Badania zwilżalności ceramiki SiO2 elastomerem uretanowomocznikowym

• Autorzy: Boczkowska A. , Paszewska A. , Babski K. , Kurzydłowski K. J.

Warianty tytułu

EN

Investigation of ceramics SiO2 wettability by urea-urethane elastomer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opisano wyniki badań zwilżalności ceramiki SiO2 elastomerem uretanowomocznikowym, z której wytwarzane są infiltrowane kompozyty ceramiczno-elastomerowe. Kompozyty te posiadają strukturę perkolacji faz oraz charakteryzują się wyższą wytrzymałością na ściskanie niż porowata ceramika. Podczas ściskania zachowują kohezję i są zdolne do pochłaniania znacznej energii podczas odkształcenia. Ze względu na metodę wytwarzania kompozytów oraz pożądane silne połączenie między jego składnikami zwilżalność jest ważnym parametrem, decydującym o adhezji oraz o dobrym wypełnieniu porów przez reaktywną mieszaninę substratów, z których powstaje elastomer. W pracy zbadano zwilżalność pomiędzy ceramiką SiO2 a elastomerem za pomocą kąta zwilżania. W celu poprawy zwilżalności zastosowano silanowe promotory adhezji. Stwierdzono, że budowa chemiczna tych związków oraz sposób ich wprowadzenia wpływa na zwilżalność badanych materiałów. Przeprowadzone pomiary lepkości reaktywnych mieszanek poliuretanowych z dodatkami promotorów adhezji wskazują na znaczne zmiany lepkości, zależne od rodzaju wprowadzanego środka. Oceniono zależność pomiędzy kątem zwilżania a wytrzymałością na ściskanie kompozytu ceramika-elastomer. Na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, że poprawa zwilżalności pomiędzy ceramiką a elastomerem wpływa na podwyższenie wytrzymałości na ściskanie infiltrowanych kompozytów ceramiczno-elastomerowych.

EN

The present work concerns the wettability of SiO2 ceramic by urea-urethane elastomer, that is used for production of infiltrated ceramic-elastomer composites. Such composites have a microstructure of percolated phases and improved compressive strength than porous ceramics. During compression they retain their cohesion with the ability to absorb deformation energy. Due to the manufacturing technology and desired high bonding between components, the wettability can be a significant factor that effects adhesion and promotes the filling of pores with liquid mixture of substrates. In this work the ceramics wettability by elastomer was investigated. In order to improve wettability, the coupling agents were used. The degree of wetting was estimated by measurement of the contact angle. It was found that chemical composition of this agents and method of their application, effect on wettability. It was found that viscosity varies significantly depending on the kind of a coupling agent used. The correlation between contact angle and compressive strength of composites was investigated. It was found that the increase of wettability increases their compressive strength.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt ceramika-elastomer; zwilżalność; adhezja; lepkość

EN

ceramic-elastomer composite; wettability; adhesion; viscosity

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 7, nr 1
• Strony: 32--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Boczkowska A.

autor

Paszewska A.

autor

Babski K.

autor

Kurzydłowski K. J.

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

Bibliografia

• [1] Szafran M., Boczkowska A., Konopka K., Kurzydłowski K., Rokicki G., Batorski K., Kompozyt ceramiczno-polimerowy i sposób wytwarzania kompozytu ceramiczno-polimerowego, Zgłoszenie patentu nr P.353130, 2002.
• [2] Marciniec B., Silanowe środki wiążące, Polimery 1990, 35, 1992, 37, 1993, 38, 1995, 43, 2, 3, 4, 1998, 40, 2, 3.
• [3] Heliński J., Kaźmierski K., Zastosowanie organofunkcyjnych silanów, Rynek Chemiczny 2001, 1.
• [4] Boczkowska A., Konopka K., Schmidt J., Kurzydłowski K.J., Badania wpływu budowy elastomeru i adhezji na wytrzymałość na ściskanie kompozytów ceramika-elastomer, Kompozyty (Composites) 2004, 9, 41.
• [5] Boczkowska A., Konopka K., Babski K., Szafran M., Kurzydłowski K.J., Improvement of wetting and bonding of SiO2 ceramics and urea-urethane elastomer, E-MRS 2005 FALL MEETING Warsaw 5-9.10.2005, Conference proceedings, 158.
• [6] Paszewska A., Boczkowska A., Wpływ adhezji elastomeru i ceramiki na wytrzymałość kompozytów ceramika-elastomer (praca niepublikowana).
• [7] Żenkiewicz M, Adhezja i modyfikowanie warstwy wierzchniej tworzyw wielkocząsteczkowych, WNT, Warszawa 2000.
• [8] Sobczak N., Zjawisko zwilżania jako czynnik kształtujący strukturę i właściwości materiałów metalowo-ceramicznych wytwarzanych metodami ciekło-fazowymi, Instytut Odlewnictwa, Kraków 2004.
• [9] Sobczak N., Improvement of wetting and bonding of dissimilar materiale, Interfacial Science in Ceramic Joining, NATO ASI Series 3. High Technology, vol. 58, A. Bellosi, T. Kosmac, A.P. Tomsia (eds.), Kluwer Academic Publishers, 1998, 27-42.
• [10] Sobczak N., Ksiazek S., Radziwill W., Stobierski L„ Mikulowski B., Wetting - bond strength relationship in AI/AIN system, Transaction of Joining and Research Institute (Japa) 2001, 30, 125-130.
• [11] Sobczak N., Zwilżalność, struktura i właściwości granic rozdziału w układzie Al/Al2O3, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 7.
• [12] Sobczak N., Effects of titanium on wettability and interfaces in aluminium system, Ceramic Transactions 2004, 146, 83-90.
• [13] Sobczak N., Wettability and reactivity between molten aluminium and selected oxides, Solid State Phenomena 2005, 1001-102, 221-226.
• [14] Sobczak N., Effect of alloying elements on wettability and interfaces in aluminium - carbon system, Proceedings of the International Conference on Light Alloys and Composites, Zakopane 1999, 341-350