Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of thermal aging on the crystalline structure and mechanical performance of fully bio-based, furan-ester, multiblock copolymers

Kwiatkowska M., Kowalczyk I., Szymczyk A., Gorący K.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 9

594--602

EN

In this study, the effect of thermal aging on the physical transitions, crystalline structure development and the mechanical performance of furan-ester, multiblock copolymers is reported. The materials were synthesized via polycondensation in a melt using 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), 1,3-propanediol (1,3-PD) and dimerized fatty acid diol (FADD). All reagents were plant-derived. The copolymers were characterized by a multiblock structure with randomly distributed poly(trimethylene 2,5-furandicarboxylate) (PTF) and FADD segments and a phase separation forced by the crystallization of the rigid segment. As a consequence, the copolymers revealed elastomeric behavior and a rubbery plateau over a relatively large temperature range and also good processability. However, due to the specific architecture of FDCA – the most important bio-based monomer – the crystallization of the rigid segment was impeded. Differential scanning calorimetry (DSC), wide-angle (WAXS) and small-angle X-ray scattering (SAXS) analyses confirmed a significant development in the crystalline structure due to the thermal treatment. As a consequence, noticeable changes in the mechanical performance of the copolymer samples were observed, which is interesting for potential applications of these new materials.

PL

Analizowano wpływ procesu wygrzewania na przemiany fizyczne, strukturę krystaliczną oraz właściwości mechaniczne furano-estrowych kopolimerów multiblokowych. Materiały otrzymano metodą polikondensacji w stanie stopionym z wykorzystaniem pozyskiwanych z roślin następujących monomerów: kwasu 2,5-furanodikarboksylowego (FDCA),1,3-propanodiolu (1,3-PD) oraz diolu dimeryzowanych kwasów tłuszczowych (FADD). Badane kopolimery charakteryzowały się multiblokową strukturą z naprzemiennie rozłożonymi segmentami sztywnymi i giętkimi oraz separacją fazową wymuszoną przez krystalizację segmentów sztywnych. W konsekwencji materiały wykazywały cechy typowe dla elastomerów, plateau elastyczności w dość dużym zakresie temperatury oraz łatwość przetwórstwa. Z powodu specyficznej budowy FDCA – najważniejszego biomonomeru – krystalizacja segmentów sztywnych była jednak wyraźnie utrudniona. Metodami różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i rozpraszania promieniowania rentgenowskiego pod dużymi i małymi kątami (WAXS i SAXS) potwierdzono istotne zmiany w strukturze krystalicznej na skutek wygrzewania. Stwierdzono również wpływ wygrzewania na właściwości mechaniczne kopolimerów, co może być interesujące w aspekcie aplikacyjnym materiałów.

2

Analiza właściwości przetwórczych furanowo-estrowych kopolimerów multiblokowych z udziałem surowców pochodzenia roślinnego

Kowalczyk I., Kwiatkowska M.

Elastomery

|

2018

|

T. 22, nr 3

214--223

PL

Nowe furanowo-estrowe kopolimery multiblokowe ze względu na swoją wielofazową strukturę wykazują cechy elastomerów termoplastycznych, jednakże obecność wiązań estrowych zwiększa ich wrażliwość na degradację hydrolityczną w podwyższonej temperaturze. W niniejszym artykule oceniono właściwości przetwórcze kopolimerów poli(furanianu butylenu) z udziałem diolu dimeryzowanych kwasów tłuszczowych jako segmentu giętkiego (PBF-DDFA). Uzyskane wyniki badań stanowią rozszerzenie charakterystyki właściwości fizycznych nowej grupy polimerów estrowych, w których głównym monomerem jest, otrzymywany z roślin, kwas 2,5-furanodikarboksylowy, natomiast same kopolimery zawierają od 60 do 80% substratów pochodzenia roślinnego.

EN

New bio-based furan-ester multiblock copolymers due to their specific multiphase structure exhibit the features of thermoplastic elastomers. However the presence of the ester bonds in macromolecules increases their sensitivity to hydrolytic degradation in higher temperature. In this paper the processing properties of poly(butylene furanoate) copolymerized with plant-derived dimerized fatty acid diol (PBF-DDFA) as the flexible segment were investigated. The presented results contribute to the characteristic of the new group of ester polymers, in which the main monomer is plant-derived 2,5-furandicarboxylic acid. The investigated copolymers contain 60 to 80% of plant-derived substrates.

