Otrzymywanie i właściwości poliuretanowo-stalowych elementów sandwiczowych

• Autorzy: Datta J. , Łaski M. , Witkiewicz W. , Balas A. , Kucińska-Lipka J.

Warianty tytułu

EN

Preparation and properties of polyurethane - steel sandwich plate systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było wykonanie elementów warstwowych z rdzeniem poliuretanowym opracowanym według własnych technologii i okładzinami stalowymi jako układy SPS (Sandwich Plate System) oraz zbadanie wytrzymałości na zginanie połączonych elementów. Etap pierwszy polegał na zsyntetyzowaniu lanych elastomerów uretanowych o różnym składzie chemicznym i odmiennej budowie segmentowej charakteryzujących się niską gęstością właściwą i podwyższoną sztywnością. Otrzymane poliuretany poddano badaniom wytrzymałościowym w warunkach statycznych i dynamicznych. Wyniki z badań umożliwiły wytypowanie systemu, który pozwalał uzyskać poliuretan o najkorzystniejszych właściwościach. Wytypowany lany elastomer uretanowy charakteryzował się wysoką wytrzymałością na rozciąganie oraz wysokim modułem sprężystości odpowiednio TSb = 57 MPa, E = 760 MPa, małym wydłużeniem przy zerwaniu eb = 146%, podwyższoną twardością H Brinella = 37 MPa, a gęstością materiału wynosiła ok. 1.2 g/cm3 (tab. 2). W drugim etapie prac uformowano elementy warstwowe składające się ze stalowych okładzin, pomiędzy które wprowadzono wytypowany lany elastomer uretanowy. Zastosowano okładziny stalowe o różnej charakterystyce powierzchni (rys. 2). Otrzymano elementy warstwowe, także z użyciem środków adhezyjnych. Sandwicze poddano ocenie poprzez pomiary właściwości mechanicznych za pomocą uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej MTS Systems Corporation. Przyjęto trójpunktowe podparcie pomiędzy uchwytami maszyny. Ustalono, że naprężenie ścinające w rdzeniu osiągnęło wartości większe od 1 MPa, natomiast naprężenie w okładzinach stalowych wyniosło ok. S = 35 MPa. Zarejestrowano zbliżone wartości modułu ścinania w rdzeniu ok. G = 95 MPa dla wszystkich przebadanych konstrukcji (tab. 3 i 4).

EN

The aim of the work was obtaining sandwiche structures from polyurethane's core and steel sheets as SPS constructions (Sandwich Plate Systems) and investigation of bending strength of sandwiches. Cast polyurethane elastomers of different monomers and at different stoichiometry were synthesized. The polymers had to characterizing low density and raised stiffness. Mechanical properties of obtained polyurethanes were estimated by using a tensile testing machine in static conditions and dynamic conditions by DMTA method. On the ground results the best constitution of polyurethane was chosen. The cast polyurethane elastomer characterized of high tensile strength and module of resilience, respectively Tsb = 57 MPa and E = 760 MPa, of low extension e = 146 % of raised hardness H Brinell = 37 MPa. Density of polyurethanes was 1.2 g/cm2 (Table 2). After that, sandwich constructions were obtained. Liquid polyurethane system was added between two steel surfaces. It was used steel with differ characteristics of steel surface (Fig. 2). In a few construction adhesives were added to bond polymer to steel. Obtained constructions were estimated by using tensile testing machines MTS Systems Corporation. It was used three point support between handles of machine during measures. On the ground of the results we established that cutting tension at polyurethane core was higher than 1 MPa and tension at steel elements of sandwich were about 35 MPa. It was affirmed that module of shearing at core was similar (G = 95 MPa) for all investigated sandwich constructions (Table 3 and 4).

Słowa kluczowe

PL

układ SPS; Sandwich Plate System; poliuretan; otrzymywanie

EN

SPS constructions (Sandwich Plate Systems); polyurethanes; preparation; properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 2
• Strony: 78--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Datta J.

autor

Łaski M.

autor

Witkiewicz W.

autor

Balas A.

autor

Kucińska-Lipka J.

• Datta, J- Katedra Technologii Polimerów, Politechnika Gdańska,

Bibliografia

• [1] www.civilengin.com
• [2] www.corporate.basf.com
• [3] Dobrzański L. A.: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, WNT, Gliwice-Warszawa, 2002
• [4] Wirpsza Z.: Poliuretany, Chemia, technologia, zastosowanie, WNT, Warszawa, 1991
• [5] Pat PRL 112324(1985)
• [6] Pat PRL 141 288 (1978)
• [7] www.dnv.com
• [8] www.azom.com
• [9] www.krolczyk.pl
• [10] Sarath C., Kant T.: Composite Structures, 46, 115, 1999
• [11] Stephen R. Swanson: Composite Structures, 64, 389, 2004
• [12] Meunier M., Shenoi R. A.: Composite Structures, 54, 243, 2001
• [13] Pikoń J.: Podstawy konstrukcji aparatury chemicznej, PWN, Warszawa, 1979
• [14] ASTM C 393-94 Standard Test Method for Flexural Properties of Sandwicz Constructions.