Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Duroplasty oraz termoplasty wysokotemperaturowe w prepregach jako osnowy kompozytów węglowych do wytwarzania struktur lotniczych

Waśniewski B.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 2 (243)

28--39

PL

W artykule przedstawiono różne typy polimerów wykorzystywanych jako osnowy kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknem węglowym (Carbon Fibre Reinforced Polymers. CFRP), mających zastosowanie do wytwarzania wyrobów lotniczych. Przedstawiono budowę polimerów stosowanych na osnowy kompozytów CFRP, w tym duroplasty oraz termoplasty. Przedstawiono ich temperatury charakterystyczne oraz wybrane właściwości fizyczno-mechaniczne. Wskazano ich wady i zalety z uwzględnieniem parametrów7 krytycznych w procesach technologicznych. Opisano technologie produkcji wyrobów lotniczych z zastosowaniem kompozytów CFRP. Przedstawiono aspekty ekonomiczne i środowiskowa stosowania prepregów, w których użyto wysokotemperaturowych termoplastów (WTP) jako osnowy włókien węglowych w porównaniu z duroplastami.

EN

In the article different types of polymers used as a matrix of CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymers) applicable in the production of aircraft structures are discussed. Polymers structure used as a GFRP matrix includes thermoplastics and thermosets. The characteristic temperatures and their physical and mechanical properties are shown. Advantages and disadvantages of those materials are explained in terms of the critical technological parameters. The technology of aero structures manufacturing are presented with used of CFRP prepregs. Additionally the economic and the environmental aspects of use of the CFRP thermoplastic prepregs in comparison with thermoset prepregs are shown.

2

Wpływ zawartości segmentów sztywnych na właściwości poli(węglanouretanów) do wytwarzania implantów krążka międzykręgowego

Auguścik M., Waśniewski B., Krzyżowska M., Dąbrowski J., Ryszkowska J., Karalus W.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 9

551--558

PL

Otrzymano serię poli(węglanouretanów), o zawartości 30, 34 i 45 % mas. segmentów sztywnych, z diizocyjanianu 4,4'-dicykloheksylometanu (HMDI) ioligowęglanodiolu. Scharakteryzowano właściwości oraz strukturę wytworzonych poli(węglanouretanów) za pomocą spektroskopii w podczerwieni FT-IR, różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), analizy dynamicznych właściwości mechanicznych (DMA), analizy termograwimetrycznej (TGA) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Oceniono również właściwości wytrzymałościowe, odporność na zużycie ścierne, a także wykonano testy tribologiczne, oznaczono twardość, elastyczność przy odbiciu, gęstość i kąt zwilżania oraz obliczono swobodną energię powierzchniową. Przeprowadzono wstępne badania biologiczne, określające toksyczność opracowanych materiałów. Wybrane próbki otrzymanych materiałów testowano na symulatorze segmentu ruchowego kręgosłupa. Wytworzony implant krążka międzykręgowego po 3 mln cykli nie wykazywał śladów niszczenia spowodowanego użyciem ściernym i nie zmienił swojej charakterystyki wytrzymałościowej.

EN

A series of polycarbonate urethanes (PUR) containing 30, 34 and 45 wt % hard segments was synthesized from oligocarbonate diol (OCD) and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate (HMDI). The structure and properties of the obtained polymers were characterized using infrared spectroscopy with Fourier transformation (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMA), thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). The tensile strength properties, hardness, resilience and density of PUR were determined and abrasive wear resistance was evaluated in a tribological test. The surface properties were examined using contact angle measurements and free surface energy was calculated. The preliminary cytotoxicity tests were performed. The selected samples of the obtained materials were tested using the simulator of spine motion segment. The intervertebral disc implant produced from polycarbonate urethane with 34 wt % hard segments showed no signs of decay caused by abrasion wear and did not change its mechanical characteristics after 3 million cycles.