3

Na fali szkła. Zapraszamy do Pucka

Kowalczyk I., Demków J.

Szkło i Ceramika

|

2017

|

R. 68, nr 5

38--39

4

Thermal and mechanical properties of polyamide 12/modified carbon nanotubes composites prepared via the in situ ring-opening polymerization

Pełech I., Kwiatkowska M., Jędrzejewska A., Pełech R., Kowalczyk I.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 2

101--108

EN

In this study polyamide 12 (PA12) based composites prepared in situ via an ring-opening polymerization of lauryl lactam in the presence of raw and functionalized carbon nanotubes (CNTs) are characterized. This method has been widely applied for thermoplastic based composites, resulting in materials with relatively small amounts and uniform nanofiller distribution. The effect of multi-wall carbon nanotubes chemically modified with hydroxyl or amine groups on PA12 matrix is discussed in terms of the phase structure, thermal, mechanical, and water vapor barrier properties as well as the state of CNTs dispersion in composites. The obtained results confirm, that in general the physical properties of PA12 are noticeably affected by the presence of 0.35 wt % CNTs, whilst the benefits from nanotubes modification are observed in changes of phase transition temperatures and composite mechanical performance, whilst the thermooxidative stability and water absorption the CNTs chemical modification is less pronounced.

PL

Określono właściwości kompozytów na osnowie poliamidu 12 (PA12), napełnionych niemodyfikowanymi lub modyfikowanymi nanorurkami węglowymi (CNTs), otrzymanych in situ w polimeryzacji z otwarciem pierścienia. Metoda ta, szeroko stosowana do wytwarzania kompozytów na osnowie termoplastów, daje możliwość uzyskania materiałów o względnie małej zawartości i jednorodnej dyspersji nanonapełniacza. Omówiono wpływ modyfikacji wielościennych nanorurek węglowych grupami hydroksylowymi lub aminowymi na strukturę fazową, właściwości termiczne, mechaniczne i barierowe osnowy poliamidowej oraz na stopień dyspersji nanocząstek w kompozycie. Wyniki badań potwierdziły wpływ dodatku 0,35 % mas. nanorurek na właściwości fizyczne PA12, przy czym korzyści wynikające z modyfikacji chemicznej obserwowano w wypadku temperatury przemian fazowych oraz wytrzymałości mechanicznej kompozytów, natomiast w odniesieniu do stabilności termooksydacyjnej i właściwości barierowych wpływ funkcjonalizacji był mniejszy.

5

Modelowanie blokowe skał stropowych pokładów węgla LW Bogdanka SA

Dyczko A., Kołomański D., Kowalczyk I.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

427--438

PL

Znajomość charakterystyki górotworu, wyrażonej ogólną jakością mas skalnych wraz z kombinacjami różnych parametrów geologicznych odgrywa istotną rolę w trakcie prowadzenia eksploatacji. Na podstawie tej informacji o górotworze wybierana jest technika eksploatacji złoża oraz projektowany taki sposób kierowania stropem, aby maksymalnie ograniczyć niebezpieczeństwo wystąpienia obwałów. Niestety często litologia skał stropowych jest tak zmienna, że trudno przewidzieć sposób ich zachowania się, zwłaszcza w momencie naruszenia górotworu eksploatacją. Aktualnie jednym z najczęstszych niekorzystnych zjawisk towarzyszących eksploatacji (zwłaszcza cienkich pokładów węgla) związanych z właściwościami stropu jest jego opad w postaci skały płonnej. Jej pojawienie się w urobku powoduje dodatkowe koszty oraz wpływa na obniżenie parametrów jakościowych produktu handlowego. Szczególnie problematyczne jest to zjawisko w przypadku prowadzenia eksploatacji strugowej, gdzie część stropu w wyrobiskach eksploatacyjnych jest odsłonięta (Dyczko i in. 2015). Artykuł przedstawia opis metodyki prowadzenia na bieżąco szczegółowych badań litologii skał stropowych pokładu węgla w chodnikach przyścianowych oraz w ścianach eksploatacyjnych wraz z postępem ściany. Jak wynika z prowadzonych badań, prognozowanie wielkości opadu stropu na etapie planowania robót górniczych może być istotną wskazówką dla zastosowania odpowiednich środków zaradczych, aby zminimalizować to zjawisko jeszcze przed uruchomieniem ściany. Może to znacząco obniżyć koszt prowadzonego procesu wydobywczego. Do prognozowania wielkości opadu skał przypokładowych posłużono się modelowaniem blokowym, dzięki któremu z powodzeniem określono ilość skały płonnej z opadu stropu, jaka może zanieczyścić urobek w analizowanej parceli wydobywczej. W artykule przedstawiano sposoby modelowania opadu skał stropowych będące efektem prac Zespołu Pracowni Pozyskiwania Surowców Mineralnych IGSMiE PAN i LW Bogdanka SA. W przyszłości proponowana metodyka może być wykorzystana do analizy przebiegu opadu stropu oraz wyliczenia masy opadających skał stropowych oraz kalibracji systemu ciągłego pomiaru jakości urobku w wyrobiskach górniczych.

