Poliuretanowe struktury kompozytowe z tkaninami 3D

• Autorzy: Ryszkowska J. , Auguścik M. , Leszczyńska M. , Mizera K. , Wierzbicki Ł , Szymczak T. , Lasota P. , Lipert K. , Półka M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.9.5

Warianty tytułu

EN

Polyurethane composite structures with 3D fabrics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań były poliuretany (PUR) zaliczane do grupy materiałów absorbujących energię, o potencjalnym zastosowaniu do wytwarzania elementów konstrukcji tarcz chroniących ratowników przed falą uderzeniową. W celu zwiększenia zdolności tych materiałów do absorpcji energii na ich bazie wykonano struktury kompozytowe z udziałem poliestrowych tkanin 3D. Do badań użyto poliuretanów o różnej twardości (40, 85 i 95 ShA). Testy udarnościowe przeprowadzono dwiema metodami z wykorzystaniem kolumnowego młota udarowego Dynatup 9250HV i stanowiska do badania zdolności do pochłaniania siły uderzenia,zbudowanego na podstawie brytyjskiej normy BS 7971-4:2002. Oceniane próbki poliuretanów o różnej twardości cechowała podobna zdolność do absorpcji energii (powyżej 82 J), natomiast kompozyty na osnowie poliuretanowej z udziałem tkaniny poliestrowej 3D akumulowały większą ilość energii uderzenia (powyżej 87 J).

EN

Polyurethanes (PUR), which are known to exhibit energy absorption properties, have been selected for use as structural elements of the shields protecting the rescuers from the shockwaves. In order to increase the ability of these materials to absorb energy the composite structures containing polyester 3D fabrics have been prepared. Polyurethanes of various hardness (40, 85, 95 ShA) were used in the study. The impact tests were carried out with two analytical methods using Dynatup 9250HV column impact hammer and the impact energy absorption testing setup constructed with accordance to the British standard BS 7971-4:2002. The evaluated polyurethanes with different hardness exhibited similar capabilities of energy absorption (more than 82 J). Introduction of polyester 3D fabrics increased the amount of energy that could be absorbed by the examined composite structures (more than 87 J).

Słowa kluczowe

PL

elastomery poliuretanowe; poliestrowe tkaniny 3D; kompozyty; zdolność do absorpcji energii; młot udarowy

EN

polyurethane elastomers; polyester 3D fabrics; composites; energy absorption properties; impact hammer

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 9
• Strony: 611--618
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Ryszkowska J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Auguścik M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Leszczyńska M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Mizera K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Wierzbicki Ł

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Szymczak T.

• Instytut Transportu Samochodowego, ul. Jagiellońska 80, 03-301 Warszawa

autor

Lasota P.

• Instytut Transportu Samochodowego, ul. Jagiellońska 80, 03-301 Warszawa

autor

Lipert K.

• ASMA Polska Sp. z o.o., ul. Mostów 10, Wola Ducka, 05-408 Glinianka

autor

Półka M.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej, ul. Słowackiego 52/54, 01-629 Warszawa

