Preliminary results of the implementation of self-healing polymers in all-rubber protective gloves are presented. The aim of the study was to evaluate the self-healing process of the elastomeric composite in PPE (personal protective equipment). Tests were performed for two types of materials based on methyl vinyl silicone rubber with and without a textile carrier. Assessment of the surface morphology of the materials was performed before and after the self-healing process. The protective properties, including tear, deformation and chemical permeation resistance were determined. Surface damage was simulated to reflect real changes that might occur during work. The materials were damaged by simulated puncture, cutting and abrasion. All tests were performed for samples without damage, with micro damage as well as after self-repair. The results obtained confirm the possibility of using the elastomeric composite tested in the construction of protective gloves and showed the effectiveness of the self-healing process.
PL
Przedstawiono wyniki badań polimerów samonaprawiających się w kontekście zastosowania tych innowacyjnych materiałów w konstrukcji rękawic ochronnych. Celem badań była ocena procesu samonaprawy kompozytu elastomerowego o właściwościach „self-healing”. Badania wykonano dla dwóch rodzajów materiałów na bazie kauczuku metylowinylosilikonowego z/i bez nośnika tekstylnego. Następnie porównano ich właściwości z właściwościami materiałów dostępnych komercyjnie powszechnie stosowanych do produkcji rękawic ochronnych. Przeprowadzono badania fizyczne obejmujące analizę morfologii powierzchni oraz przepuszczalność powietrza. W ramach badań parametrów ochronnych wyznaczono właściwości mechaniczne w tym naprężenie i odkształcenia przy zerwaniu oraz wyznaczono odporność na przenikanie dla wybranej substancji chemicznej. Próbki specjalnie przygotowywano tak, aby odzwierciedlały uszkodzenia powierzchni pod wpływem czynników mechanicznych występujących w środowisku pracy. Materiały uszkadzano za pomocą nakłucia igłą, przecięcia skalpelem oraz przetarcia papierem ściernym. Wszystkie badania przeprowadzono dla próbek przed uszkodzeniem, z powstałymi mikrouszkodzeniami jak również po procesie samonaprawy. Wyniki badań fizycznych potwierdzają możliwości zastosowania badanego kompozytu elastomerowego w konstrukcji rękawic ochronnych oraz wykazały skuteczny przebieg procesu samonaprawy.
Na bazie kauczuków: etylenowo-propylenowego (EPM), butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) i silikonowego (MVQ) otrzymano mieszanki kauczukowe zawierające 60 phr mikrometrycznego tlenku żelaza Fe3O4. Zbadano wpływ dodatku cieczy jonowej z grupy soli alkiloamoniowych do takich mieszanek kauczukowych na właściwości reometryczne, gęstość usieciowania oraz wytrzymałość mechaniczną wulkanizatów. Stwierdzono, że dodatek cieczy jonowej powoduje wzrost stopnia zdyspergowania cząstek magnetytu w elastomerowym ośrodku, co prowadzi do zwiększenia momentów obrotowych w czasie sieciowania i skrócenia czasu jego trwania. Wytworzone kompozyty wykazywały większą gęstość usieciowania niż kompozyty napełnione mikrometrycznym Fe3O4, ale niezawierające cieczy jonowej. Zaobserwowano także polepszenie właściwości mechanicznych wulkanizatów z dodatkiem cieczy jonowych, przejawiające się zwiększeniem wartości naprężenia przy wydłużeniu 100 % oraz wytrzymałości na rozciąganie. Świadczy to o zwiększonej w wyniku dodatku cieczy jonowej aktywności cząstek napełniacza, który w warunkach większego zdyspergowania tworzył własną sieć przestrzenną, przenikającą się z siecią elastomeru i wpływającą tym samym na wytrzymałość materiału.