EN

Knowledge of the characteristics of the rock mass, expressed in terms of the overall quality of rocks, including combinations of different geological parameters and their relative significance to the whole rock mass, plays an important role in the course of mining operation. With this information we select the technique of mining the deposit and try to protect the roof to minimize the roof fall. Unfortunately, the lithology of roof rocks is often so variable that it is difficult to exactly predict their behavior, especially when the rock mass is violated by exploitation. Currently, one of the most of characteristic unfavorable phenomena related to the roof’s properties accompanying the mining operation, in particular mining of thin coal seams is the roof fall. Its appearance in the winning generates additional costs and reduces the quality parameters of the commercial product. This phenomenon is particularly problematic in the case of plow exploitation, where part of the roof in mining excavations is exposed. The article presents a description of the methodology of conducting detailed studies of roof rock lithology of the coal seam in longwall headings and in the longwalls with the current progress of the longwall. As it is clear from the conducted research, forecasting the size of roof fall in the planning stage of the mining operation can be an important indication for the use of appropriate measures to minimize this phenomenon before commencing the longwall, which can significantly reduce the cost of the mining process. To predict the amount of roof fall of the by-seam rocks, block modeling was used, through which the amount of waste rock from the roof fall was successfully determined, which can contaminate the output in the analyzed mining area. The article presented ways of modeling roof fall of rocks which are the result of the works of the Department of Acquisition of Mineral Resources of the Polish Academy of Sciences and LW Bogdanka SA. In the future, the proposed methodology can be used for analysis of the roof fall, for calculating the mass of the roof fall and calibration of continuous system for measuring the quality of the winning in the mine workings.

6

Model geologiczny złoża kopaliny – sposób konstrukcji, rola i znaczenie w procesie planowania i harmonogramowania eksploatacji

Kowalczyk I., Galica D., Dyczko A., Kołomański D., Mól D.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

413--425

PL

Lubelski Węgiel Bogdanka SA na początku 2015 roku przedstawiła aktualizację strategii spółki do 2020 roku, która zawierała kilka scenariuszy zakładających dalszy rozwój kopalni i eksploatację w obszarach przylegających do OG „Puchaczów V”. Każdy ze scenariuszy budowany był na podstawie geologicznego modelu złoża i harmonogramu produkcji do sczerpania zasobów, przyjmując różne warianty udostępnienia złóż perspektywicznych. Tak przygotowane harmonogramy były podstawą dla konstrukcji modelu ekonomiczno-finansowego spółki na przyszłe lata. Model złoża to cyfrowa, komputerowa prezentacja złoża kopaliny przedstawiająca wybrane aspekty geologii złoża, w tym jego położenie, geometrię oraz przestrzenne zróżnicowanie jakości. Model złoża to przede wszystkim narzędzie czy też warsztat pracy geologa interpretującego i dokumentującego budowę geologiczną złoża. Ułatwia on stworzenie dokładnego, przestrzennego opisu struktury złoża, jakości kopaliny, warunków hydrogeologicznych, geologiczno-inżynierskich i innych. Możliwości wizualizacyjne stanowiące nieodłączną część narzędzi informatycznych do modelowania złóż ułatwiają zrozumienie budowy geologicznej nawet bardzo skomplikowanych złóż i pozwalają zaprezentować ją w interesujący sposób. Geologiczna baza danych, będąca zwykle elementem systemu do modelowania złoża, ułatwia zarządzanie dużymi zbiorami danych geologicznych i jest niezwykle pomocne przy kontroli jakości tych danych. Początkiem realizacji każdego planu produkcji jest cyfrowy model złoża, który jest fundamentem efektywnego zarządzania bazą zasobową każdej kopalni. W ocenie praktycznej, prawidłowo wykonany model złoża pozwala na dokładne określenie zasobów geologicznych z uwzględnieniem danych jakościowych i ilościowych. Jest on podstawą dla wariantowej analizy harmonogramów produkcji. Niniejszy artykuł przedstawia opis procesu tworzenia modelu geologicznego dla złóż perspektywicznych LW Bogdanka SA .

