Charakterystyka warstwy wierzchniej a właściwości materiałów elastomerowych

• Autorzy: Bieliński D. , Głąb P. , Ślusarski L.

Warianty tytułu

EN

Relation between characteristics of the surface layers and properties of elastomeric materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Budowa chemiczna i struktura fizyczna warstwy wierzchniej materiałów elastomerowych niejednokrotnie decydują o ich właściwościach przetwórczych i eksploatacyjnych. Zjawiska takie jak: migracja substancji małocząsteczkowych, prowadząca do tworzenia wykwitów na powierzchni gumy, segregacja powierzchniowa w układach polimerowych lub gradientowy charakter chemicznej modyfikacji elastomerów są znane od dawna. Jakkolwiek powszechnie wykorzystuje się je dla ochrony gumy przed starzeniem, przede wszystkim ozonowym, poprawy stabilności termicznej, adhezji, bądź w celu sterowania właściwościami trybologicznymi wyrobów gumowych, mechanizm migracji nie został w pełni poznany. W artykule przedstawiono wyniki badań warstwy wierzchniej elastomerów dotyczące jej budowy oraz morfologii powierzchni. Najważniejsze spostrzeżenia dotyczą: modyfikacji powierzchniowej kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) na drodze jodowania, która prowadzi dodatkowo do rozwinięcia powierzchni wulkanizatu, segregacji powierzchniowej małocząsteczkowej frakcji cyklicznej trans-1,4-polioktenameru (TOR) w mieszaninie z kauczukiem naturalnym (NR) oraz wpływu gęstości usieciowania i budowy chemicznej węzłów sieci przestrzennej na tarcie elastomerów. W badaniach wykorzystywano m.in. mikroskopię sił atomowych (AFM), mikroindentację warstwy wierzchniej, spektroskopię refleksyjną w podczerwieni (FT-IR ATR) i miktotrybologię. Uzyskane wyniki są istotne nie tylko ze względów poznawczych, ale mają również znaczenie praktyczne, umożliwiając projektowanie materiałów elastomerowych o określonych właściwościach użytkowych, tzw. "materiałów na miarę".

EN

Chemical composition and physical structure of the surface layer of elastomeric materials very often decide their processing and exploitation properties. Such phenomena like migration of low molecular weight substances producing bloom on the surface of rubber, segregation taking place in polymer systems or gradient character of chemical modification of elastomers have been known for many years. Despite their common utilization for ageing, especially ozone, protection of rubber, increase of its thermal stability, adhesion or application in order to control tribological properties of rubber goods, mechanism of migration has not been understood completely. The paper presents experimental data concerning the surface layer of elastomers and particularly its composition, mechanical properties and morphology. The most important observations concern surface modification of butadiene-acrylonitryle rubber (NBR) produced by iodination, additionally accompanied by development of the surface geometry, segregation of low molecular weight cyclic fraction of trans-1,4-polyoctenamer (TOR) in blends with natural rubber (NR) as well as influence of crosslink density and chemical composition of crosslinks on friction of elastomers. In our studies the following methods have been used: atomic force microscopy (AFM), reflection infrared spectroscopy (FT-IR ATR), microindentation and microtribology. Results obtained are very important not only from scientific but from the practical point of view, making possible designing materials of defined exploitation properties, the so called "tailored materials".

Słowa kluczowe

PL

migracja (segregacja) powierzchniowa; elastomery gradientowe; warstwa wierzchnia; AFM; mikroindentacja; mikrotrybologia

EN

surface migration (segregation); gradient elastomers; surface layer; AFM; microindentation; microtribology

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 5, nr 2
• Strony: 29--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Bieliński D.

• Instytut Polimerów Politechniki Łódzkiej, Łódź

autor

Głąb P.

• Instytut Polimerów Politechniki Łódzkiej, Łódź

autor

Ślusarski L.

• Instytut Polimerów Politechniki Łódzkiej, Łódź

Bibliografia

• 1. Pyskło L., Glijer T., Parys T. Kautsch. Gummi Kunst., 1998, 51, 797
• 2. Bieliński D., Cander-Felczyńska J., Ślusarski L., Sprawozdanie z pracy badawczej wykonanej dla CIECH-STOMIL, Oddział w Łodzi, IPPŁ1999 r.
• 3. Bieliński D., Ślusarski L., A. Włochowicz, A. Doulilard, Composite Interf., 1997, 5, 155
• 4. Bieliński D., Ślusarski L., Kleps T., Parasiewicz W., Prog. Rubber & Piast. Technol., 1999,15, 123
• 5. Bieliński D., Ślusarski L., Hartshorne m., Affrossman S., Petrick R. A., J. Appl. Polym. Sci.1995, 56, 853
• 6. "Farmakepea Polska ", Wyd. IV, t. 2, Ministerstwo Zdrowia i Opieki Społecznej, PWL, Warszawa 1970, str. 636
• 7. Ślusarski L., Michalak J., Polimery 1985, 30, 62
• 8. Lohmar J., Technische Kunntstoffe, Abschnitt 553. Polymerunterrssuchungen, FE55, Hüls AG, 1986
• 9. Harrick N.J., "Internal Reflectance Spectroscopy", Wiley-Interscience, New York 1967
• 10. Oliver W.C., Pharr G.M., J. Mater. Res., 1992, 7, 1564
• 11. Bieliński D., Głąb P., Ślusarski L., Polimery, wysłane do druku
• 12. www.micromaterials.co.uk
• 13. Bieliński D., Ślusarski L., Proc. 1st World CongressTribology, London 1998, 319
• 14. Bieliński D., Ślusarski L., Affrossman s., Petrick R.A., Kautsch. Gummi Kunstst.„ 1998, 6429
• 15. Kleps T, Piaskiewicz M., Parasiewicz W., Ślusarski L,: J. Thermal Anal. 1997, 49, 351
• 16. Piaskiewicz M., Parasiewicz W., Ślusarski L., Polimery, 1993, 38, 458
• 17. Bieliński D., Ślusarski L., O'Neil S., Affrossman. S., Petrick R. A., J. Appl. Polym. Sci., 1997, 64, 1927
• 18. von Schurz J.. Bayzer H., Stübhen H., Macromol. Chem. 1957, 23, 152
• 19. Fettes E. M.:" Chimiczeskije Reakcji Polimerów ", Mir Moskwa, 1967, t. 1 i 2
• 20. Instrukcja obsługi "T-05 tester typu rolka-klocek", ITE Radom, 1995, 5
• 21. Uniszewski M.: "Wpływ gęstości usieciowania i budowy węzłów sieci elastomeru na siłę tarcia", Praca dyplomowa, Instytut Polimerów Politechniki Łódzkiej, Łódź 2000
• 22. Moore D. F. M.: Friction and Lubrication of Elastomers", Pergamon Press, Oxford-New York -Sydney, 1972
• 23. Zaborski M., Ruciński J., Bieliński D., Polimery, 1991, 36, 109