Specialized polymer composites intended for the regeneration of machine components

• Autorzy: Pawelec Z. , Bakar M. , Kostrzewa M.

Warianty tytułu

PL

Specjalistyczne kompozyty polimerowe przeznaczone do regeneracji elementów maszyn

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modern equipment and industrial machinery are characterized by advanced design that allows the implementation of complex manufacturing processes. The complexity of the machine construction results in the high cost of spare element replacements, and in many cases, their condition qualifies them for regeneration with the use of modern composite materials, which guarantee obtaining the required performance parameters of the regenerated element. This article presents the results of a study on the development of special, chemically cured, polymer composite, intended for the regeneration of items of machinery and equipment. The composites’ matrix was a modified epoxy resin. Polyester resins and polyurethane were used as polymeric modifiers, which form penetrating epoxy polymer networks with the matrix (IPN-Interpenetrating Polymer Network). Basic fillers of the composites were metallic powders with a specific chemical composition and granular size, and lubricants with anisotropic consistency. Performance characteristics were examined of the designed composites using modern testing apparatus. These polymer composites were applied for the regeneration of the surfaces of used elements. It was found that they ensure relevant performance features of the regenerated elements. Sample applications are also presented.

PL

Współczesne urządzenia i maszyny przemysłowe charakteryzują się zaawansowaną konstrukcją, która pozwala na realizację skomplikowanych procesów wytwórczych. Złożoność konstrukcyjna maszyn powoduje wysokie koszty wymiany zużytych elementów, jednak w wielu przypadkach ich stan pozwala na regenerację z wykorzystaniem nowoczesnych materiałów kompozytowych gwarantujących uzyskanie odpowiednich parametrów użytkowych zregenerowanego elementu. W artykule przedstawiono wyniki prac nad opracowaniem specjalnych chemoutwardzalnych kompozytów polimerowych przeznaczonych do regeneracji elementów maszyn i urządzeń. Osnowę kompozytów stanowiła modyfikowana żywica epoksydowa. Jako modyfikatory polimeryczne zastosowano żywice poliestrowe oraz poliuretan, które tworzą z osnową epoksydową przenikające sieci polimerowe (IPN – Interpenetrating Polymer Network). Podstawowymi napełniaczami kompozytów były proszki metaliczne o określonym składzie chemicznym i granulometrycznym oraz smary stałe o spójności anizotropowej. Zbadano właściwości eksploatacyjne opracowanych kompozytów z wykorzystaniem nowoczesnej aparatury badawczej. Opracowane kompozyty polimerowe zastosowano do regeneracji warstw wierzchnich zużytych elementów. Stwierdzono, że gwarantują one uzyskanie odpowiednich właściwości użytkowych zregenerowanych elementów. Omówiono przykładowe aplikacje.

Słowa kluczowe

EN

epoxy resin; polyurethane; interpenetrating polymer networks; polymer composites; regeneration; mechanical properties; wear; friction coefficient; guide systems for tool machines

PL

żywica epoksydowa; poliuretan; przenikające sieci polimerowe; kompozyty polimerowe; regeneracja; właściwości mechaniczne; zużycie; współczynnik tarcia; układy prowadnicowe obrabiarek

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2015
• Tom: no. 3
• Strony: 83--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pawelec Z.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom

autor

Bakar M.

• University of Technology and Humanities, Radom

autor

Kostrzewa M.

• University of Technology and Humanities, Radom

Bibliografia

• 1. Mazurkiewicz A.: Technological innovations for sustainable development. ITeE – PIB, Radom 2009.
• 2. Fomin V.N., Malyukova E.B., Berlin A.A.: Criteria for optimalization of processing and fabrication of polymer composite materials. Doklady Chemistry, 2004, 394, 2, pp. 39–41.
• 3. Kozlov H.V., Burya O.I., Aloev V.Z.: Application of fractal fracture mechanics to polymer and polymeric composites. Materials Sci., 2004, 40, 4, pp. 491–496.
• 4. Ping-Hua Wang, Yuen-Zhu Wu, Qing-Ren Zhu: Polymer metal composite particles: polymer core and metal shell. J. Mater. Sci., 2002, 21, pp. 1825–1828.
• 5. Czub P., Bończa-Tomaszewski Z., Penczek P., Pielichowski J.: Chemia i technologia żywic epoksydowych, WNT, Warszawa 2002.
• 6. Pokropski T., Balas A.: Żywice epoksydowe i poliuretany – wzajemne oddziaływanie modyfikujące. Polimery, 2003, 48, s. 591–597.
• 7. Anzlovar A., Zigon M.: Semi-interpenetrating polymer networks with varying mass ratios of functional urethane and methacrylate prepolymers. Acta Chim. Slov. 2005, 52, s. 230–237.
• 8. Park S.J., Jin J.S.: Energetic studies on epoxy–polyurethane interpenetrating polymer networks. Journal of Applied Polymer Science 2001, 82, pp. 775–780.
• 9. Ong S., Ismail J., Abu Bakar M., Rahman I.A., Sipaut C.S., Chee C.K.: Polyurethane-modified epoxy resin: Solventless preparation and properties. Journal of Applied Polymer Science 2009, 111, pp. 3094–3103.
• 10. Harani H., Fellahi S., Bakar M.: Toughening of epoxy resins using synthesized polyurethane prepolymer based on hydroxyl terminated polyesters. Journal of Applied Polymer Science, 1998, 70, pp. 2603–2618.