EN

At the beginning of 2015, Lublin Coal Bogdanka SA submitted an updated version the Company’s strategy to 2020, which included several scenarios which assume continued development and exploitation of mines in areas adjacent to the Puchaczów V mining area. Each scenario was built on the basis of the geological model of the deposit and the production schedule for the exhaustion of resources taking in deposits different variants provide prospective deposits . Based on the calculated schedules, the Company’s economic and financial models for the future were created. The geological model is a digital, computer representation of a mineral deposit, representing some aspects such as: its localization, geometry and spatial differentiation of quality minerals. The deposit model is primarily a tool or workshop for geologist interpreting and documenting the geological structure of the deposit. It facilitates the creation of: an accurate description of the spatial structure of deposits, the quality of the mineral, hydrogeology, geological engineering and others. Visualization is an integral part of the tools for modeling deposits which provides an the understanding of the geological structure of complex deposits and allows the user to present it in an interesting manner. The geological database, which is usually part of the system modeling of the deposit, facilitates the management of large collections of geological data and makes it easier to control the quality of the data. The beginning of the implementation of each production plan is a digital model of the deposit, which is the base for the effective management of the resource base of each mine. According to practice, the reliable model of the deposit allows geological resources to be measured precisely, taking the qualitative and quantitative data into account. Respective variants are prepared on the basis of the created model. This article provides a description of the process of creating a geological model for prospective deposits of LW Bogdanka SA .

7

Gospodarka zasobami złóż węgla kamiennego w Polsce w latach 1990–2015

Sobczyk E. J., Kicki J., Jarosz J., Kowalczyk I., Stachurski K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

37--55

PL

W artykule dokonano oceny zmian stanu, struktury i wielkości bazy zasobowej w latach 1990–2015. Stan bazy zasobowej złóż węgla kamiennego jest wynikiem zmian w ocenie złóż kopalń czynnych wskutek działań restrukturyzacyjnych, mających na celu dostosowanie górnictwa węgla kamiennego do nowych warunków gospodarczych. Działania restrukturyzacyjne w głównej mierze dotyczyły poprawy sytuacji ekonomiczno-finansowej kopalń. Najważniejszymi przyczynami złej kondycji górnictwa są wysokie koszty pracy i niska wydajność w kopalniach. Konsekwencją działań restrukturyzacyjnych górnictwa były: - likwidacja całkowita lub częściowa kopalń, - łączenie kopalń, - projektowanie eksploatacji w możliwie najbardziej korzystnych warunkach górniczo-geologicznych. W artykule zwrócono uwagę na coraz częściej pojawiające się w Polsce wymagania stawiane przez międzynarodowe instytucje finansowe (banki, giełdy, fundusze) w zakresie stosowania jednolitych standardów raportowania wyników prac geologicznych, klasyfikacji zasobów kopalin oraz oceny rentowności projektów górniczych dla potrzeb ich finansowania. Przedstawiona wielkość zasobów wydobywalnych zgodna z wymogami międzynarodowego standardu raportowania JORC Code, pokazała rzeczywisty dostęp do zasobów, a co za tym idzie – realną możliwość produkcyjną w kopalniach analizowanych trzech spółek górniczych.

EN

The paper presents an analysis of the changes in the status, structure and size of the coal reserve base from 1990 to 2015. The status of the coal reserve base is a derivative of changes in the volumes of estimated resources of the operating mines. The changes resulted from the restructuring processes, the aim of which was to adapt the coal mining industry to the new economic situation. The restructuring processes focus mainly on improving the mines’ financial standing. The two major reasons for the poor condition of the industry were high labor costs and low productivity in the mines. The consequences of restructuring activities of mining industry were: - Complete or partial mine closures, - Merging of mines, - Planning for mining in the best possible mining and geologic conditions. The article draws attention to the requirements of the international financial institutions (banks, stock exchanges, funds) increasingly appearing in Poland in the application of uniform standards for reporting the results of geological work, the classification of mineral resources and evaluation of the viability of mining projects for their financing. The volume of reserves in accordance with the requirements of international reporting standard JORC Code, showed real access to reserves, and therefore a real possibility of production in analyzed mines.

