Effect of NaCl and KCl solutions on deformation of PVA hydrogel – chemo-mechanical coupling

• Autorzy: Kazimierska-Drobny Katarzyna , Kaczmarek Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2020.1.6

Warianty tytułu

PL

Wpływ roztworów NaCl i KCl na deformację hydrożelu PVA – sprzężenie chemo-mechaniczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper provides results of studies of chemically induced deformation of PVA [poly(vinyl alcohol)] hydrogels due to interaction with diffusing NaCl and KCl solutions. The experimental studies were carried out in the specially modified reservoir system, where simultaneously registration the changes in the reservoir salt concentration and the deformation under chemical load were applied. The linear model is used to determine the chemo-mechanical coupling parameter. The results showed that PVA hydrogels deform in the presence of salts in pore fluid and the higher the salt concentration the greater deformation is observed.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań chemicznie indukowanej deformacji w hydrożelach poli(alkoholu winylowego) (PVA) pod wpływem oddziaływania z dyfundującymi roztworami NaCl i KCl. Badania obejmowały specjalnie zmodyfikowany test zbiornikowy, w trakcie którego rejestrowano jednocześnie zmiany stężenia soli w zbiorniku i deformację pod obciążeniem chemicznym. Do wyznaczenia parametrów sprzężenia chemiczno-mechanicznego zastosowano liniowy model chemo-deformacji. Stwierdzono, że hydrożele PVA deformują się w obecności soli w płynie porowym, w stopniu zależnym od stężenia soli.

Słowa kluczowe

EN

hydrogels; PVA; chemo-mechanics; reservoir test; ultrasound

PL

hydrożele; PVA; chemo-mechanika; test zbiornikowy; ultradźwięki

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 65, nr 1
• Strony: 44--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Kazimierska-Drobny Katarzyna

• Kazimierz Wielki University, Institute of Mechanics and Applied Computer Science, Kopernika 1, 85-074 Bydgoszcz, Poland

autor

Kaczmarek Mariusz

• Kazimierz Wielki University, Institute of Mechanics and Applied Computer Science, Kopernika 1, 85-074 Bydgoszcz, Poland

Bibliografia

• [1] Peppas N.A., Bures P., Leobandung W. et al.: European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 2000, 50, 27. https://doi.org/10.1016/S0939-6411(00)00090-4
• [2] Patachia S., Valente A.J.M., Baciu C.: European Polymer Journal 2007, 43, 460. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2006.11.009
• [3] Masuda Y., Nakanishi T.: Colloid and Polymer Science 2002, 280, 547. https://doi.org/10.1007/s00396-002-0651-x
• [4] Muta H., Miwa M., Satoh M.: Polymer 2001, 42, 6313. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00098-2
• [5] Yasumoto N., Kasahara N., Sakaki A. et al.: Colloid and Polymer Science 2006, 284, 900. https://doi.org/10.1007/s00396-006-1461-3
• [6] Muta H., Ishida K., Tamaki E. et al.: Polymer 2002, 43, 103. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00098-2
• [7] Takano M., Ogata K., Kawauchi S. et al.: Polymer Gels Network 1998, 6, 217. https://doi.org/10.1016/S0966-7822(98)00015-X
• [8] Muta H., Kawauchi S., Satoh M.: Colloid and Polymer Science 2003, 282, 149. https://doi.org/10.1007/s00396-003-0922-1
• [9] Masuda Y., Tanaka T., Nakanishi T.: Colloid and Polymer Science 2001, 279, 1241. https://doi.org/10.1007/s003960100556
• [10] Masuda Y., Okazaki Y., Nakanishi T.: Colloid and Polymer Science 2002, 280, 873. https://doi.org/10.1007/s00396-002-0703-2
• [11] Hassan Ch.M., Peppas N.A.: Advances in Polymer Science 2000, 153, 37. https://doi.org/10.1007/3-540-46414-X_2
• [12] Hong W., Zhao X., Zhou J. et al.: Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2008, 56, 1779. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmps.2007.11.010
• [13] Hong W., Liu Z., Suo Z.: International Journal of Solids and Structures 2009, 46, 3282. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2009.04.022
• [14] Qing-Shen Y., Lian-Hua M., Shang J-J.: International Journal of Solids and Structure 2013, 50, 2437. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2013.03.039
• [15] Parthasarathy S.S., Muliana A., Rajagopal K.: Acta Mechanica 2016, 227, 837. https://doi.org/10.1007/s00707-015-1483-3
• [16] Katchalsky A., Oplatka A.: Proceedings of the Fourth International Congress on Rheology (Eds. Lee E.H., Copley A.L.), John Wiley & Sons, Inc., New York, N.Y. 1965, Vol. 1, pp. 73–97.
• [17] Barbour S.L., Fredlung D.G.: Canadian Geotechnical Journal 1989, 26, 551. https://doi.org/10.1139/t89-068
• [18] Kaczmarek M., Hueckel T.: Transport in Porous Media 1998, 32, 49. https://doi.org/10.1023/A:1006530405361
• [19] Mitchell J.K.: “Fundamental of soil behavior”, John Wiley & Sons 1993.
• [20] Kaczmarek M.: „Mechanika nasyconych materiałów wrażliwych chemicznie”, Wydawnictwo Akademii Bydgoskiej, Bydgoszcz 2001, (in polish).
• [21] Kaczmarek M., Kazimierska-Drobny K.: Computers and Geotechnics 2007, 34, 247. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2007.02.010
• [22] Sherwood J.D.: Proceedings of the Royal Society London A 1993, 440, 365. https://doi.org/10.1098/rspa.1993.0021
• [23] Kazimierska-Drobny K., Kaczmarek M.: Materials Science and Engineering C 2013, 33, 4533. https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.07.004
• [24] El Fray M., Pilaszkiewicz A., Swieszkowski W. et al.: E-Polymer 2005, P-013, 1.
• [25] Biot M.A., Willis D.G.: Journal of Applied Mechanics 1957, 24, 594.
• [26] Kaczmarek M.: “From Nano-Scale to Engineering Applications” (Eds. Di Maio C., Hueckel T., Loret B.) Swets & Zeitlinger, Lisse 2002, pp. 149–164.
• [27] Kazimierska-Drobny K., El Fray M., Kaczmarek M.: Materials Science and Engineering C 2015, 48, 48. https://doi.org/10.1016/j.msec.2014.11.034
• [28] Nakaoki T., Yamashita H.: Journal of Molecular Structure 2008, 875, 282. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2007.04.040
• [29] Yang Y., Wang X., Yang F. et al.: Advanced Materials 2016, 28, 7178. https://doi.org/10.1002/adma.201601742

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).