Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyznaczanie efektywnej gęstości sieci molekularnej w fazie amorficznej polietylenu na podstawie pomiarów naprężenia resztkowego

Bartczak Z.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2018

|

T. 24, Nr 1 (181)

5--16

PL

Próbki polietylenu liniowego (HDPE) o zróżnicowanej masie cząsteczkowej i architekturze łańcucha poddano deformacji plastycznej przez ściskanie w płaskim stanie odkształcenia do różnych odkształceń. Przeprowadzone badania zachowania próbek podczas odkształcania i po odciążeniu pozwoliły na wyznaczenie efektywnej gęstości sieci w fazie amorficznej, a tym samym koncentracji molekularnych przekaźników naprężenia (MST). Badania potwierdziły użyteczność zaproponowanej wcześniejszej metody oceny koncentracji MST na podstawie pomiaru naprężeń resztkowych pozostałych w materiale po jego deformacji przez ściskanie w płaskim stanie odkształcenia (Z. Bartczak, Eur. Polym.J. 2012; 48: 2019-2030. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2012.09.006). Stwierdzono, że efektywna gęstość sieci w fazie amorficznej zależy od architektury i długości łańcuchów poprzez ich zróżnicowaną zdolność do krystalizacji – krótsze i pozbawione defektów łańcuchy tworzą strukturę nadcząsteczkową złożoną z grubszych kryształów i charakteryzującą się wyższym stopniem krystaliczności i mniejszą koncentracją łańcuchów łączących sąsiednie lamele (TM) i splątań łańcuchów w fazie amorficznej, co prowadzi do niższych koncentracji MST niż polimerach o wyższej masie cząsteczkowej. Wzrost krystaliczności w wyniku wygrzewania prowadzi do silnego wzrostu koncentracji MST.

EN

Samples of linear polyethylene (HDPE) of different molecular weight and chain architecture were subjected to plastic deformation by compression in the plane-strain compression to various strains. The study of sample behavior during the deformation and after unloading allowed determining the effective density of the network in the amorphous phase and hence the concentration of the molecular stresses transmitters (MST). The study confirmed the relevance of the previously proposed method of estimating MST concentration on the basis of measurement of residual stresses remaining in the material after its deformation (Z. Bartczak, Eur.Polym.J., 2012, 48: 2019-2030., Doi: 10.1016 / j.polypoly.2012.09.006). It was found that effective network density in the amorphous phase and the concentration of MST depend on the architecture and chain length through their different crystallization habits - shorter and less defective chains form a supermolecular structure composed of thicker crystals and show a higher degree of crystallinity and lower concentration of tie molecules and chain entanglement in the amorphous phase. This leads to lower concentrations of MST than in higher molecular weight or more irregular species. The increase in crystallinity upon solid-state annealing leads to a strong increase in MST concentration.

2

Deformation of semicrystalline polymers – the contribution of crystalline and amorphous phases

Bartczak Z.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 11-12

787--799

EN

The plastic deformation process of semicrystalline polymers and the micromechanisms involved are discussed. The particular attention is paid to the dependence of deformation on structure and mutual influence of deformation of crystalline and amorphous components. Deformation of a semicrystalline polymer appears a complex series of continuous processes, involving mostly crystallographic deformation mechanisms operating in the crystalline phase. However, a very important role in that sequence is played by the deformation of amorphous interlamellar layers, partially reversible on unloading, which produces not only the high orientation of amorphous component but also influences deeply and supports the deformation of crystalline phase since crystalline lamellae and amorphous interlamellar layers, intimately connected through covalent bonds of chains crossing the interface, can deform only simultaneously and consistently. In particular, an influence of the topology of the amorphous phase, including the density of the molecular network of entangled chains and number of chains connecting adjacent crystalline and amorphous layers, on deformation instabilities of crystalline component in polyethylene are discussed. The induced instabilities of crystallographic slip lead to formation of lamellar kinks and frequently to an extensive fragmentation of lamellae. These transformations of crystalline structure together with restructurization of amorphous phase at high strains influence deeply the formation of the final highly oriented structure of the deformed semicrystalline polymer.

