Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Lifetime prediction for polymer materials using OIT measurements by the DSC method - Rapid Communication

Dobkowski Z.

Polimery

|

2005

|

T. 50, nr 3

213-215

EN

The standard procedure of OIT measurements by DSC method was applied for prediction of lifetime of polymer materials. Investigations of unmodified and modified, i.e. grafted and filled PE-LLD have been described, as an example. OIT values were measured in the temperature range (in general) from 180 to 240 degrees C, then the activation energy and the lifetime values were calculated. The following sequence of increasing thermal stability and increasing lifetime values has been found PE-LLD grafted < PE-LLD unmodified < PE-LLD filled compositions. The described approach can be recommended for the lifetime prediction of other polymer materials, in particular those susceptible to the thermooxidative degradation.

PL

Znormalizowaną procedurę pomiarów czasu indukcji utleniania (OIT) metodą DSC zastosowano do przewidywania czasu życia materiałów polimerowych. Jako przykład opisano badania PE-LLD niemodyfikowanego, modyfikowanego (szczepionego) oraz z napełniaczem. Wartości OIT mierzono w odniesieniu do każdego rodzaju polimeru w przedziale 30 deg, przy czym ogólny zakres temperatury wynosił 180 do 240 stopni C (rys. 1). Następnie z równ. (4) obliczano energię aktywacji (tabela 1) i na tej podstawie obliczano czas życia badanych materiałów (tabela 2). Stwierdzono, że stabilność termiczna i czasy życia wzrastają w zależności od rodzaju materiału w następującej kolejności: PE-LLD szczepiony < PE-LLD niemodyfikowany < PE-LLD, kompozycje z napełniaczem. Opisany sposób można zalecić do przewidywania czasu życia w innej temperaturze materiałów polimerowych, zwłaszcza podatnych na degradację termoutleniającą.

2

Assessment of polyethylene stability using the standardized OIT procedure by DSC method

Dobkowski Z.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 5

343-345

EN

The standardized procedure for determination of oxidation induction time (OIT) using the differential scanning calorimetry (DSC) method has been described. A Perkin-Elmer DSC7 instrument was used and it was calibrated with indium and tin certified reference materials (CRMs). Measured values of melting temperature were consistent with the certified values within š0.3 °C. The procedure was validated using commercially available PE samples. Relative standard deviation (RSD) values were calculated and compared with the published data. The values obtained were lower than those quoted in literature for particular PE grades. Then chemically modified (grafted) PE matrices and composites with a flame retardant filler were investigated. OIT values were measured at various temperatures and the optimum measurement temperature for modified PE composites was determined. It was equal to 220 °C as compared with 200 °C for unmodified PE. Thus, it has been found that the thermal stability of investigated composites in thermooxidative degradation conditions is higher than that of unmodified PE material.

PL

Omówiono znormalizowaną procedurę oznaczania czasu indukcji utleniania (OIT) metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC). Przyrząd pomiarowy - skaningowy kalorymetr różnicowy DSC-7 firmy Perkin-Elmer - kalibrowano za pomocą certyfikowanych materiałów odniesienia (CRM, ind i cyna, tabela 2, rys. 1); zmierzone wartości temperatury topnienia były zgodne z wartościami certyfikowanymi w granicach š0,3 °C. Przeprowadzono walidację procedury wykorzystując próbki handlowego PE (PE-HD, PE-MD, PE-LLD, tabela 1). Określano współczynniki zmienności (RSD) i uzyskane wartości OIT porównywano z danymi literaturowymi (tabela 3); otrzymane wartości RSD były mniejsze niż podawane w cytowanej literaturze w odniesieniu do odpowiednich gatunków PE. Zbadano też próbki określonego typu PE mody-fikowanego chemicznie (PE-LLD, "Stamylex") i fizycznie (jego kompozycje z dodatkiem opóźniacza palenia) - por. tabela 4 i rys. 2. Zmierzono OIT w różnej temperaturze i określono optymalną temperaturę pomiaru OIT modyfikowanego materiału. Temperatura ta w przypadku kompozytów z napełniaczem opóźniającym palenie wynosi 220 °C, jest więc wyższa w porównaniu z zalecaną w normach temperaturą 200 °C w przypadku PE niemodyfikowanego. Zatem, badane kompozyty w warunkach degradacji termooksydacyjnej wykazują większą stabilność termiczną niż niemodyfikowany PE.

3

The physicochemical characterization of fluoropolymer-modified polysiloxane coatings

Dobkowski Z., Zielecka M.