8

Kontrola parametrów jakościowych węgla uzupełniona wynikami profilowań geologicznych i modelowania złoża w LW „Bogdanka” SA

Dyczko A., Kowalczyk I., Mól D.

Wiadomości Górnicze

|

2016

|

R. 67, nr 7-8

475--483

PL

W kopalniach podziemnych węgla kamiennego jednym z podstawowych źródeł występowania skały płonnej w urobku jest zjawisko opadu stropu. Dokładniejsze rozpoznanie przyczyn zwiększonego zanieczyszczenia urobku skałą płonną oraz prognozowanie jego wielkości na etapie planowania eksploatacji może pozwolić na zastosowanie właściwych środków zaradczych, często jeszcze przed uruchomieniem eksploatacji. W artykule przedstawiano sposoby modelowania opadu skał stropowych opracowany przez Zespół Pracowni Pozyskiwania Surowców Mineralnych PAN i LW „Bogdanka” SA.

EN

underground coal mines one of the main sources of occurrence of barren rock in the run-of-mine is the phenomenon of falling of roof rocks. More accurate exploration of the causes of increased impurification of the gotten with barren rock and forecasting of its volume at the stage of exploitation planning may allow applying appropriate counter measures, often still before starting the exploitation. The article presented ways of modeling of roof rocks falling developed by a team of the Laboratory of Mineral Resources Winning of the Polish Academy of Sciences and Lublin Coal „Bogdanka" mine SA.

9

Kwas 2,5-furanodikarboksylowy jako potencjalny składnik kopolimerów o właściwościach elastomerowych

Kowalczyk I., Kwiatkowska M., Rosłaniec Z.

Elastomery

|

2016

|

T. 20, nr 4

40--47

PL

Praca stanowi przegląd literatury na temat kwasu 2,5-furanodikarboksylowego, zaliczanego do grona najbardziej obiecujących monomerów pochodzenia roślinnego. Wykazuje podobieństwo pod względem budowy chemicznej oraz reaktywności do kwasu tereftalowego (PTA), głównego monomeru w syntezie poliestrów oraz estrowych elastomerów termoplastycznych. Opisano sposoby jego syntezy z biomasy (polisacharydów, skrobi lub ligninocelulozy), a także jego potencjalne zastosowania oraz prace badawcze nad charakterystyką elastomerów termoplastycznych z jego udziałem. Jak pokazują wyniki badań, zastąpienie PTA kwasem FDCA w estrowych segmentach sztywnych nie pogarsza właściwości kopolimerów, nadal zachowują one cechy elastomerów i łatwość przetwórstwa.

EN

The paper provides an overview on the knowledge on 2,5-furandicarboxylic acid, announced as one of the most promising bio-based monomer. Derived from polysaccharides, starch or lignocellulosic FDCA reveals a similarity in the chemical structure and reactivity to terephthalic acid (PTA) – the main petrochemical monomer for the synthesis of semicrystalline polyesters and ester block copolymers (TPE). The methods of its synthesis from biomass (polysaccharides, starch or lignocelluloses) was described, as well as potential applications, and current research on FDCA containing thermoplastic elastomers. As it is reported in literature the replacement of PTA by FDCA in ester rigid segments does not diminish copolymers performance. They retain the elastomeric behavior, and a processability typical for thermoplastics.

10

Właściwości przetwórcze nowych kopolimerów estrowych o właściwościach elastomerowych na bazie surowców pochodzenia roślinnego

Kwiatkowska M., Kowalczyk I., Kwiatkowski K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