PL

Rozważano przebieg procesu odkształcenia plastycznego polimerów semikrystalicznych i zaangażowane w nim mikromechanizmy, zwracając szczególną uwagę na zależność deformacji od struktury materiału oraz na wzajemny wpływ odkształcenia fazy amorficznej i krystalicznej. Deformacja polimeru semikrystalicznego obejmuje szereg ciągłych procesów, w których zaangażowane są głównie krystalograficzne mechanizmy deformacji, aktywne w fazie krystalicznej. Bardzo ważną rolę w procesie odgrywa też częściowo odwracalne odkształcenie amorficznych warstw międzylamelarnych, które nie tylko prowadzi do wysokiego stopnia orientacji molekularnej w fazie amorficznej, ale wpływa również na deformację fazy krystalicznej. Lamele krystaliczne i amorficzne warstwy międzylamelarne, ściśle połączone wzajemnie wiązaniami kowalencyjnymi w łańcuchach przekraczających granice międzyfazowe, mogą deformować się tylko jednocześnie i spójnie. Omówiono także wpływ topologii fazy amorficznej, w tym gęstości sieci molekularnej splątanych łańcuchów i liczby łańcuchów łączących sąsiednie warstwy krystaliczne i amorficzne, na niestabilności deformacji fazy krystalicznej w polietylenie. Pojawiające się niestabilności poślizgów krystalograficznych prowadzą do powstawania załamań lamel, a często nawet do ich rozległej i silnej fragmentacji. Takie transformacje struktury fazy krystalicznej wraz z restrukturyzacją fazy amorficznej przy dużych odkształceniach wpływają istotnie na końcową, silnie zorientowaną, strukturę zdeformowanego polimeru semikrystalicznego.

3

Degradacja mechaniczna sieci molekularnej w fazie amorficznej polietylenu pod wpływem dużych odkształceń

Bartczak Z., Grala M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2016

|

T. 22, Nr 1 (169)

4--10

PL

Próbki polietylenu liniowego (HDPE) o różnym stopniu usieciowania poddano deformacji plastycznej przez ściskanie w płaskim stanie odkształcenia do dużych odkształceń, e>2 (stopień ściśnięcia λ>8) w temperaturze pokojowej. Badania strukturalne odkształconych próbek oraz badania procesu relaksacji i zaniku odkształcenia po odciążeniu materiału pokazały, że w nieusieciowanym HDPE aż do prawdziwego odkształcenia e=1 odkształcenie jest całkowicie odwracalne w temperaturze wyższej od temperatury topnienia krystalitów, T>Tm. Dla wyższych odkształceń, e>1, stopniowo pojawia się składowa nieodwracalna odkształcenia i dla e=2.1 trwałe odkształcenie resztkowe wynosi eres=0.36 (T>Tm). Próbki sieciowanego HDPE wykazują natomiast całkowitą odwracalność odkształcenia w temperaturze powyżej Tm w całym zakresie odkształcenia. Źródłem trwałej, nieodwracalnej składowej odkształcenia w materiale nieusieciowanym jest degradacja mechaniczna sieci molekularnej splątanych łańcuchów w fazie amorficznej na skutek zrywania pojedynczych łańcuchów oraz ich rozplątywania. W próbkach usieciowanych gęsta i względnie jednorodna sieć molekularna jest wystarczająco wytrzymała by uniknąć uszkodzenia i zniszczenia.

EN

Samples of linear polyethylene (HDPE) with different degree of crosslinking were subjected to plastic deformation by compression in plane-strain compression up to high strain exceeding true strain of 2 (compression ratio λ>8) at room temperature. Structural studies of deformed samples and investigation of the process of strain recovery after material unloading demonstrated that the deformation of neat, non-crosslinked HDPE appears completely reversible at a temperature above the melting point of the crystalline phase, T>Tm, up to the true strain e=1.0. At higher applied strains, e>1, an irreversible deformation component emerges gradually, and at e=2.1 the permanent residual strain equals approx. eres=0.36 (T>Tm). The cross-linked HDPE samples show complete reversibility of deformation above Tm, irrespectively of an applied strain. The source of permanent irreversible strain component in neat HDPE is a mechanical degradation of the molecular network of entangled chains in the amorphous phase as a result of chain scission and chain disentanglement. In the case of cross-lined materials the dense and relatively homogeneous molecular network is strong enough to avoid damage and degradation.

4

Shear-induced crystallization of HDPE/CaCO3 blends

Bartusik J., Bartczak Z.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 1 (151)

70--71

EN

Semi-crystalline commodity polymers, such as HDPE, are widely used for production of many goods. Therefore, it is important to understand mechanisms responsible for their behavior in terms of processing including extensive shear forces present at various processing conditions.

PL

Polimery częściowo krystaliczne znajdują powszechne zastosowanie w przemyśle produkcyjnym, dlatego też istotne jest zrozumienie mechanizmów odpowiedzialnych za ich zachowanie w różnych warunkach przetwórstwa.

