Research Journal, October 2015; 85, 17: 1800-1808, DOI: 10.1177/0040517515576328.
• 5. Chabba S, van Es M, van Klinken EJ, et. al. Accelerated Ageing Study of Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene Yarn and Unidirectional Composities for Ballistic Applications. J. Mater Sci. 2007, 42: 2891-2893.
• 6. http://www.dsm.com/products/dyneema/ en_GB/home.html [2016-03-30]
• 7. http://www.dyneema.com/emea/applications/life-protection/vehicle-armor/boats-and-ships.aspx [2016-03-30]
• 8. Hyun J H. A New Approach to Characterize Crystallinity by Observing the Mobility of Plasma Treated Polymer Surfaces. Polymer 2001; 42, 6473 – 6477.
• 9. 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.
• 10. Silverstein M, Breuer O and Dodiuk H. Surface modification of UHMWPE fibers. Journal of Applied Polymer Science 1994 52 (12):1785-1795.
• 11. Gao S and Zeng Y. Surface modification of ultrahigh molecular weight polyethylene fibers by plasma treatment. I. Improving surface adhesion. Journal of Applied Polymer Science 1993 47 (11):2065-2071.
• 12. Chaoting Y, Gao S and Mu Q. Effect of Low-temperature-plasma surface treatment on the adhesion of ultra-high molecular-weight-polyethylene fibre. Journal of Materials Science 1993 (28): 4883-4891.
• 13. 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, 2014, 84, 19, 2085–2093.
• 14. Struszczyk M H, Puszkarz AK, Miklas M, Wilbik-Hałgas B, Cichecka M, Urbaniak-Domagała W, Krucińska I. Effect of Accelerated Ageing on Ballistic Textiles Modified by Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD). Fibres and Textiles in Eastern Europe 2016, 24, 1(115), 83-88, DOI: 10.5604/12303666.1167429.
• 15. Redlich G, Fortuniak K. Sposób wykorzystania odpadów balistycznych wyrobów polipropylenowych. Tworzywa sztuczne i Chemia 2010, 3: 8.

Uwagi

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