Bibliografia

• [1] Sharma A., Peel L.D.: “Vibration damping of flexible and rigid polyurethane composites”, SAMPE 2004 Symposium and Exhibition, 16–20 May 2004, Long Beach, CA, United States. h t t p s : // w w w. r e s e a r c h g a t e . n e t / p u b l i c a -tion/242213988_VIBRATION_DAMPING_OF_FLEXIBLE_AND_RIGID_POLYURETHANE_COMPOSITES (data dostępu 15.11.2017)
• [2] Goods S.H., Neuschwanger C.L., Henderson C., Skala D.M.: “Mechanical properties and energy absorption characteristics of a polyurethane foam”, SAND97-8490, March 1997. https://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/485941/ (data dostępu 15.11.2017)
• [3] Raspet R., Griffiths S., Powers J. i in.: “Attenuation of blast waves using foam and other materials”, USA-CERL technical manuscript N-89/01, US Army Corps of Engineers, 1988.
• [4] Raspet R., Butler P.B., Jahani F.: Applied Acoustics 1987, 22, 243. http://dx.doi.org/10.1016/0003-682X(87)90042-9
• [5] Borisov A.A., Gel’fand B.E., Kudimov V.M. i in.: Acta Astronautica 1978, 5, 1027. http://dx.doi.org/10.1016/0094-5765(78)90007-3
• [6] Kitagawa K., Yasuhara M., Takayama K.: Shock Waves 2006, 15, 437. http://dx.doi.org/10.1007/s00193-006-0042-1
• [7] Woodfin R.L.: “Using rigid polyurethane foams (RPF) for explosive blast energy absorption in applications such as anti-terriorist defenses”, Sandia report SAND2000-0958, 2000.
• [8] Gelfand B.E., Gubanov A.V., Timofeev E.I.: Fizika Goreniya i Vzryva 1981, 17, 129.
• [9] Komissarov P.V., Borisov A.A., Sokolov G.N., Lavrov V.V.: Journal of Physics: Conference Series 2016, 751, 01020.
• [10] Szycher M.: “Szycher’s Handbook of Polyurethanes”, CRS Press, Boca Raton, 1999.
• [11] Prociak A., Rokicki G., Ryszkowska J.: „Materiały poliuretanowe”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
• [12] Lisiecki J., Błażejewicz T., Kłysz S., Gmurczyk G.: Modelowanie inżynierskie 2011, 42, 241.
• [13] Li Y., Zeng C.: Polymer 2016, 87, 98. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2016.01.076
• [14] Gibson L.J., Ashby M.F.: “Cellular Solids: Structure and Properties, Second edition”, Cambridge University Press, Cambridge, U.K. 1997.
• [15] Nakonieczna P., Wierzbicki Ł., Śladowska B. i in.: Composites Theory and Practice 2017, 17, 67.
• [16] Finegan I.C., Gibson R.F.: Composite Structures 1999, 44, 89. https://doi.org/10.1016/S0263-8223(98)00073-7
• [17] Chandra R., Singh S.P., Gupta K.: Composite Structures 1991, 46, 41. https://doi.org/10.1016/S0263-8223(99)00041-0
• [18] Ratcliffe C.P., Crane R.M., Santiago A.L.: “Fiber Reinforced Polyurethane Composites: Shock Tolerant Components with Particular Emphasis on Armor Plating”, Winter Annual Meeting ASME 1995, San Francisco 1995, CA, ASME – Applied mechanics division – publication – AMD 1995, 211, str. 29–38.
• [19] Crane R.M., Ratcliffe C.P.: “Graphite/Polyurethane Flexible Composites: Mechanical and Vibration Damping Properties”, “Survivability, Structures and Materials Directorate Research and Development Report”, CARDIVNSWC-TR-601-93/02, July 1993, str. 57.
• [20] Crane R.M., Santiago A.L., Ratcliffe C.P.: “Structural and Damping Characteristics of a Flexible Composite Structure”, “Materials for Noise and Vibration Control”, Winter Annual Meeting ASME 1994, NCA-18, DE-80, 1994, str. 65–72.
• [21] Lu Q.S., Sun L.H., Yang Z.G.: Composites Part A 2010, 41, 997. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2010.04.005
• [22] Qian J., Miao X.H., Shen Y.: Journal of Northwest University 2012, 42, 25.
• [23] Ashir M., Sennewald C., Hoffmann G., Cherif C.: Fibers & Textiles in Eastern Europe 2017, 25 (121), 49. http://dx.doi.org/10.5604/12303666.1227882
• [24] Włodarczyk B., Kowalski K.: Fibres & Textiles In Eastern Europe 2014, 22 (103), 68.
• [25] Chen S., Long H.R.: Industria Textila 2014, 65, 200.
• [26] Flemming M., Ziegmann G., Roth S.: “Faserverbundbauweisen: Faser und Matrices”, Heidelberg: Springer Verlag, Berlin 1995.
• [27] Janouchova K., Heller L., Vysanska M.: AUTEX Research Journal 2012, 12 (2), 34. http://dx.doi.org/10.2478/v10304-012-0007-7
• [28] Chen S., Long H.R., Liu Y.H., Hu F.C.: AUTEX Research Journal 2015, 15 (2), 127. https://doi.org/10.2478/aut-2014-0045
• [29] Daniel I.M., Luo J.J., Schubel P.M.: Composites Part B 2008, 39 (1), 13. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2007.02.002
• [30] Liu W., Sun B., Hu H., Gu B.: Polymer Composites 2007, 28 (2), 224. https://doi.org/10.1002/pc.20248
• [31] Döbrich O., Gereke T., Cherif C.: AUTEX Research Journal 2014, 14 (1), 28. https://doi.org/10.2478/v10304-012-0047-z
• [32] Chen S., Zhang X., Chen H., Gao X.: AUTEX Research Journal 2017, 17 (3), 199. https://doi.org/10.1515/aut-2016-0010
• [33] Ryszkowska J., Leszczyńska M., Auguścik M. i in.: Polimery 2018, 63, 39. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2018.2.6
• [34] Lisiecki J., Błażejewicz T., Kłysz T.: Przegląd mechaniczny 2011, 11, 37.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).