Polimery

|

2001

|

T. 46, nr 11-12

835-839

EN

A polymer hybrid system, containing a crosslinked polysiloxane (SIL) and fluoropolymer (PTFE), was developed and it has been applied as the antigraffiti coatings. Surface physicochemical properties of the system were investigated, using the tensiometry to determine surface wetting properties, such as the dynamic contact angle (DCA), the X-ray photo-electron spectroscopy for the surface chemical analysis (ESCA/XPS), and the atomic force microscopy (AFM) to observe the surface morphology and roughness. Then, the surface free energy (SFE) and its polar and dispersive parts were calculated from DCA data, as well as the surface elemental composition: F, C, Si, O, in particular the Si and F atoms distributions in the surface layers (XPS), and the roughness parameters of the surface (AFM). It has been found that the following factors are crucial for applications of the SIL/PTFE system as coatings for permanent protection of building materials against graffiti paintings: (a) the wettability, it should be low, (b) the chemical composition, an excess of F atoms at the surface is required, (c) the morphology of surface layers, i.e., tightly packed small domains and the low roughness. Optimum hydrophobic (e.g. antigraffiti) properties of the SIL/PTFE system were obtained for the compositions of a regular spherical domain pattern at the surface with the minimum surface roughness. It occurred at about 20 - 45 wt. % of PTFE content in the system. It is suggested that the regular nanopattern of F atoms of PTFE and CH3 groups of crosslinked SIL component at the surface is immobilized by the semi-interpenetrating (semi-IPN) structures. The enrichment of the surface layers with immobilized F can be considered as a key factor for achieving excellent application results.

PL

Opracowano kompozycję hybrydową (SIL/PTFE) zawierającą usieciowany polisiloksan (SIL) oraz polimer fluorowy - politetrafluoroetylen (PTFE). Zbadano właściwości powierzchniowe kompozycji w zależności od zawartości PTFE. Zmierzono dynamiczny kąt zwilżania w zakresie zawartości PTFE od 0 do 100% mas. oraz jego histerezę i określono swobodną energię powierzchniową całkowitą jak również jej składowe: polarną i dyspersyjną (rys. 1). Metodą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS - ESCA) określono skład chemiczny (F, C, Si, O) warstw powierzchniowych (na głębokości 2,1; 6,1; 12,1 nm). Podano przy tym stosunki zawartości atomów F, C, Si oraz O na głębokości 2,1 nm do ich (obliczonej) zawartości w masie (rys. 4), oraz stosunek (F + C)/Si zmierzony na każdej z trzech głębokości (rys. 3). Metodą mikroskopii sił atomowych (AFM) określono morfologię i chropowatość warstw powierzchniowych (rys. 6, 7). Kompozycje SIL/PTFE, stosowane do efektywnej ochrony ścian przed graffiti, muszą wykazywać się słabą zwilżalnością, nadmiarem atomów F i grup CH3 (tj. grup hydrofobowych) w warstwach powierzchniowych oraz obecnością występujących w tych warstwach gęsto upakowanych, niewielkich domen kulistych, jak również charakteryzować się nieznaczną chropowatością powierzchni. Optymalne okazały się kompozycje zawierające 20-40% mas. PTFE. Przedstawiono sugestię, że w układzie powstają półprzenikające się sieci (semi-IPN), które unieruchamiają atomy F i grupy metylowe w warstwie wierzchniej kompozycji, nadające jej właściwości hydrofobowe. Wzbogacenie warstwy wierzchniej w atomy F i grupy CH3 stanowi zasadniczy warunek uzyskania dobrych właściwości użytkowych powłok SIL/PTFE.

4

Investigations of surface properties of SIL-PTFE systems

Dobkowski Z., Zielecka M.

Zeszyty Naukowe. Chemia / Politechnika Śląska

|

1999

|

z. 140

367-370

EN

Preliminary results on investigations of surface properties of the SIL-PTFE systems as hydrophobic coatings have been presented. Crosslinked polydimethylsiloxanol (SIL) and polytetrafluoroethylene (PTFE) are the main components of the system. Surface properties included the contact angle (CA), surface free energy (SFE), elemental surface composition, surface morphology and roughness for the whole range of PTFE contents. It has been found that the best hydrophobic properties are accompanied with the sharp transition from the polar into disperse nature of SFE, maximum F and C atoms at the surface, and a specific morphology of densely packed spherical domains that leads to the minimum roughness. It has been suggested that the specific morphology is immobilised by a semiinterpenetrating polymer network (semi-IPN) structure. Transitions specific for the SIL-PTFE system have been revealed by the DSC technique.

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badań właściwości powierzchni układu SIL-PTFE jako pokrycia hydrofobowego. Głównym składnikiem układu jest usieciowany polidimetylosiloksan (SIL) i politetrafluoroetylen (PTFE). Właściwości powierzchniowe zawierają kąt zwilżania (CA), powierzchniową energię swobodną (SFE), skład atomowy powierzchni, morfologię powierzchni oraz jej szorstkość w całym zakresie zawartości PTFE. Znaleziono, że najlepszym właściwościom hydrofobowym towarzyszy ostre przejście z polarnej do dyspersyjnej natury SFE, maksimum atomów F i C na powierzchni oraz jej specyficzna morfologia gęsto upakowanych sferycznych domen, co prowadzi do minimum szorstkości. Zasugerowano, że ta specyficzna morfologia jest unieruchomiona przez strukturę semiprzenikającej się sieci polimerowej. Występowanie specyficznego dla systemu SIL-PTFE przejścia było potwierdzone techniką DSC.