3

Wpływ rodzaju diizocyjanianu na właściwości poliwęglanouretanów przeznaczonych na implanty stałe

Waśniewski B., Auguścik M., Krzyżowska M., Orłowski P., Ryszkowska J.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 11

2032-2038

PL

Zbadano wpływ diizocyjanianu heksametylenu (HDI), 4,4’-dicykloheksylometanu (HMDI) oraz izoforonu (IPDI) użytych do wytwarzania poliwęglanouretanów na ich właściwości mechaniczne i chemiczne. Oceniono toksyczność wytworzonych materiałów. Na podstawie analizy uzyskanych wyników wytypowano diizocyjanian do wytworzenia poliwęglanouretanów do zastosowań na implanty długoterminowe.

EN

Hexamethylene, 4,4’-dicyclohexylmethylene and isophorone diisocyanates were reacted with a com. oligocarbonatediol and ethylene glycol and glycerol to resp. polycarbonateurethanes in 2 step synthesis. The products were studied for structure, degree of phase sepn., d., hardness, Young modulus, tensile strength, resilence, abrasive wear and toxicity. The polymer based on hexamethylene diisocyanate showed the best applicability for the long term implants.

4

Nanokompozyty poliwęglanouretanowe z nanokrzemionką do zastosowań na implanty krążka międzykręgowego

Waśniewski B., Auguścik M., Parzuchowski P., Zielecka M., Ryszkowska J.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 11-12

812-818

PL

W celu uzyskania elastycznego materiału z przeznaczeniem na implant krążka międzykręgowego, wytworzono dwa rodzaje nanokompozytów na osnowie z poliwęglanouretanu (PUR). Do syntezy użyto oligowęglanodioli (OWD) o różnych masach molowych: 1534 g/mol i 1750 g/mol. Każdy z kompozytów zawierał 0,5 % mas. nanokrzemionki o średnim rozmiarze nanocząstek 57 nm. Zbadano właściwości wytrzymałościowe wytworzonych materiałów, przeprowadzono analizę termiczną (TGA), różnicową kalorymetrię skaningową (DSC) oraz dynamiczną analizę mechaniczną (DMA). Budowę chemiczną wytworzonych nanokompozytów potwierdzono na podstawie analizy widm FT-IR a kąt zwilżania wytworzonych materiałów posłużył do oceny właściwości adhezyjnych.

EN

Two types of nanocomposites with polycarbonate urethane (PUR) matrix were made in order to obtain an elastic material intended for the implant of intervertebral disc. Oligocarbonate diols of different molar masses (1534 g/mol and 1750 g/mol) were used for the synthesis. Each of the composites contained 0.5 wt. % silica with an average nanoparticle size of 57 nm. The produced materials were characterized for strength properties and investigated by thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). The chemical structure of the produced nanocomposites was confirmed on the basis of Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), while the adhesive properties were evaluated by contact angle measurements.

5

Quantitative analysis of the polyurethane composites with non-organic nanofiller for use in implants of intervertebral disc

Waśniewski B., Ryszkowska J., Skalski K., Pawlikowski M.

Archive of Mechanical Engineering

|

2012

|

Vol. LIX, nr 2

137-153

EN

The aim of this research was to develop a composite material to be used as an elastomeric core of the artificial intervertebral disc. Two types of polyurethane composites with non-modified SiO2 and SiO2 modified NH2 group were obtained. The composites made of these materials have different filler content. The effect of modifying fillers for the structure and properties of these materials were investigated.

PL

Celem pracy było opracowanie kompozytu do zastosowań na elastomerowy rdzeń sztucznego krążka międzykręgowego. Wytworzono dwa rodzaje kompozytów poliuretanowych zawierających niemodyfikowany SiO2 jak również SiO2 modyfikowany grupami NH2. W ramach pracy przeanalizowano wpływ modyfikacji napełniacza na strukturę i właściwości wytworzonych materiałów.

