Zastosowanie układu metakryloamid - N, N'-metylenobisakryloamid w formowaniu ceramiki korundowej metodą odlewania z gęstwy żelującej

• Autorzy: Potoczek M. , Zawadzak E. , Majcherczyk H.

Warianty tytułu

EN

Application of methacrylamide-N,N'-methylenebisacrylamide system in forming of alumina by gel-casting method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano zastosowanie hydrożeli otrzymanych z monomerów niskotoksycznych (metakryloamidu i N,N'-metylenobisakryloamidu) do procesu formowania ceramiki korundowej metodą odlewania z gęstwy żelującej. Główną zaletą badanego układu jest niewielki stopień toksyczności oraz mała lepkość gęstw ceramicznych o wysokim udziale fazy stałej (55% obj.). Badania dynamicznych właściwości mechanicznych (moduł zachowawczy, moduł stratności i lepkość zespolona) mokrych hydrożeli polimetakryloamidu wykazały wzrost stopnia usieciowania w funkcji stężenia inicjatora. Zbadano wpływ stężenia inicjatora na czasy inicjacji gęstw ceramicznych z udziałem monomerów na poziomie 2,5% mas. oraz na wytrzymałość mechaniczną wysuszonych kształtek uformowanych metodą odlewania z gęstwy żelującej. W zależności od stężenia inicjatora 0,3-2% mas. na masę monomerów czas inicjacji w temperaturze pokojowej malał wraz ze wzrostem stężenia inicjatora i zawarty był w granicach od 7 do 22 min. Kształtki uzyskane z gęstwy żelującej charakteryzowały się wysoką wytrzymałością mechaniczną po procesie suszenia. Przy optymalnym stężeniu inicjatora równym 1,3% mas. na masę monomerów, wartości wytrzymałości mechanicznej na zginanie i na rozciąganie próbek uformowanych metodą odlewania z gęstwy żelującej wynosiły odpowiednio 5,6 i 2,7 MPa, a ich gęstość pozorna stanowiła 57% gęstości teoretycznej korundu.

EN

Hydrogels obtained from low-toxicity monomers (methacrylamide and N,N'-methylenebisacrylamide) were studied in terms of their application to form of alumina ceramics by gel-casting method. The advantage of the system is a small degree of toxicity and simultaneously Iow viscosity of high solid loading (55 vol.%) suspensions. The dynamic mechanical properties of wet polimethacrylamide hydrogels were characterized by storage and loss moduli and complex viscosity using oscillatory rheometry. These study showed an increase of polimerisation degree of polimethacrylamide hydrogels with increasing of initiator level. The initiator effect on idle times of ceramic suspensions with fixed monomers level on 2,5 wt.% as well as on green flexural and tensile strengths of gelcasts was determined. The idle time decreased with increasing of the initiator level. Depending on the initiator concentration 0.3 - 2 wt.% (on the monomers base) the idle time varied between 7-22 min. at room temperature. For the optimum initiator concentration (1,3 wt.% on the monomers base) the green flexural and tensile strengths were 5.2 and 2.7 MPa, respectively. The apparent density of alumina gelcasts was 57% of theoretical density of corundum.

Słowa kluczowe

PL

metakryloamid; N-N'-metylenobisakryloamid; ceramika korundowa; metoda odlewania z gęstwy żelującej

EN

methacrylamide; N,N'-methylenebisacrylamide; alumina ceramics; gelcasting method

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 56, nr 1
• Strony: 19--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Potoczek M.

• Wydział Chemiczny, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów

autor

Zawadzak E.

• Wydział Chemiczny, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów

autor

Majcherczyk H.

• Fabryka Urządzeń Mechanicznych "KAMAX", Kańczuga

Bibliografia

• [1] Janney M .A.: U.S. Pat. No 4 894 194, Jan, 16 1990.
• [2] Young A.C., Omatele 0.0., Yanney M.A., Menchhofer. P.A.: Gelcasting of alumina. J. Am. Ceram. Soc., 74 (3) (1991) 612- 618.
• [3] Omatete 0.0., Janney M.A., Strehlow R.A.: Gel-casting- a new ceramic forming process. Am. Ceram. Soc. Bull, 70 (1991) 1641-1649.
• [4] Omatete 0.0., Janney M.A., Nunn S.D.: Gelcasting: from laboratory development toward industrial production. J. Europ. Ceram. Soc., 17 (1997) 40-413.
• [5] Janney M.A .. Omatete 0.0., Walls C.A., Nunn S.D., Ogle R.J.: Westmoreland, G .. Development of low-toxicity gelcasting systems. J. A m. Ceram. Soc . . 81 [3] (1998) 581-591.
• [6] Morissette S.L., Lewis J.A.: Chemorheology of aqueous- based alumina - poli(vinyl alcohol) gelcasting suspension. J. Am. Ceram. Soc., 82 [3] (1999) 521-528.
• [7] Chen Y., Xie Z., Yang J., Huang Y.: Alumina casting based on gelation of gelatine. J. Europ. Cer. Soc., 19 (1999) 271-275.
• [8] Xie Z., Jang J., Chen Y., Huang Y.: Gelation forming of ceramic compact using agarose. Br. Ceram. Trans., 98 (1999) 58-61.
• [9] Millan A.J., Nieto M.I., Moreno R.: Aqueous gel-forming of silieon nitride using carrageenans. J. A m. Cer. Soc., 84 [I] (2001) 62-64.
• [10] Lyckfeldt 0., Brandt J., Lesca S.: Protein forming - a novel shaping technique for ceramics. J. Eur. Ceram. Soc., 20 [14-15] (2000) 2551-59.
• [11] Dhara S., Bhargava P.: Egg white as an environmentally friendly low - cost binder for gelcasting of ceramics. J. Am. Ceram. Soc., 84 [12] (200l) 3048-50.
• [12] Bortzmeyer D.: Tensile strength of ceramic powders. J. Mater. Sci ., 27(1992) 3305-3308.
• [13] Ferry J.D.: Viscoelastic properties of polymers. New York, Wiley, 1980.
• [14] Brannon-Peppas L., Harland L.S. (eds.): Absorbent polymer technology. Elsevier, Amsterdam 1990.