5

Metoda oznaczania stopnia rozgałęzienia makrocząsteczek na podstawie pomiaru podstawowych właściwości reologicznych

Dobkowski Z.

Polimery

|

1999

|

T. 44, nr 3

208-211

PL

Omówiono metodę oceny stopnia rozgałęzienia makrocząsteczek polimerów na podstawie pomiaru lepkości dynamicznej w zależności od szybkości ścinania (lub od częstotliwości). Sposób postępowania wymaga oznaczenia lepkości w warunkach zerowej szybkości ścinania oraz -wykorzystania zależności potęgowej wielu zmiennych w układzie zmodyfikowanych współrzędnych. Przedstawiono wyniki pomiarów i obliczeń wg równania (5) umożliwiających zastosowanie metody w wypadku poliwęglanu (PC) i polidimetylosiloksanu (PDMS). Proponowana metoda umożliwia rozróżnianie makrocząsteczek liniowych i rozgałęzionych oraz jakościowe oznaczanie stopnia rozgałęzienia. Możliwe jest także oznaczanie ilościowe, jednakże wówczas należy przeprowadzić kalibrację na podstawie próbek wzorcowych o znanym stopniu rozgałęzienia; podano tę możliwość na przykładzie poliwęglanu.

EN

Dynamic viscosity data measured in relation to shear rate (or frequency) are used to determine the zero shear rate viscosity, and a multivariable power function [1, 2] in modified coordinates is used to distinguish between linear and branched polymer molecules and to establish the degree of branching (G). The steps for quantitative evaluation of G include (i)-(v) and: (vi) plot bi vs. G by using standard samples of well-known G to ascertain the calibration dependence b1 = f(G); (vii) calculate G from the known b1 and the calibration plot of step (vi). Examples are given for polycarbonate (PC) and polydimethylsiloxane (PDMS).

6

Characterization of the polysiloxane-polytetrafluoroethylene system (SIL-PTFE) by using the DSC method

Dobkowski Z., Zielecka M.

Polimery

|

1999

|

T. 44, nr 3

222-225

EN

A calorimetric study of the SIL-PTFE system (SIL = polymethylhydrosiloxanol) was carried out over -130-380°C (Perkin-Elmer DSC-7, He or N2 atmosphere, 20°C/min). The transition temperatures for SIL (Tg = -121.66°C, Tm = -40.1°C) and PTFE (Tg = -58.58°C, Tm = 327.40°C and 3417°C) were consistent with those reported for silicone rubbers and teflon, respectively. At PTFE <= 30 wt. %, a distinct Tg occurs within the range of Tg characteristic for SIL and the values obey the reciprocal law for a single phase blend. At higher PTFE proportions, neither the glass transition nor the melting peak were observed for SIL. Condis crystal melting transitions, characteristic of PTFE, were found to occur at room temperature and a broad melting peak was found to occur over 325-364°C. New transitions (nonexistent in the components) were found, viz., an exothermic peak at ca. 150°C (attributed to ordering phenomena due to crystallization of semi-IPN structures) and an endothermic peak at ca. 250°C (attributed to melting of semi-IPN structures). These suggestions were confirmed in terms of the balance of the thermal effects due to melting, which made it possible to calculate the PTFE contents in the SIL-PTFE system.

PL

Za pomocą kalorymetru Perkin-Elmer DSC-7 zbadano występowanie charakterystycznych przemian fizycznych w różniących się składami układach SIL/PTFE (SIL = polimetylowodorosiloksanol) w zakresie temperatury od -130 do 380°C, w atmosferze helu lub azotu i w warunkach szybkości ogrzewania 20 deg/min. Oznaczone -wartości temperatury przemian składników, tj. SIL (Tg = -121,66°C, Tm = -40,1°C) oraz PTFE (Tg = -58,58°C, Tm = 327,40°C i 341,7°C), są zgodne z danymi literaturowymi dotyczącymi odpowiednio kauczuków silikonowych i teflonu. W układach zawierających do 30% mas. PTFE stwierdzono występowanie wyraźnej temperatury Tg w zakresie Tg składnika SIL zgodnie z regułą odwrotności Tg składników. W przypadku większych zawartości PTFE ewentualna przemiana zeszklenia jest niezauważalna na termogramie; nie zaobserwowano również piku topnienia SIL. W obszarze temperatury pokojowej stwierdzono występowanie charakterystycznych dla PTFE pików topnienia struktur krystalicznych typu condis, a w zakresie 325-364°C - szeroki pik topnienia. Stwierdzono także występowanie nowych przemian, nie zaobserwowanych w składnikach, mianowicie piku egzotermicznego w temp. ok. 150°C, przypisanego porządkowaniu (krystalizacji) struktur semi-IPN oraz piku endotermicznego w temp. ~250°C przypisanego topnieniu struktur semi-IPN. Powyższą interpretację potwierdził bilans efektów cieplnych topnienia, który umożliwił obliczenie zawartości PTFE w układzie SIL/PTFE.