The analysis of the influence of gamma irriadiated polysulfones on the static friction coefficient

• Autorzy: Niemiec A.

Warianty tytułu

PL

Analiza wpływu promieniowania gamma na współczynnik tarcia statycznego polisulfonów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of studies on the effects of gamma irradiation on the static friction coefficient of thermoplastic polymer – polysulfone. These polar polymers belong to the group of amorphous thermoplastics and are widely used for various applications, e.g., automotive and electronic industries (dielectrics in capacitors), waste water recovery, medical uses (hemodialysis membranes), requiring autoclave, and steam sterilization. Polysufones are known for their toughness and stability at high temperatures. The aim of this study is to analysed changes in the static coefficient of friction in association with a contact pressure (in the range 0.2 – 0.8 MPa) depending on the ionizing radiation dose of PSU (in the range 50-150 kGy). Additionally, microhardness, and wear intensity were measured, because tribological properties of polymers as well as mechanical properties that influence their durability and applications. The studies confirmed that the static coefficient of friction increases with an increase in contact pressure (in the test range). The research has shown that mechanical (microhardness) and tribological (static coefficient of friction and tribological wear) improve as the radiation dose of irradiated material increase. Moreover, the tribological wear increases with increasing the sliding velocity. This gamma irradiated polymer is characterized by higher microhardness, a static coefficient of friction, and a higher wear rate compared to PSU in the initial state, because of changes in structure. It requires further research.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu promieniowania gamma na właściwości tarcia statycznego polisulfonu. Ten polarny polimer należący do grupy termoplastów o budowie amorficznej został wybrany z uwagi na jego szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym w przemyśle samochodowym, elektronicznym (dielektryki w kondensatorach), oczyszczaniu wody, medycynie (membrany do hemodializy), autoklawach. Polisulfony są znane ze swojej wytrzymałości i stabilności wymiarów w wysokich temperaturach. Celem przeprowadzonych badań była analiza wpływu promieniowania gamma (w zakresie 50–150 kGy) na zmiany wartości współczynnika tarcia statycznego (w zakresie 0,2÷0,8 MPa). Dodatkowo wykonano badania mikrotwardości oraz intensywności zużywania z uwagi na to, że właściwości tribologiczne polimerów takie jak właściwości mechaniczne mają wpływ na ich trwałość i właściwości użytkowe. Analiza wyników wykazała, że wraz ze wzrostem dawki promieniowania gamma zwiększała się wartość pomiarów mikrotwardości, współczynnika tarcia statycznego oraz intensywności zużywania. Wyniki wykazały wpływ prędkości poślizgu na zużycie liniowe materiału. Przyczyną zaobserwowanych zmian są zmiany zachodzące w strukturze polimeru pod wpływem promieniowania, co wymaga prowadzenie dalszych badań.

Słowa kluczowe

EN

static coefficient of friction; gamma irradiation; polysulfone

PL

współczynnik tarcia statycznego; promieniowanie gamma; polisulfon

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 4
• Strony: 65--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Niemiec A.

• Wrocław University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machine Construction and Tribology, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. Clough R. L.: High-energy radiation and polymers: A review of commercial processes and emerging applications, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 2001, No. 185, pp. 8–33.
• 2. Chmielewski A. G., Haji-Saeid M., Ahmed S.: Progress in radiation processing of polymers. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 2005, No. 236, pp. 44–54.
• 3. Sandler T.: Sterility. sterilisation and sterility assurance for pharmaceuticals, Philadelphia: Woodhead Publishing Limited, 2013.
• 4. Ciobanu M., Martin L., Cozan V., Bruma M.: Aromatic polysulfones used in sensor applications, Review on Advanced Materials Science, 2009, No. 22, pp. 89–96.
• 5. Margolis J. M.: Engineering plastics handbook, The McGraw-Hill Companies, Montreal, 2006.
• 6. Massey L. K.: The effect of sterilization methods on plastics and elastomers, 2nd edition, William Andrew, 2004.
• 7. Maitz M. F.: Applications of synthetic polymers in clinic medicine, Biosurface and Biotribology, 2015, No. 1, pp. 161–176.
• 8. Klinkmann H., Vienken J.: Membranes for dialysis, Nephrology Dialysis Transplantation, 1995, No. 10, pp. 39–45.
• 9. Bowden F. P., Tabor D.: The friction and lubrication of solids. part I and II, Clarendon Press Oxford, 1950.
• 10. Lawrence J., Yamaguchi T.: The degradation mechanism of sulfonated poly(arylene ether sulfone)s in an oxidative environment, Journal of Membrane Science, 2008, No. 325, pp. 633–640.
• 11. Kowalewski P., Wieleba W.: Stanowisko do badań współczynnika tarcia statycznego par trących typu: metal-polimer, Mechanika, 2009, nr 3, s. 191–194 (in Polish).
• 12. Wieleba W., Capanidis D.: Badanie tarcia i zużycia kompozytów polimerowych. ćwiczenie laboratoryjne nr 5, Politechnika Wrocławska, 2003 (in Polish).
• 13. Gierzyńska-Dolna M.: Biotribologia, Politechnika Częstochowska, 2002 (in Polish).
• 14. Barylski A., Maszybrocka J., Kupka M., Aniołek K., Mieszczak Ł.: The influence of electron beam irradiation. plastic deformation. and re-irradiation on crystallinity degree. mechanical and sclerometric properties of GUR 1050 used for arthroplasty, Journal of Applied Polymer Science, 2016, No. 43683, pp. 1–7.
• 15. Chen P., Chen C. C., Harmon J. P., Lee S.: The effect of gamma radiation on hardness evolution in high density polyethylene at elevated temperatures, Material Chemistry and Physics, 2014, No. 146, pp. 369–373.
• 16. Khare N., Limaye P. K., Soni N. L., Patel R. J.: Gamma irradiation effects on thermal. physical and tribological properties of PEEK under water lubricated conditions, Wear, 2015, No. 342-343, pp. 85–91.
• 17. Barylski A., Maszybrocka J., Kupka M., Aniołek K., Kaptecz S.: Radiation-chemical modification of PTFE in the presence of graphite, Journal of Applied Polymer Science, 2015, No. 42348, pp. 1–8.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).