Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Solution blow spun poly-L-lactic acid/ceramic fibrous composites for bone implant applications

Wojasiński Michał, Ciach Tomasz

Chemical and Process Engineering

|

2021

|

Vol. 42, nr 3

275-–289

EN

Every bone implant to work correctly after implantation needs to integrate with the surrounding bone. To enhance such a process, called osseointegration, various techniques of implant surface modification emerged. One of the approaches is based on the deposition of nano- and submicron materials on the implant surface. This paper presents a solution blow spinning process for producing poly-L-lactic acid (PLLA)/ceramic fibrous composites designed to be deposited directly onto orthopaedic implants prior to implantation to increase osseointegration. We produced plain PLLA fibrous materials for comparison, and fibrous composite materials with 𝛽-tricalcium phosphate (𝛽TCP), hydroxyapatite nanoparticles (nHAp) and hydroxyapatite nanoparticles modified with lecithin (nHAp-LE). We performed the structural analysis of produced materials with scanning electron microscopy, gravimetric determination of porosity, and water contact angle measurement. We also used infrared spectroscopy, Alizarin Red S staining, and cytotoxicity evaluation to conclude that PLLA/nHAp-LE composite material shows the most promising properties to be applied as surface modification of bone implants. To visualise fibrous composite deposition on implants, we used two models: titanium plate and stainlesssteel bolt. Thus, we showed that the solution blow spun materials can be used for surface modification of orthopaedic implants.

2

Optymalna modyfikacja kształtu osi włókien w strukturach kompozytowych

Wiśniewski J., Dems K.

Modelowanie Inżynierskie

|

2008

|

T. 5, nr 36

301-306

PL

Praca przedstawia wyniki badań nad projektowaniem optymalnego kształtu osi włókien wzmacniających w materiałach kompozytowych pod kątem uzyskania przez element konstrukcyjny wykonany z tego materiału wymaganych własności mechanicznych. W poszukiwaniu optymalnych rozwiązań zastosowano opracowaną metodę optymalizacyjną opartą na algorytmie ewolucyjnym.

EN

The results of investigation in the area of designing of fibre shape in composite materials so that the structure should satisfy assumed requirements in the range of mechanical properties is discussed. properties is discussed. The optimisation method based on evolutionary algorithm is applied during design process.

3

Novel Biocomposites with Feather Keratin

Wrześniewska-Tosik K., Wawro D., Ratajska M., Stęplewski W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 5-6 (64)

157--162

EN

This work deals with the preparation and characterisation of cellulose-keratin biocomposites. A method of manufacturing fibrous composite materials by wet spinning is presented. We used natural polymers, biomodified cellulose and keratin obtained from chicken feathers. Keratin waste is a potential renewable starting material. Spinning solutions were prepared from these polymers, and after filtration and aeration they were used for the formation of fibres and fibrids . The investigations included the preparation of biomodified cellulose-keratin spinning solutions of different keratin content, estimation of the influences of formation speed and drawing on the fibre properties, estimation of the sorption properties of the composites obtained. The biomodified cellulose-keratin fibres obtained are characterised by better sorption properties, higher hygroscopicity and smaller wetting angle, than those of cellulose fibres. The introduction of keratin into cellulose fibres lowered their mechanical properties, but they reach a level which enables the application of these fibres for manufacturing composite fibrous materials. Composting tests, carried out at 500C, showed the better biodegradability of composite fibres than that of cellulose fibres. The biomodified cellulose-keratin fibrids are also characterised by better sorption properties than those of cellulose fibrids. As a result of the lyophilisation of composite fibrids cellulose-keratin sponges were obtained.

PL

W artykule przedstawiono właściwości biokompozytów celulozowo-keratynowych. oraz sposób ich wytwarzania metodą mokrą. Do tego celu wykorzystano polimery naturalne: biomodyfikowaną celulozę oraz keratynę pochodzącą z piór kurzych. Z polimerów tych wytwarzano roztwory przędzalnicze, które po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu użyto do formowania mikrofibryd i włókien kompozytowych. Badania obejmowały przygotowanie roztworów przędzalniczych z biomodyfikowanej celulozy z różną ilością keratyny i ocenę wpływu warunków formowania na właściwości otrzymanych włókien kompozytowych. Otrzymane włókna charakteryzują się lepszymi właściwościami sorpcyjnymi, wyższą higroskopijnością i niższą wartością kąta zwilżania w stosunku do włókien celulozowych. Znacznie lepsze właściwości sorpcyjne wykazują również fibydy celulozowo- keratynowe. Dzięki opracowaniu specjalnych warunków liofilizacji otrzymano kompozytowe mikrofibrydy w postaci gąbki.