5

Morphology and properties of blends of polylactide with amorphous poly(hydroxy butyrate)

Bartczak Z., Gałęski A., Kowalczuk M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 1 (151)

68--69

EN

Polylactide (PLA), a biodegradable polymer, produced from annually renewable natural resources, has a glass transition temperature in the range of 50-60°C. As a consequence, PLA is stiff and brittle at room temperature. Significant engineering effort was made to improve PLA’s mechanical performance. This was attempted mostly by blending of PLA with various substances which act as plasticizers and with other polymers. Blending of PLA with other polymers, immiscible with PLA, can lead to significant improvement of drawability and impact strength without any decrease of glass transition temperature. This is achieved by some modification of deformation micromechanisms involved.

PL

Polilaktyd (PLA) jest polimerem produkowanym z surowców odnawialnych i biodegradowalnym. Charakteryzuje się temperaturą zeszklenia w zakresie 50-60°C. Z tego powodu w temperaturze pokojowej jest sztywny i kruchy. Poprawie zachowań mechanicznych PLA poświęcono wiele pracy i wysiłku. Prace te poświęcone były głównie poprawie właściwości mechanicznych przez mieszanie PLA z różnymi substancjami działającymi jako plastyfikatory oraz z innymi polimerami. Mieszanie z innymi polimerami, niemieszalnymi z PLA, może prowadzić do znaczącej poprawy ciągliwości i udarności bez znaczącego obniżenia temperatury zeszklenia, a konsekwencji prawie bez utraty sztywności. Poprawa ta jest uzyskiwana dzięki modyfikacji mikromechanizmów zaangażowanych podczas deformacji materiału.

6

Experimental Study of the Formation of β- and γ-Phase Isotactic Polypropylene and Estimation of the Phase Composition by Wide-Angle X-Ray Scatterin

Łężak E., Bartczak Z.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2005

|

Vol. 13, no. 5 (53)

51--56

EN

Isotactic polypropylene (iPP) can crystallise in several crystalline forms. The study of crystallisation methods promoting the formation of β- and γ-crystalline forms of iPP is described. In order to obtain samples which crystallise preferentially in the ft. form, two calcium salts of pimelic and suberic acids, reported as specific nucleating agents of β crystals, were synthesised and their efficiency was tested. The blends of iPP with a concentration of nucleant within a range of 0.1-0.3 wt.% were prepared and tested. The obtained samples, presumably containing β-form crystals, were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and wide-angle x-ray scattering (WAXS) in order to evaluate their phase composition. Ca-pimelate was found to be a more effective and stable nucleant than Ca-suberate, yielding a β-modification content of over 95% at the nucleant concentration of 0.2 wt.%. At the same concentration, the Ca-suberate yielded 93% of β modification. Samples of plain iPP homopolymer were also crystallised isothermally at high pressure in order to obtain γ-form crystals. To optimise the phase structure, the temperature and time of crystallisation were varied. X-ray measurements revealed that the samples crystallised at the pressure of 200 MPa demonstrated the content of γ modification of 100% for a crystallisation temperature of 190°C and a crystallisation time longer than 2h. Specimens containing a mixture of γ and a crystals were obtained when applying a crystallisation temperature below 190°C.

PL

Izotaktyczny polipropylen (iPP) może krystalizować w kilku formach krystalograficznych. Praca przedstawia wyniki badań metod krystalizacji, prowadzących do uzyskania próbek o większościowym udziale kryształów fazy β lub y. W celu otrzymania próbek krystalizujących w postaci p użyto odpowiednich środków nukleujących. Jako nukleantów fazy β używano soli wapniowych kwasu pimelinowego i suberynowego. Zbadano efektywność zsyntetyzowanych soli: przygotowano i zbadano mieszaniny iPP zawierające odpowiedni nukleant w zakresie 0,1-0,3 wag.%. W celu oszacowania zawartości fazy β, próbki badano za pomocą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC) i szerokokątowego rozpraszania promieni rentgenowskich (WAXS). Wyniki badań pokazały, że pimelinian wapnia jest bardziej efektywnym i stabilnym nukleantem fazy β od suberynianu wapnia. W skrystalizowanych próbkach iPP zawierających 0,2 wag.% nukleanta zawartość fazy β wynosiła odpowiednio 95% i 93%. W celu otrzymania próbek iPP, zawierających kryształy fazy γ prowadzono krystalizację izotermiczną próbek czystego iPP pod wysokim ciśnieniem. Dla uzyskania pożądanej struktury fazowej temperatura i czas krystalizacji były zmieniane w szerokim zakresie. Badania rentgenowskie pokazały, że próbki krystalizowane pod ciśnie¬niem 200 MPa wykazują zawartość fazy y równą 100%, dla temperatury krystalizacji 190° C i czasu krystalizacji powyżej 2 godzin. Próbki krystalizowane w temperaturze poniżej 190°C, oprócz fazy γ zawierały również kryształy fazy α.