548--551

PL

Wykorzystanie biomasy roślinnej jako źródła związków o różnej budowie chemicznej otwiera możliwości syntezy nowych biopolimerowów o właściwościach zbliżonych lub nawet przewyższających te na bazie surowców petrochemicznych. Jednym ze związków, który ma szczególnie duże znaczenie aplikacyjne w syntezie polimerów, jest kwas 2,5-furanodikarboksylowy (FDCA) otrzymywany z polisacharydów pochodzenia roślinnego. Ma on potencjał zastąpić kwas tereftalowy w syntezie termoplastycznych poliestrów i ich kopolimerów. Wykorzystanie FDCA do syntezy poliestrowych segmentów sztywnych oraz dimeryzowanych kwasów tłuszczowych jako segmenty giętkie pozwala na uzyskanie estrowych kopolimerów blokowych w 100% biobazujących, które mogą być przetwarzane jak typowe termoplasty. Celem prezentowanych prac badawczych jest ocena właściwości termicznych oraz przetwarzalności takich materiałów, bowiem ze względu na ich nowość brak jest wytycznych dotyczących charakterystyki reologicznej na podstawie wyników plastomeru obciążnikowego i zaleceń dotyczących przetwórstwa. Analizie poddano poli(furanian trimetylenu) (PTF) oraz jego kopolimery z różnym udziałem diolu dimeryzowanych kwasów tłuszczowych (DDFA). Na podstawie wyników analizy termicznej oraz wskaźników szybkości płynięcia ustalono, iż o ile wzrost udziału segmentów giętkich obniża temperaturę mięknienia i topnienia kopolimerów, to ich stabilność termooksydacyjna wzrasta z udziałem DDFA. Ponadto ze względu na zawartość ugrupowań estrowych materiały są wrażliwe na obecność wilgoci podczas przetwórstwa i należy je starannie suszyć, przy czym obecność segmentów DDFA zmniejsza tę wrażliwość ze względu na ich silnie hydrofobowy charakter. Niemniej materiały te mogą być przetwarzane metodami typowymi dla termoplastów, co daje możliwość szerokiego wzornictwa w aspekcie aplikacji badanych materiałów.

EN

The use of plant biomass as a source of compounds with different chemical structures, gives a possibility for the synthesis of new bio-polymers with similar or even better physical properties if compared to those petrochemical based. One of the compounds of particularly high importance in polymer synthesis is 2.5-furanodicarboxylic acid (FDCA), derived from polysaccharides. It has the potential to replace the terephthalic acid in the synthesis of thermoplastic polyesters and their copolymers. Use of FDCA in the synthesis of polyester rigid segments and dimerized fatty acids as flexible segments allows to obtain ester block copolymers, 100% bio-based, with processabitity typical for thermoplastics. Thus, the aim of presented research is to evaluate the thermal properties and materials behaviour under processing conditions, as due to their novelty there is no guidance on their rheological characteristics nor recommendations for processing. Poly(trimethylene 2.5-furandicarboxylate) (PTF) homopolymer and its copolymers with different weight % content of dimerized fatty acids diol (DDFA) were investigated. The results of thermal analysis and melt flow index (MVR) indicated, that an increase of DDFA flexible segments effects both softening and melting temperature decreasing, whilst the thermo-oxidative stability is improved. Moreover, due to the presence of ester groups in polymer chains copolymers are sensitive to moisture content during processing, and they need to be dried carefully before the process. However DDFA content reduces this sensitivity due to its highly hydrophobic nature. Anyway, the bio-based new copolymers may be processed as typical thermoplastics, what gives a broad range of possible forms and designs in materials potential applications.

11

Study on efficiency of solid-state polycondensation on poly(ethylene terephthalate)/carbon nanotube composites

Kwiatkowska M., Kowalczyk I.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 3

119--123

EN

One of the problems concerning carbon nanotube (CNT)/thermoplastic polyester composites, prepared by in situ synthesis, is usually a lower molecular weight of the polymer matrix when compared to a homopolymer polymerized in the same conditions. It results in lower elongation at break/mechanical strength of the polymer, which may diminish the reinforcing effect coming from polymer/CNT interactions in the composite. Extension of the reaction time brings, in turn, problems with extruding the melted composite from the reactor due to its high viscosity and in consequence material waste. The objective of this study was to evaluate the efficiency of the solid-state polycondensation process (SSP), which is commonly applied to thermoplastic polyesters on an industrial scale, as regards poly(ethylene terephthalate) (PET) filled with single-walled (SWCNT) or multi-walled (MWCNT) carbon nanotubes. The experiments were carried out using a laboratory-made vacuum SSP set-up. The presented results prove the relatively high efficiency of the process, however, the material geometry seems to be a key factor. The best results were achieved for samples with the smallest thickness. Moreover the presence of nanoparticles in the polymer does not prevent or hinder further polymerization in the solid, and the reaction effectiveness is even higher in CNT composites when compared to an unfilled polymer.

PL

Jednym z problemów w pracach badawczych nad wytwarzaniem kompozytów poliestrowych z udziałem nanorurek węglowych (CNT) metodą syntezy in situ jest trudność w uzyskaniu odpowiedniej masy cząsteczkowej osnowy polimerowej w porównaniu z masą poliestru syntezowanego w tych samych warunkach, lecz bez udziału nanonapełniaczy. Może to niwelować spodziewany efekt wzmocnienia, wynikający z oddziaływań polimer-nanonapełniacz. Wydłużenie zaś syntezy kompozytu wiąże się z trudnościami z wytłoczeniem materiału z reaktora na skutek jego dużej lepkości i stratami materiału. Celem prezentowanych badań było zbadanie efektywności procesu polimeryzacji w stanie stałym (SSP), jaki stosuje się w warunkach przemysłowych m.in. do termoplastycznych poliestrów, w zastosowaniu do kompozytów poli(tereftalanu etylenu) z udziałem jedno- i wielościennych nanorurek węglowych. Eksperymenty prowadzono na próbkach o różnej geometrii, tj. granulacie, elementach wyprasek oraz cienkich foliach. Wyniki badań w skali laboratoryjnej wskazują na stosunkowo wysoką efektywność dopolikondensowania, przy czym zarówno w przypadku homopolimeru, jak i kompozytów największy przyrost mas cząsteczkowych uzyskano dla materiałów w postaci folii. Ponadto potwierdzono, iż obecność nanostruktur nie tylko nie stanowi ograniczenia dla reakcji polimeryzacji w stanie stałym, ale również efektywność procesu w przypadku kompozytów jest większa niż dla polimeru bez udziału CNT.

12

Endoscopic, histological and molecular markers of Aberrant Crypt Foci (ACF)

Kowalczyk M., Pesta W., Zinkiewicz K., Pedrycz A., Paśnik K., Siermontowski P., Orłowski M., Kurpiewski W., Juśkiewicz W., Kowalczyk I.

Polish Hyperbaric Research

|

2013

|

nr 3(44)

97--109

EN

According to the Vogelstein theory, the carcinogenesis model in colorectal cancer is one of the best-characterized models of a multistep and multilevel process associated with the progression from normal colonocyte through aberrant crypt foci (ACF) and adenoma with dysplasia to invasive carcinoma. ACF are not visible in standard colonoscopy but are well identified with the use of highmagnification chromoendoscopy with methylene blue or indigo carmine staining. As compared with endoscopic images of normal crypts, ACF orifices appeared 2-3 times larger and had a thicker epithelial lining of a fissured and/or stellate shape, and, moreover, the mucosa staining in the ACF area was much more intense. Under a microscope ACF agglomerations were noted, consisting of several to 200 intestinal glands characterised by various types of lesions (hyperplastic or dysplastic) affecting both the cyto- and histo-architecture. The distribution of ACF correlates well with adenomas and predilection area for the occurrence of polyps, as well as colorectal cancer (CRC) localization. The epidemiologic, genetic and enzymatic chance of ACF occurrence should be similar to that of adenomas and CRC, and their presence is a good predictor of future CRC development. ACF may be precursors of adenoma and colon cancer in APC and a K-ras-dependent pathways, as well as a rare pathogenetic pathway evoked by microsatellite instability (MSI) combined with DNA hypermethylation. ACF are the first morphologically identifiable (endoscopically and microscopically) precursors of colorectal cancer.