6

Finite element analysis of artificial disc with an elastomeric core in the lumbar spine

Borkowski P., Marek P., Krzesiński G., Ryszkowska J., Waśniewski B., Wymysłowski P., Zagrajek T.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 1

59-66

EN

This paper presents the application of finite element method in an artificial disc modelling. The prosthesis consisted of two metal plates and a flexible elastomeric core made of the nanocomposite polyurethane. Two types of connections between the plates and the core were compared: the device with an integral inlay and the device with a separate inlay coming into contact with the plates. The artificial disc with a separate inlay imitated better the human intervertebral disc. The main target of this paper was to evaluate the characteristics of force-displacement and moment-angle for the new design of the prosthesis with a separate inlay under compression, sagittal bending, shear and axial rotation. For some analyzed cases except the axial rotation and shear, where the prosthesis was too flexible, the results were roughly similar to those observed in the human spinal segment. The material effort in the prosthesis under compressive load was comparable in both types of connections between the plates and the core.

7

Kompozyty poliuretanowe z nanokrzemionką modyfikowaną grupami izocyjanianowymi

Ryszkowska J., Waśniewski B., Pytel A., Zielecka M.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 10

737-746

PL

W procesie polimeryzacji wytworzono in situ nanokompozyty z osnową poliuretanową napełniane niemodyfikowaną lub modyfikowaną grupami NCO nanokrzemionką. Wymiary nanocząstek analizowano na podstawie zmian poziomu potencjału Zeta. Przy użyciu metody HR SEM obserwowano strukturę otrzymanych cząstek nanokrzemionki a także strukturę kompozytów oceniając stopień zdyspergowania nanonapełniacza w osnowie. Budowę nanokompozytów potwierdzono widmami FT-IR oraz metodą DSC. Oznaczono temperaturę zeszklenia, badano zależność odporności na zużycie ścierne, kąta zwilżania, gęstości, a także właściwości wytrzymałościowych uzyskiwanych materiałów od udziału i rodzaju użytej nanokrzemionki. Wprowadzenie do osnowy z PUR nanonapełniacza ogranicza separację fazową segmentów giętkich i sztywnych w poliuretanie. Korzystne ze względu na wytrzymałość mechaniczną jest napełnianie PUR 1 lub 2 % mas. nanokrzemionki, w takich warunkach wzrasta również odporność na ścieranie wytwarzanych materiałów.

EN

Nanocomposites with polyurethane matrix filled with non-modified silica or silica modified with isocyanate groups were prepared in situ, in polymerization processes. Nanoparticles dimensions were evaluated on the basis of Zeta potential changes (Fig. 2, 3). The structures of nanosilica (Fig. 1) and nanocomposites obtained (Fig. 7, 8) were observed using HR SEM method. The degree of nanofiller distribution in the matrix was evaluated (Fig. 6). The structures of nanocomposites were confirmed by FT-IR spectra (Fig. 4, 5) and DSC method (Fig. 9, 10). Glass transition temperature has been determined (Fig. 11). The effects of the type and amount of silica used on abrasion resistance, contact angle, density and tensile properties of the materials obtained (Fig. 12-17, Table 1) were investigated. An introduction of nanofiller to PUR matrix limits the phase separation of soft and hard segments in polyurethane. Filling of PUR with 1 or 2 wt. % of nanosilica improves mechanical strength of polyurethanes as well as their abrasion resistance.

8

Nanokompozyty eterouretanowe z modyfikowaną nanokrzemionką do zastosowań medycznych

Waśniewski B., Ryszkowska J.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2009

|

R. 106, z. 1-M

349-353

PL

Przedmiotem badań pracy były kompozyty z niebiodegradowalnych poliuretanów i napełniacza w postaci niemodyfikowanej SiO2 oraz SiO2 modyfikowanej grupami NH2. Z materiałów tych wykonano kompozyty o różnej zawartości napełniacza. W ramach pracy zbadano właściwości termiczne oraz wpływ modyfikacji napełniacza na budowę otrzymanych materiałów.

EN

The research work were composites of polyurethanes and fillers in the form of non modified SiO2 and SiO2 modified NH2 groups. The composites made of these materials has different filler content. The effect of modifying fillers for the structure and properties of these materials were investigated.