7

Nowe rozwiązanie problemu suszenia gruboziarnistej zawiesiny nieorganicznej w kominowanej suszarce rozpryskowo-fluidalnej

Pakowski Z., Grochowski J., Bartczak Z., Tomalczyk M., Adamiec J.

Przemysł Chemiczny

|

2003

|

T. 82, nr 8-9

1240-1242

8

Odporność mechaniczna polimerowych układów heterogenicznych i kawitacja materiału

Gałęski A., Bartczak Z.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 50, nr 23

43-47

PL

W referacie omówione będą istotne procesy i mechanizmy powodujące wzrost odporności mechanicznejheterogenicznych, krystalicznych układów polimerowych, włączając kawitację. Kawitacja uwalnia więzy łączące składniki i umożliwia uruchomienie łatwych poślizgów krystalograficznych. W ten sposób obniżone zostaje naprężenie na granicy plastyczności i wzrasta odporność mechaniczna układu. Inne mechanizmy poprawy odporności mechanicznej oparte są na wytworzeniu perkolujących warstw o niskiej rezystancji plastycznej wokół wtrąceń. We wszystkich przypadkach kawitacja albo umożliwia dalszy wzrost odporności mechanicznej albo sam daje wkład do plastycznej odpowiedzi układu. Omówione zostaną przykłady układów polimerów wielkotonażowych: polietylenu, polipropylenu i poliamidu.

EN

The toughening in most the polymer systems relies on main mechanisms of promotion of energy dissipative processes that delay or entirely suppress fracture processes originating from imperfection of internal structure or scratches and notches. The advantage of having cavitation is that the energy dissipative processes: crazing and shear yielding occur at reduced stress level. In crystalline polymer systems the tough response, besides cavitation and crazing, is of crystallographic in nature. Crystallographic slips are the main plastic deformation mechanisms. These are controlled by generation and propagation of mobile crystallographic dislocations. Other toughening phenomena in crystalline polymers are based on the idea of prolocation of material with enhanced molecular mobility in layers around rubber inclusions. In almost all cases cavitation either makes possible further toughening by activating other mechanisms or contributes itself to the plasic response of the polymer. The lecture will be illustrated with examples of systems of commodity polymers: polyethylene, polypropylene and polyamide.

9

Chemiczna modyfikacja polipropylenu przy użyciu żywic oligomerycznych

Legocka I., Bujnowska E., Łukaszewska E., Gałęski A., Bartczak Z.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 50, nr 23

548-551

PL

Przedmiotem badań była modyfikacja izotaktycznego polipropylenu w celu zwiększenia jego wytrzymałości mechanicznej, szczególnie naprężenia na granicy plastyczności [delta]y oraz zwiększenia barierowości dla gazów. Chemiczną modyfikację PP prowadzono związkami oligomerycznymi o dobranym ciężarze cząsteczkowym i budowie chemicznej. Wprowadzone modyfikatory związane z łańcuchem PP częściowo rozpuszczone będą w fazie amorficznej i częściowo uwięzione w krystalitach polimeru.

EN

The modification of polypropylene with some oligomeric resins was been studied. The raw materials were activated by radiation method, using electron beam. The structural, thermal and mechanical propertiies of the obtained compositions were been measured.

10

Nadkrytyczna utylizacja odpadów jako realizacja idei TETF

Rogacki G., Wawrzyniak P., Bartczak Z.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Chemiczna i Procesowa / Politechnika Łódzka

|

1998

|

Nr 23

222-229

PL

Termiczne metody utylizacji odpadów i zanieczyszczeń organicznych nie mogą spełnić idei TETF ponieważ występują w nich strumienie gorących i rozrzedzonych gazów. Woda w stanie nadkrytycznym stwarza warunki do termicznej utylizacji przy kosztach porównywalnych z innymi metodami.

EN

Thermal methods of organic waste disposal cannot fulfil the TEFT ideas because they deal with hot and dilute streams of gases. Supercritical water provides conditions for thermal methods at costs comparable with other methods.

11

Mechanizm podwyższania udarności napełnianych polimerów częściowo-krystalicznych

Bartczak Z., Argon A.S., Weinberg M.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn. Seria Konferencje / Politechnika Śląska

|

1998

|

nr 1, t. 1

151-151