PL

Zgodnie z teorią Vogelsteina karcinogeneza w raku jelita grubego (RJG) jest wieloetapowym i wielopoziomowym procesem zaburzenia regulacji dojrzewania nabłonka błony śluzowej jelita, począwszy od prawidłowej komórki macierzystej tego nabłonka, przez ogniskanieprawidłowych krypt jelitowych (ACF),następnie stadium gruczolaka/dysplazji, na gruczolakoraku kończąc. ACF są niewidoczne w rutynowej kolonoskopii, natomiast dobrze identyfikowalne w kolonoskopii o wysokiej rozdzielczości, połączonej z barwieniem błony śluzowej jelita grubego, przy użyciu błękitu metylenowego lub indygokarminu. W porównaniu z obrazem endoskopowym prawidłowych krypt, w ACF ujście krypt jest 2-3x większe, szczelinowatego i/lub gwiazdkowatego kształtu, przy czym te krypty są otoczone pogrubiałym nabłonkiem a na obszarze ACF błona śluzowa jelita grubego intensywniej chłonie (ciemniejsze wybarwianie się) znacznikowy barwnik. W badaniu mikroskopowym ACF stwierdza się gniazda składające się z od kilku do 200 gruczołów jelitowych, objętych różnego typu zmianami (rozrostowymi i/lub dysplastycznymi) dotyczącymi zarówno cyto-, jak i histoarchitektoniki. Rozmieszczenie ACF w jelicie grubym dobrze koreluje z obszarem predylekcyjnym dla występowania zarówno polipów, jak i dla raka jelita grubego. Uwarunkowania epidemiologiczne, genetyczne i enzymatyczne w ACF są podobne do występujących w gruczolakach i RJG, wobec czego obecność ACF może być dobrym wskaźnikiem ryzyka wystąpienia RJG. ACF mogą być prekursorami gruczolaków i RJG powstających na dwóch szlakach patogenetycznych karcinogenezy: klasycznym szlaku związanym z mutacją genów APC i K-ras oraz z rzadszym szlakiem patogenetycznym, spowodowanym niestabilnością mikrosatelitarną (MSI), połączoną z hipermetylacją DNA. ACF są powszechnie uważane za pierwsze identyfikowalne morfologicznie (endoskopowo i mikroskopowo) prekursory raka jelita grubego.

13

Synteza, struktura i właściwości betain oraz ich zastosowania

Szafran M., Dega-Szafran Z., Kowalczyk I., Barczyński P.

Przemysł Chemiczny

|

2010

|

T. 89, nr 11

1533-1538

14

Zastosowanie wyładowań koronowych do modyfikowania warstwy wierzchniej włókienniczych materiałów poliestrowych

Brzeziński S., Żenkiewicz M., Połowiński S., Kowalczyk I., Karbownik I., Lutomirski S., Malinowska G.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 7-8

552-558

PL

Przedstawiono wyniki badań oddziaływania wyładowań koronowych, generowanych przez skonstruowany przez nas zestaw urządzeń (PZU) do modyfikowania warstwy wierzchniej włókienniczych materiałów polimerowych, na właściwości warstwy wierzchniej tkaniny poliestrowej (PET). Oceniono wpływ jednostkowej energii (Ej) tych wyładowań na kąt zwilżania i swobodną energię powierzchniową, włoskowatość, wybarwialność barwnikiem testowym, ilość grup kwasowych i zawartość tlenu w warstwie wierzchniej oraz na zmiany struktury geometrycznej powierzchni włókien badanego materiału. Stwierdzono, że wyładowania koronowe pochodzące z PZU powodują znaczną poprawę zwilżalności modyfikowanej tkaniny, zwiększenie swobodnej energii powierzchniowej, a zwłaszcza jej składowej polarnej oraz wzrost włoskowatości. Wyładowania te stymulują również powstawanie grup kwasowych oraz zwiększają zawartość tlenu w warstwie wierzchniej, a także wpływają na wyraźne rozwinięcie powierzchni właściwej włókien, nie zmniejszając przy tym w istotnym stopniu ich wytrzymałości mechanicznej. Badania potwierdziły słuszność przyjętej koncepcji konstrukcyjnej i funkcjonalnej zestawu urządzeń do wyładowań koronowych (PZU) umożliwiającej uzyskanie efektów modyfikowania bez istotnych uszkodzeń włókien modyfikowanego materiału.

EN

The results of investigations of the effects of corona discharge, generated by a tool set (PZU) constructed by us to modify the surface layers of polymeric textiles, on the properties of surface layer of polyester (PET) fabric are presented. The effects of unit energy (Ej) of corona discharge on the following factors were evaluated: contact angle and surface free energy (Table 1), capillarity (Fig. 1), dyeability with a test dye (Table 2, Fig. 2), acidic groups' amount (Fig. 3), oxygen content at a surface layer (Fig. 4) and changes of geometrical structures of the fibers’ surfaces of a material tested (Fig. 5). It was found that corona discharge coming from PZU caused a significant improvement in wettability, increase in surface free energy, especially its polar component, and growth in capillarity of the fabric modified. The corona discharge stimulated also the formation of acidic groups and increase in oxygen content in the surface layer. It also caused a significant specific surface development of a fiber without visible deterioration of mechanical strength. The investigations results confirmed that the design and functional quality of our corona discharge set were appropriate and the set made possible the modification of the fibers without substantial damages of the fibers of material modified.