9

Struktura i właściwości termiczne nanokompozytów epoksydowych z antypirenami

Ryszkowska J., Jurczyk-Kowalska M., Waśniewski B.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 6

1319-1322

PL

Kompozyty są stosowane w lotnictwie, budowie okrętów, budownictwie, transporcie lądowym i innych aplikacjach dlatego muszą spełniać ostre wymagania dotyczące palności. Żywice epoksydowe są często stosowane jako osnowa kompozytów, których odporność na działanie ognia zależy często od stabilności termicznej epoksydów. Znanych jest wiele metod wytwarzania trudnopalnych żywic epoksydowych. Obok metod chemicznych modyfikacji budowy żywic epoksydowych popularne są także metody fizyczne związane z wprowadzanie antypirenów. Nanokompozyty polimerowe zawierające krzemiany mają wiele unikatowych właściwości w porównaniu z konwencjonalnymi napełnianymi polimerami, często wykazują podwyższoną odporność termiczną. Zmiana właściwości termicznych nanokompozytów z krzemianami zależy od rodzaju kompozycji do której są dodawane. Dotychczas mechanizm podwyższania odporności na działanie ognia z zastosowaniem nanonapełniaczy nie jest wyjaśniony, dlatego problem ograniczenia palności różnych polimerów epoksydowych nadal pozostaje nierozwiązany. Stosowanie krzemianów jako napełniaczy jest przyjazne środowisku, dlatego badania nad ich stosowaniem są kontynuowane. W ostatnim okresie podejmowane są próby stosowania jako antypirenów innych materiałów, które dotychczas były wprowadzane do polimerów w postaci cząstek o rozmiarach mikrometrycznych. Celem tych badań jest między innymi ograniczenie ilości wprowadzanych do polimerów napełniaczy, co jest szczególnie istotne ze względu na konieczność zmniejszania masy materiałów stosowanych do wytwarzania części pojazdów i samolotów. Celem przedstawianej pracy jest określenie możliwości ograniczenia palności żywicy epoksydowej o niskiej lepkości. Żywice te są stosowane do wytwarzania kompozytów technologią ,,na zimno".

EN

Stringent fire regulations govern the use of composites in aircraft, ships, buildings, land transport and other applications. Epoxy resin have been extensively used in composite materials and as adhesives. For meeting some application requirements, several approaches have been utilized to enhance the thermal properties of epoxy resins. Imparting flame retardance into epoxy resins has received a lot of attention. The thermal properties of cured epoxies are determined by the structure of epoxy, cross-linking density and the functionality of epoxy and curing agent [6÷8]. Polymer-clay nanocomposites have unique properties when compared to conventional filled polymers and often exhibit increased thermal stability. The effect of the addition of nanoparticles on thermal properties has shown a variety of behaviours, depending on the system used. The technique of thermogravimetric analysis (TGA) and cone calorimetric measurements are often applied to investigate the degradation resistance to heat of such materials. However, the mechanism of improved flame retardation is still not clear. The major benefits of the use of clay as a flame retardation additive is that the filler is more environmentally friendly compared to the commonly used flame retardants. However the clay strategy is not sufficient to meet the strict requirements for most of its application in aircraft, and transportation industry, the use of clay for improved flammability performance may allow the removal of significant portion of flame retardants. The addition of functional additives such as flame retardants is the most important, on going requirements in the transportation industries. The aim of this work is to specify the possibilities of reducing the flammability of epoxy resin of low viscosity. These resin are used to manufacture composite using “cold” technology.

10

Właściwości poliuretanomoczników otrzymywanych w wyniku syntezy z zastosowaniem promieniowania mikrofalowego

Ryszkowska J., Waśniewski B.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2006

|

R. 103, z. 6-M

433-436

PL

Polimeryzacja poliuretanomoczników Epunitów [zastrzeżony znak towarowy] prowadzona jest w elektrycznych urządzeniach grzewczych. W pracy zaproponowano wytwarzanie tych materiałów z zastosowaniem jako źródła ciepła promieniowania mikrofalowego. W ramach pracy wykonano poliuretanomoczniki przy zmiennej mocy promieniowania mikrofalowego. Oceniono strukturę i właściwości wytworzonych materiałów.

EN

Polymerization of ureaurethanes performed in electric heating devices. It was suggested to manufacture these materials using microwave radiation as the heat source. As a part of this research project ureaurethanes were fabricated using various strength of microwave radiation. The structure and properties of manufactured materials were investigated.