4

Fibrous Products with Keratin Content

Wrześniewska-Tosik K., Wawro D., Stęplewski W., Szadkowski M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 2 (61)

30--35

EN

A method of manufacturing fibrous composite materials by wet spinning is presented. We used natural polymers, namely sodium alginate and keratin obtained from chicken feathers. Spinning solutions were prepared from these polymers, and after filtration and aeration they were used for fibre and fibrid formation. The investigations included preparing alginatekeratin spinning solutions of different keratin content, estimating the influences of formation speed and drawing on the fibre properties, and estimating the sorption properties of the composites obtained. The alginate-keratin fibres obtained are characterised by better sorption properties, higher hygroscopicity and smaller wetting angle, than those of alginate fibres. The introducing of keratin into alginate fibres lowered their mechanical properties, but they are further on a level which enables applying these fibres for manufacturing composite fibrous materials. The alginate-keratin fibrids are also characterised by better sorption properties than those of alginate fibrids.

PL

W artykule przedstawiono sposób wytwarzania włóknistych materiałów kompozytowych metodą mokrą. Do tego celu wykorzystano polimery naturalne: alginian sodowy oraz keratynę pochodzącą z piór kurzych. Z polimerów tych wytwarzano roztwory przędzalnicze, które po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu użyto do formowania mikrofibryd i włókien kompozytowych. Omówiono właściwości tych roztworów oraz wytworzonych z nich kompozytów keratynowo-alginianowych, szczególnie właściwości sorpcyjne.

5

DSC and Two-dimensional Correlation Infrared Spectroscopy Studies of PA6/Montmorillonite Composite Fibres

Ślusarczyk C., Biniaś W., Fabia J., Biniaś D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 5-6 (64)

22--26

EN

The majority of research on polymer/layered silicate nanocomposite (PLSN) has focused on molded bulk materials with very few recent studies reporting on the formation of PLSN fibres. Hence, more research needs to be conducted in this area in order to better understand the formation and properties of PLSN nanofibres. In this paper composite fibres of PA6, and organically modified montmorillonite (MMT) of the type Cloisite 15A , were formed from the melt by means of a laboratory spinning machine. Fibres were extruded from the melt at a temperature of 240 °C and spun at take up velocities of 1200, 860, 460 m/min and extrusion velocity of 26 m/min. For the investigations we selected four kinds of manufactured undrawn filaments with the following compositions (by weight): 100/0, 99/1, 98/2 and 95/5 PA6/MMT. The effect of the MMT filler on PA6 crystalline morphology was examined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), IR microspectrocopy and differential scanning calorimetry (DSC). Because all the types of the fibres studied displayed both α and γ crystals, FTIR spectra were performed in wavenumber regions consisting of characteristic bands of these two polymorphs as well as the Si-O stretching wavenumber region. Analysis of FTIR spectra was performed by means of two-dimensional (2D) correlation spectroscopy. This technique revealed the composition-induced structural changes in the PA6/MMT composite fibres in detail. It was found that the content of montmorillonite in the core is higher than in the skin of the fibre, suggesting that during the formation process of the PA6/MMT composite fibres, montmorillonite was pushed into the fibre core.

PL

Praca przedstawia wyniki badań termicznych i spektroskopowych kompozytowych włókien z mieszaniny poliamidu 6 (PA6) z nanonapełniaczem, którym był organicznie modyfikowanym montmorylonit (MMT) Cloisite 15A. Badano zarówno włókna z czystego PA6 jak również zawierające 1%, 2%, i 5% MMT. Włókna formowano z czterema różnymi prędkościami odbioru: 1200, 860, 460 i 26 m/min. Ponieważ stosowany nanonapełniacz silnie wpływa na tworzenie się różnych odmian polimorficznych struktury krystalicznej PA6, w badaniach spektroskopowych analizowano pasma absorbcyjne charakterystyczne dla odmian krystalicznych α i γ PA6. Obecność montmorylonitu monitorowano obecnością pasma drgań rozciągających Si-O. Do analizy zmian absorbancji pasm w funkcji zwartości MMT zastosowano metodę dwuwymiarowej spektroskopii korelacyjnej w podczerwieni (2D FTIR). Ponadto metodą mikroskopii w podczerwieni zbadano rozkład nanonapełniacza w poprzek osi włókna. Stwierdzono wyższą zawartość MMT w rdzeniu włókna w porównaniu z jego warstwą naskórkową.

6

Genetyczna optymalizacja kształtu linii włókien w elementach konstrukcyjnych wykonanych z materiałów kompozytowych

Wiśniewski J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

457-462

PL

W pracy zajęto się problemem optymalnego projektowania kształtu i orientacji włókien wzmacniających w kompozycie z punktu widzenia uzyskania przez element konstrukcyjny wykonany z tego materiału maksymalnej sztywności. W procesie projektowania zastosowano oryginalną metodę optymalizacyjną opartą na algorytmie genetycznym. Prowadzone rozważania zilustrowano przykładem.

EN

The paper is devoted to the problem of optimal design of fibres shape and orientation in a composite for case of maximal mean stiffness of structure made of this material. The method based on the genetic algorithm has been used in the optimization procedure. The problem considered in this paper has been ilustrated by a simple example.