Zmiany właściwości mechanicznych i rozwoju pęknięć polietylenu UHMW po obróbce radiacyjnej

• Autorzy: Podrez-Radziszewska M. , Lachowicz M. , Haimann K. , Dudziński W.

Warianty tytułu

EN

Effect of irradiation treatment on mechanical proprieties and crack growth UHMWPE

• Konferencja: Krajowa Konferencja "Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym" (III; 28.05. - 01.06.2006; Międzyzdroje, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badaniom poddano polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej po napromieniowaniu wiązką elektronów o dawkach 25, 100 i 250 kGy (tablica 1). Stwierdzono, że irradiacja wskutek zachodzącego sieciowania polimeru prowadzi do istotnych zmian we właściwościach mechanicznych materiału (tabela 2). Przeprowadzona statyczna próba rozciągania wykazała wpływ napromieniowania na cały przebieg krzywych rozciągania. Poddanie polietylenu oddziaływaniu wiązki elektronów o dawce 25 kGy wpłynęło na poprawę jego właściwości wytrzymałościowych (rys. 1) oraz plastycznych (rys. 2). Zastosowanie większych dawek promieniowania (100 kGy i 250 kGy) spowodowało obniżenie właściwości plastycznych polietylenu w stosunku do polimeru napromieniowanego dawką 25 kGy. Wykonano badania właściwości mechanicznych metodami dynamicznymi (rys. 3, tabela 3). Wykazano wpływ obróbki radiacyjnej na wartości modułu zachowawczego, modułu stratności oraz tg 8 polimeru. Przeprowadzono obserwacje mikroskopowe przełomów uzyskanych po statycznej próbie rozciągania. Stwierdzono odmienny mechanizm inicjacji pęknięcia próbek materiału w stanie wyjściowym oraz napromieniowanego dawką 25 kGy w stosunku do próbek napromieniowanych wyższymi dawkami (rys. 4, 5). Uzyskane wyniki badań wskazują, że obróbka radiacyjna stanowi skuteczną metodę modyfikacji polietylenu, wymaga jednak optymalizacji dawki promieniowania.

EN

Ultra-high molecular weight polyethylene was subject to examination after irradiation with electron beam in doses of 25, 100 and 250 kGy (Table 1). It was found that, because of polymer cross-linking, irradiation leads to significant changes in the material mechanical properties (Table 2). The tensile test evidenced the irradiation effect on the whole run of stress-strain curves. Irradiation of polyethylene with 25 kGy radiation dose resulted in improvement of its mechanical (Fig. 1) and plastic (Fig. 1) properties. Application of larger doses resulted in reduction of plastic properties, in comparison to the material subject to 25 kGy dose. Mechanical properties were tested using dynamic methods (Fig. 3 and Table 3). Effect of irradiation on storage modulus, loss modulus and tg ? was revealed. Microscopic examination of fracture surfaces after tensile test was performed. It was found that the crack initiation mechanism in initial state and after irradiation with 25 kGy dose was different than that after irradiation with larger doses (Figs. 4 and 5). The obtained results indicate that irradiation treatment makes an effective method of polyethylene modification, requires however optimisation of irradiation dose.

Słowa kluczowe

PL

polietylen UHMW; właściwości mechaniczne; irradiacja; obróbka radiacyjna; mechanizm inicjacji pęknieć

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 3
• Strony: 651--654
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Podrez-Radziszewska M.

autor

Lachowicz M.

autor

Haimann K.

autor

Dudziński W.

• Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Politechnika Wrocławska,

Bibliografia

• [1] Premnath V., Harris W.H., Jasty M., Merril EW.: Biomateriale 17 (1996), 1741-1753.
• [2] Costa L., Luda M.P., Trosarelli L.: Biomaterials 19, (1998), 1371-1385.
• [3] Podrez-Radziszewska M, Lachowicz M., Haimann K., Dudziński W.: Tribologia 2 (2005), 67-84.