Evaluation of the Elastomeric Composite Self-repair Process for the Construction of Protective Gloves

• Autorzy: Adamus-Włodarczyk A. , Bacciarelli-Ulacha A. , Irzmańska E. , Strąkowska A. , Masłowski M.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.1320

Warianty tytułu

PL

Ocena procesu samonaprawy kompozytów elastomerowych przeznaczonych do konstrukcji rękawic ochronnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Preliminary results of the implementation of self-healing polymers in all-rubber protective gloves are presented. The aim of the study was to evaluate the self-healing process of the elastomeric composite in PPE (personal protective equipment). Tests were performed for two types of materials based on methyl vinyl silicone rubber with and without a textile carrier. Assessment of the surface morphology of the materials was performed before and after the self-healing process. The protective properties, including tear, deformation and chemical permeation resistance were determined. Surface damage was simulated to reflect real changes that might occur during work. The materials were damaged by simulated puncture, cutting and abrasion. All tests were performed for samples without damage, with micro damage as well as after self-repair. The results obtained confirm the possibility of using the elastomeric composite tested in the construction of protective gloves and showed the effectiveness of the self-healing process.

PL

Przedstawiono wyniki badań polimerów samonaprawiających się w kontekście zastosowania tych innowacyjnych materiałów w konstrukcji rękawic ochronnych. Celem badań była ocena procesu samonaprawy kompozytu elastomerowego o właściwościach „self-healing”. Badania wykonano dla dwóch rodzajów materiałów na bazie kauczuku metylowinylosilikonowego z/i bez nośnika tekstylnego. Następnie porównano ich właściwości z właściwościami materiałów dostępnych komercyjnie powszechnie stosowanych do produkcji rękawic ochronnych. Przeprowadzono badania fizyczne obejmujące analizę morfologii powierzchni oraz przepuszczalność powietrza. W ramach badań parametrów ochronnych wyznaczono właściwości mechaniczne w tym naprężenie i odkształcenia przy zerwaniu oraz wyznaczono odporność na przenikanie dla wybranej substancji chemicznej. Próbki specjalnie przygotowywano tak, aby odzwierciedlały uszkodzenia powierzchni pod wpływem czynników mechanicznych występujących w środowisku pracy. Materiały uszkadzano za pomocą nakłucia igłą, przecięcia skalpelem oraz przetarcia papierem ściernym. Wszystkie badania przeprowadzono dla próbek przed uszkodzeniem, z powstałymi mikrouszkodzeniami jak również po procesie samonaprawy. Wyniki badań fizycznych potwierdzają możliwości zastosowania badanego kompozytu elastomerowego w konstrukcji rękawic ochronnych oraz wykazały skuteczny przebieg procesu samonaprawy.

Słowa kluczowe

EN

self-healing polymers; methylvinylsilicone rubber; protective gloves

PL

polimery samoleczące; kauczuk metylowo-silikonowy; rękawice ochronne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 26, no. 4 (130)
• Strony: 104--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Adamus-Włodarczyk A.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Ochron Osobistych, Pracownia Ochron Rąk i Nóg, ul. Wierzbowa 48, 90-133 Łódź, Poland

autor

Bacciarelli-Ulacha A.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Ochron Osobistych, Pracownia Ochron Rąk i Nóg, ul. Wierzbowa 48, 90-133 Łódź, Poland

autor

Irzmańska E.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Ochron Osobistych, Pracownia Ochron Rąk i Nóg, ul. Wierzbowa 48, 90-133 Łódź, Poland

autor

Strąkowska A.

• Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny, Instytut Technologii Polimerów i Barwników, ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź, Poland

autor

Masłowski M.

• Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny, Instytut Technologii Polimerów i Barwników, ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Yuan YC, Yin T, Rong MZ, Zhang MQ., Self-healing in polymers and polimer composites. Concepts, realization and outlook: a review. Express Polym Lett 2008; 2: 238-50.
• 2. Skorb EV, Andreeva DV., Layer-by-layer approaches for formation of smart selfhealing materials. Polym Chem 2013; 4:4834-45.
• 3. Zhu M, Rong MZ, Zhang MQ., Self-healing polymeric materials towards nonstructural recovery of functional properties. Polym Int 2014; 63:1741-9.
• 4. Wei Z, Yang JH, Zhou J, Xu F, Zrínyi M, Dussault PH, et al. Self-healing gels based on constitutional dynamic chemistry and their potential applications. Chem Soc Rev 2014; 43: 8114-31.
• 5. Mauldin TC, Kessler MR., Self-healing polymers and composites. Int Mater Rev 2010; 55:317-46.
• 6. Trask RS, Williams HR, Bond IP. Self-healing polymer composites: mimicking nature to enhance performance. Bioinspir Biomim 2007; 2:1-9.
• 7. Liu YJ, Du HY, Liu LW, Leng JS. Shape memory polymers and their composites in aerospace applications: a review. Smart Mater Struct 2014; 23: 023001/1–23001.
• 8. Zhang L, Du HY, Liu LW, Liu YJ, Leng JS. Analysis and design of smart mandrels using shape memory polymers. Composites, B 2014;59:230–7.
• 9. Zhaoa Q, Jerry Qi H., Tao Xie, Zhao Q. Recent progress in shape memory polymer: New behavior, enabling materials, and mechanistic understanding. Progress in Polymer Science 2015; 49–50, 9–120.
• 10. Herbst F, Dohler D, Michael P, Binder WH., Self-healing polymers via supramolecular forces. Macromol Rapid Commun 2013; 34:203-20.
• 11. White SR, Sottos NR, Geubelle PH, Moore JS, Kessler MR, Sriram SR, et al. Autonomic healing of polymer composites. Nature 2001; 409: 794-7.
• 12. Billiet S, Hillewaere XKD, Teixeira RFA, Du Prez FE. Chemistry of crosslinking processes for self-healing polymers. Macromol Rapid Commun 2013; 34: 290-309.
• 13. Yuan YC, Rong MZ, Zhang MQ. 2008. Preparation and characterization of poly (melamineformaldehyde) walled microcapsules containing epoxy. Acta Polym. Sin. (5): 472–80.
• 14. Liu X, Sheng X, Lee JK, Kessler MR. Synthesis and characterization of melamineureaformaldehyde microcapsules containing ENB-based self-healing agents. Macromol. Mater. Eng. 2009; 294; 6– 7: 389–95.
• 15. Cho SH, Andersson HM, White SR, Sottos NR, Braun PV., Polydimethylsiloxanebased selfhealing materials. Adv. Mater. 2006; 18; 8: 997–1000.
• 16. Xiao DS, Yuan YC, Rong MZ, Zhang MQ., Hollow polymeric microcapsules: preparation, characterization application in holding boron trifluoride diethyl etherate. Polymer 2009; 50; 2: 560–68
• 17. Soutis, C. Fibre reinforced composites in aircraft construction. Prog. Aerosp. Sci. 2005, 41, 143–151.
• 18. Yang, Q.; Cox, B. Cohesive models for damage evolution in laminated composites. Int. J. Fract. 2005, 133, 107–137.
• 19. Bleay SM, Loader CB, Hawyes V, Humberstone L, Curtis PT. A smart repair system for polymer matrix composites. Compos. Part A Appl. Sci. Manuf. 2001; 32, 1767– 1776.
• 20. Amaral A J R, Pasparakis G, Stimuli responsive self-healing polymers: gels, elastomers and membranes Polym. Chem., 2017; 8, 6464
• 21. Kalista SJ Jr. Self-healing of thermoplastic poly(Ethylene-coMethacrylic Acid) copolymers following projectile puncture. Master Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, 2003.
• 22. Shrotriya P, Allameh S, Brown S, Suo Z, Soboyejo W. Fatigue damage evolution in silicon films for micromechanical applications. Exp. Mech. 2003; 289–302.
• 23. Irzmańska E,Dyńska-Kukulska K, Jurczyk-Kowalska M. Characteristics of microstructural phenomena occurring on the surface of protective gloves by the action of mechanical and chemical factors. Polym. 2014, 59: 136-146.
• 24. Adamus-Włodarczyk A, Irzmańska E, Brycki B. Aktualny stan wiedzy o polimerach zdolnych do samonaprawy w aspekcie aplikacji do całogumowych rękawic ochronnych. Polimery 2018, 63, nr 7–8, 17-63.
• 25. EN 16523-1:2015. Determination of material resistance to permeation by chemicals – Part 1: Permeation by liquid chemical under conditions of continuous contact (PN-EN 16523-1:2015-05 Wyznaczanie odporności materiału na przenikanie substancji chemicznych – Część 1: Przenikanie ciekłej substancji chemicznej w warunkach ciągłego kontaktu).
• 26. PN-EN 374-2:2015-04. Rękawice chroniące przed niebezpiecznymi substancjami chemicznymi i mikroorganizmami - Część 2: Wyznaczanie odporności na przesiąkanie
• 27. Irzmańska E, Dyńska-Kukulska K. Permeation of mineral oils through protective glove materials in view of literature data and authors’ own studies. Reviews in Analytical Chemistry 2012; 31, 113–122.
• 28. Irzmańska E. Ocena bezpiecznego czasu użytkowania rękawic ochronnych. Pomiary Automatyka Kontrola (PAK) 2013; 59, 4: 376-379.
• 29. Irzmańska E, Stefko A. Simulation method for assessing the end of service life of gloves used by workers exposed to mineral oils and mechanical factors. International Journal of Industrial Ergonomics 2015; 47, 61–71.
• 30. PL 218804 (B1). Zaborski M, Strąkowska A, Kosmalska A. Lodz University of Technology, Institute of Polymer and Dye Technology.

Uwagi

PL

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