EN
Rubber blends based on ethylene-propylene (EPM), acrylonitrile-butadiene (NBR) and silicone (MVQ) rubbers containing 60 phr micro-sized iron oxide Fe3O4 were prepared. The effect of the addition of an ionic liquid selected from the group of alkylammonium salts on the rheometric properties, crosslinking density and mechanical strength of vulcanizates was studied. It was found that the ionic liquid additive increased the dispersion degree of magnetite particles in the elastomer, which leads to an increase in torque during the vulcanization and reduces the cure time. The produced vulcanizates showed higher crosslinking density than the composites filled with micro-sized magnetite Fe3O4 alone. Also, an improvement of mechanical properties of the vulcanizates with ionic liquid additives was observed, namely an increase in the stress at 100 % elongation and tensile strength. This indicates that the addition of ionic liquid results in an increased activity of the filler particles, which, due to their better dispersion, form their own, spacial network interpenetrating the elastomer network and influencing the material strength.
Zbadano wpływ modyfikacji powierzchniowej na właściwości wulkanizatów kauczuku metylowinylosilikonowego (MVQ). W charakterze modyfikatorów zastosowano funkcjonalizowane silseskwioksany klatkowe (POSS-Cl). Zbadano gęstość sieci, właściwości mechaniczne i barierowe, energię powierzchniową oraz czas indukcji utleniania impregnowanych wulkanizatów MVQ. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że modyfikacja polepszyła właściwości kompozytów. Wszystkie badane próbki charakteryzowały się dobrą wytrzymałością mechaniczną, ograniczoną przepuszczalnością gazów oraz zwiększoną hydrofobowością powierzchni. Na skutek modyfikacji zwiększyła się także stabilność termiczna wytworzonych wulkanizatów.
EN
The effect of surface modification on the properties of methylvinylsilicone rubber vulcanizates (MVQ) was investigated. Polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) functionalized with chloropropyl, chlorobenzyl and chlorobenzylethyl groups were used as modifying agents. The crosslink density, mechanical and barrier properties, thermal stability, surface free energy and oxygen induction time of the impregnated MVQ vulcanizates were investigated. It was found that the modification led to an improvement in the composite properties. All the investigated samples showed good mechanical strength, reduced gas permeability and increased surface hydrophobicity. Also, the thermal stability of the vulcanizates was increased as aresult of the modification.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents an overview of polymeric materials for flexible substrates in photovoltaic (PV) structures that could be used as power supply in the personal electronic systems. Four types of polymers have been elected for testing. The first two are the most specialized and heat resistant polyimide films. The third material is transparent polyethylene terephthalate film from the group of polyesters which was proposed as a cheap and commercially available substrate for the technology of photovoltaic cells in a superstrate configuration. The last selected polymeric material is a polysiloxane, which meets the criteria of high elasticity, is temperature resistant and it is also characterized by relatively high transparency in the visible light range. For themost promising of these materials additional studies were performed in order to select those of them which represent the best optical, mechanical and temperature parameters according to their usage for flexible substrates in solar cells.
Zbadano możliwość zastosowania silseskwioksanów (POSS) w charakterze napełniaczy bądź modyfikujących dodatków do elastomerów: kauczuku metylowinylosilikonowego (MVQ) oraz uwodornionego butadienowo-akrylonitrylowego (HNBR). Stwierdzono, że odpowiednio sfunkcjonalizowane silseskwioksany mogą brać udział w sieciowaniu kauczuków, zwiększać ich wytrzymałość mechaniczną, zwłaszcza w temp. -50 °C, ograniczać działanie czynników starzeniowych oraz korzystnie poprawiać hydrofobowość powierzchni, wpływając jednocześnie na barierowość wobec tlenu. Dodatek do wulkanizatów kauczuków związków POSS zawierających kwasowe lub zasadowe ugrupowania pozwala na otrzymanie materiałów obdarzonych zdolnością do samonaprawy.
EN
The possibility of using silsesquioxanes (POSS) as nanofillers or modifying additives to elastomers: methylvinylsilicone (MVQ) and hydrogenated butadiene-acrylonitrile (HNBR) rubber was studied. It was found that suitably functionalized silsesquioxanes can take part in the cross-linking of rubbers and increase their mechanical strength, especially at temperature of -50 °C. They can also reduce the ageing effects and increase the surface hydrophobicity, while at the same time influencing oxygen barrier properties. The addition of POSS compounds containing acidic or basic groups to rubber vulcanizates enables the preparation of materials with self-healing properties.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW