Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative results between three protocols for achieving highly exfoliated epoxy-clay nanocomposites

Hutchinson J. M., Shiravand F., Calventus Y., Ferrando F.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 9

636--642

EN

Three different methods of fabricating polymer layered silicate (PLS) nanocomposites based upon a tri-functional epoxy resin are compared in respect of the nanostructure and impact energy of the cured nanocomposites. The three methods are designed to maximise the amount of intra-gallery reaction that takes place during cure, and this paper examines separately the effects of: (i) increasing the isothermal cure temperature; (ii) preconditioning the resin/clay mixture; and (iii) incorporating an initiator of homopolymerisation within the clay galleries. It is shown that each of these methods increases the degree of exfoliation in the cured nanocomposite, and that this improved nanostructure correlates also with an increase in the impact energy.

PL

Trzema różnymi metodami wytwarzano nanokompozyty na bazie trójfunkcyjnej żywicy epoksydowej napełnianej warstwowymi glinokrzemianami (PLS). Analizowano ich strukturę i wytrzymałość na uderzenie. Porównano efekt uzyskiwany na drodze: (i) zwiększania temperatury izotermicznej reakcji sieciowania żywicy, (ii) wstępnego kondycjonowania sporządzonej mieszaniny żywicy z glinokrzemianem i (iii) prowadzenia reakcji w obecności inicjatora homopolimeryzacji. Wykazano, że każda z ww. metod prowadzi do wzrostu stopnia eksfoliacji usieciowanych nanokompozytów, a zmiany w strukturze znajdują potwierdzenie w zwiększeniu ich udarności.

2

Evaluation of exfoliation issues in the fossil-fueled power plant

Popela T., Skoumalová Z., Macák J., Kryková M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2014

|

Vol. 64, nr 2

72--77

EN

Purpose: of this work is to evaluate the differences in corrosion behavior and the susceptibility to exfoliation between two steels that are used in fossil-fueled power plants. Design/methodology/approach: The X6CrNiMo17-13-2 and X10CrNiCuNb18-9-3 steels were exposed at supercritical water conditions (600°C, 25 MPa). Behavior of these steels was evaluated and compared. The nature of oxide scales formed on their surface was evaluated by SEM-WDS, XPS, Raman spectroscopy and impedance measurements. Findings: In comparison with the Super 304H steel the 17341 steel showed higher oxidation rate which resulted in higher oxide scale thickness which subsequentially tends to exfoliate more easily. From the microstructural and chemical point of view the oxide scales formed on both steels were very similar. Due to the oxidation kinetics differences the replacement of the 17341 steel by shot-peened Super 304h steel can be advised. However, owing to its high content of carbon, the Super 304H steel is very susceptible to sensitization to intergranular corrosion. Practical implications: The exfoliation phenomenon cannot be fully avoided in the case of austenitic stainless steels. Therefore, the processes carrying out in the power plants need to be carefully monitored in order to prevent the potential system failure. During the service of the fossil-fueled unit the perforation of operations removing the exfoliated oxides is advised. Originality/value: Nowadays in some fossil-fueled power plants where the supercritical regime is introduced the X6CrNiMo17-13-2 austenitic stainless steel suffers severe exfoliation issues. According to the newest trends in material engineering this steel is being currently replaced by shot peened X10CrNiCuNb18-9-3 steel. The value of this work is the evaluation of exfoliation issues of those steels in the fossil-fueled power plant.

3

Shaping mechanical and thermal properties of polymer nanocomposites

Pawelec Z., Bakar M.

Problemy Eksploatacji

|

2013

|

nr 3

159--168

EN

The paper presents the test results of the mechanical and thermal properties of nanocomposites based on chemically hardening epoxy resin. NanoBents ZS-1, ZR-1, ZW-1, and Closite 30B were used as nanofillers. Mechanical and ultrasound homogenisations were used to manufacture the nanocomposites. After crosslinking the nanocomposites with triethylenetetramine, their shock resistance, bending, modulus and deformation strength, as well as heat distortion temperature and linear thermal expansion coefficient were specified. Based on a two-factor experiment plan, the impact of manufacturing parameters (time and amplitude) on the mechanical properties of composites was determined. The structure of aluminosilicates dispersed in the polymer matrix was determined by examining x-rays diffraction (XRD), and the surface cracking morphology was determined by a scanning electron microscope (SEM). Based on the results, it was concluded that the best results could be obtained using a 1% m/m of layer aluminosilicates. Utilising a higher amplitude of ultrasound homogenisation leads to creating nanocomposites with better mechanical properties.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych i cieplnych nanokompozytów na osnowie chemoutwardzalnej żywicy epoksydowej. Jako nanonapełniacze zastosowano NanoBenty ZS-1, ZR-1, ZW-1 oraz Closite 30B. Do wytwarzania nanokompozytów wykorzystano połączoną homogenizację mechaniczną i ultradźwiękową. Po usieciowaniu nanokompozytów za pomocą trietylenotetraaminy zbadano ich udarność, wytrzymałość na zginanie, moduł i odkształcenie przy zginaniu oraz temperaturę ugięcia pod obciążeniem i współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej. Na podstawie programu dla dwuczynnikowego planu eksperymentu określono wpływ parametrów wytwarzania (amplitudy i czasu) na właściwości mechaniczne kompozytów. Strukturę glinokrzemianów zdyspergowanych w matrycy polimerowej określono na podstawie wyników badań dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD), a morfologię powierzchni pękania nanokompozytów określono przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że najlepsze rezultaty daje zastosowanie glinokrzemianów warstwowych w ilości 1% m/m. Zastosowanie wyższych wartości amplitudy homogenizacji ultradźwiękowej sprzyja wytworzeniu nanokompozytu o lepszych właściwościach mechanicznych.

4

Badania nad procesem utleniania grafitu mieszaninami utleniającymi w kwasach nieorganicznych

Ciszewski M., Mianowski A.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 4

267-274

PL

W artykule porównano trzy najpopularniejsze metody chemicznego utleniania grafitu zaproponowane przez Brodie, Staudenmaiera i Hummersa. Grafit poddano utlenianiu w mieszaninach silnych utleniaczy i stężonych kwasów nieorganicznych zgodnie z przepisami podanymi w literaturze. W zależności od stosowanej metody utlenianie prowadzono od kilku do kilkuset godzin. Produkty przebadano pod kątem zawartości tlenu, stosunku C/O oraz analizy jakościowej i ilościowej grup funkcyjnych. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że najlepiej utleniony grafit można uzyskać stosując najbardziej czasochłonną metodę Brodie. Metoda Staudenmaiera daje dobrze utleniony grafit i możliwość prowadzenia ciągłego procesu, ale wymaga długiego czasu utleniania. Metoda Hummersa jest najkrótsza, jednak pozostawia sporą ilość nieutlenionych atomów węgla.

EN

Three most popular methods of chemical oxidation of graphite proposed by Brodie, Staudenmaier and Hummers has been compared here. Synthetic graphite has been oxidized using strong chemical oxidizing agents in highly-concentrated inorganic acids. Reaction time varied from several to several hundred hours depending on the applied method. Products were characterized with respect to the oxygen content, C/O ratio, full qualitative and quantitative analysis of the oxygencontaining groups. Based on these experiments it was determined that the most oxidized graphite was obtained using the Brodie method. In case of Staudenmaier method, that can be carried out in single step, well-oxidized graphite can be obtained but much longer oxidation time is required. Method proposed by Hummers is the shortest but graphite oxide possesses a plenty of unoxidized carbon atoms.

5

Wpływ procesu eksfoliacji na właściwości elektrochemiczne NiCl2-FeCl3-IZG

Skowroński J. M., Rozmanowski T.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 7

1420-1423

PL

Otrzymany metodą soli stopionych podwójny interkalacyjny związek grafitu z chlorkiem niklu- (II) i chlorkiem żelaza(III) (NiCl₂-FeCl₃-IZG) poddano procesom eksfoliacji chemicznej i elektrochemicznej. Morfologię, strukturę krystaliczną i skład chemiczny otrzymanych kompozytów zbadano metodami SEM, XRD i EDS, a właścwości elektrochemiczne określono metodą woltamperometrii cyklicznej. Procesy eksfoliacji spowodowały wzrost aktywności elektrochemicznej elektrod jako efekt zmian w chemicznym składzie interkalatów i ich dużego rozproszenia w matrycy grafitowej o rozwiniętej powierzchni właściwej. Wykazano, że podczas polaryzacji katodowej dochodzi do wtórnej eksfoliacji wywołanej sorpcją wodoru, który ulega desorpcji podczas następczej polaryzacji anodowej.

EN

Graphite was intercalated with NiCl₂ and FeCl₃ (8:2) by heating at 450°C for 72 h. The intercalated graphite (3:1) was studied for chem. and electrochem. exfoliation under treatment with H₂O₂ and H₂ sorption/desorption, resp. The exfoliation resulted in an increase in electrochem. activity of intercalated graphite electrodes. Their cathodic polarization resulted in a sec. exfoliation by action of absorbed H₂ which underwent desorption during the subsequent anodic polarization.

6

Uniepalnione kompozyty epoksydowe

Oleksy M., Heneczkowski M, Mossety-Leszczak B., Galina H., Budzik G.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 5

1372-1377

PL

Przeprowadzono badania nad napełnianiem żywicy epoksydowej EpidianR 6 bentonitami Specjal i SN modyfikowanymi czwartorzędową solą amoniową (QAS). Przedstawiono wpływ sposobu i temperatury homogenizacji układów napełniacz-żywica na stopień rozsunięcia płytek napełniaczy w kompozycie podczas ich przetwarzania. Udział modyfikowanych i niemodyfikowanych glinokrzemianów zmieniano w zakresie 0,5÷5,0 % mas. Oceniono właściwości uniepalniające pod kątem stosowania tych kompozytów w elementach konstrukcji lotniczych a uzyskane wyniki badań przedstawiono w tabeli 1. Stwierdzono, że w zakresie 0,5÷1,0% mas. dodatku modyfikowanych QAS bentonitów BSN i BS (BSNQAS, BSQAS) uzyskuje się stosunkowo największy przyrost odporności kompozytów na płomień (rys. 3÷5). Efekt ten wspomagany jest także drobnopłytkową strukturą morfologii obserwowaną na kruchych przełomach za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) (rys. 6 i 9).

EN

A study on filling the epoxy resin EpidianR 6 with bentonites Specjal and SN modified with a quaternary ammonium salt is presented. The effects of the procedure and homogenization temperature applied for the system resin-filler during its processing upon the degree of widening the gaps be- tween platelets of the filler in the composite. The content of both modified and unmodified aluminum silicates was changed in the range 0.5-5.0 wt.%. The fire resistance properties of the composites (shown in Table 1) were assessed from the point of view of their potential applications in aircraft elements. It was found that when the amount of the QAS modifies bentonites BSN and BS (BSNQAS, BSQAS) was in the range of 0.5÷1.0 wt.% the fire resistance of composites increased the most rapidly (Fig. 3÷5). The effect was enhanced by the tiny layered morphology of the bentonites seen in SEM microphotographs of the brittle fracture surfaces of the composites (Fig. 6 and 9).

7

Polymer nanocomposites with layered silicates

Galeski A., Piorkowska E.

Polimery

|

2007

|

T. 52, nr 5

323-328

EN

The topics of current research in the field of polymer nanocomposites with layered silicates are addressed. The factors influencing the efficiency of the clay exfoliation in a polymer during melt processing are summarized, namely type of a machine used, mixing conditions and molecular characteristics of polymers utilized, including that of polymeric compatibilizers. New methods leading to the clay exfoliation in a polymer matrix are described. Application of exfoliation promoter allows to eliminate the necessity to compatibilize organo-modified clay with hydrophobic polymer matrix. Shear induced crystallization of polyolefin based nanocomposites is also addressed; even weak shearing induces alignment of clay platelets, results in polymer chains orientation and enhances the nucleation of crystallization.

PL

Omówiono zagadnienia będące przedmiotem aktualnych badań w dziedzinie nanokompozytów polimerowych z warstwowymi krzemianami. Przedstawiono czynniki wpływające na intensywność rozwarstwiania glinki w polimerze podczas przetwarzania w stanie stopionym, mianowicie rodzaj stosowanego urządzenia, warunki mieszania oraz charakterystykę molekularną stosowanych polimerów, w tym polimerowych kompatybilizatorów. Ponadto, opisano nowe metody rozwarstwiania glinki w polimerowej matrycy. Zastosowanie środka wspomagającego rozwarstwienie pozwala wyeliminować konieczność kompatybilizacji modyfikowanej organicznie glinki z hydrofobową matrycą polimerową. Omówiono również indukowaną odkształceniem ścinającym krystalizację nanokompozytów z matrycą poliolefinową. W takich układach nawet niewielkie i powolne odkształcanie prowadzi do orientacji płytek glinki oraz powoduje orientację łańcuchów polimeru i nasila zarodkowanie krystalizacji.

8

Elektrochemiczne właściwości interkalacyjnych związków grafitu po procesie chemicznej eksfoliacji

Skowroński J. M.

Przemysł Chemiczny

|

2006

|

T. 85, nr 8-9

1220-1223

PL

Przedstawiono chemiczny sposób eksfoliacji interkalacyjnego związku grafitu z tritlenkiem chromu (CrO3–IZG) w temperaturze pokojowej w wodnym roztworze nadtlenku wodoru z dodatkiem kwasu siarkowego. Produkt eksfoliacji wykazał wysoki stopień ekspansji objętościowej i pomimo stosowania wodnego środowiska reakcji zachował strukturę krystaliczną wyjściowego związku interkalacyjnego o stadium interkalacji n = 3. Wyniki badań rentgenograficznych i elektrochemicznych dowiodły, że w sieci krystalicznej eksfoliowanego związku nadal obecny jest pierwotny interkalat (CrO3), a podczas eksfoliacji doszło do jednoczesnej interkalacji kwasu siarkowego w strukturę eksfoliowanego CrO3–IZG, z wytworzeniem związku potrójnego CrO3–H2SO4–grafit.

EN

Chem. exfoliation of CrO3-GIC occurred at room temp. in aq. H2O2 contg. H2SO4. The exfoliation product had a high expansion vol. and preserved the original structure (intercalation stage, n = 3), in spite of water present in the medium. XRD and electrochem. data showed the original intercalate (CrO3) to be still present in the network of the exfoliated product. During the exfoliation, H2SO4 was simultaneously intercalated to yield a ternary CrO3-H2SO4 graphite compd.

9

Badanie procesu wytwarzania nanokompozytu polipropylenu z montmorylonitem

Gołębiewski J., Różański A., Gałęski A.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 5

374-381

PL

Na podstawie literatury scharakteryzowano montmorylonit (MMT) jako nanonapełniacz kompozytów polimerowych. Omówiono strukturę MMT i możliwości jej modyfikacji. Badania własne dotyczyły procesu wytwarzania nanokompozytów na podstawie izotaktycznego polipropylenu (PP) z MMT z zastosowaniem trzech wariantów metody wytłaczania dwuślimakowego. Trzecim składnikiem nanokompozytów był polipropylen szczepiony bezwodnikiem maleinowym będący kompatybilizatorem układu MMT/PP. Określono wpływ wariantu wytłaczania oraz wzajemnego stosunku składników kompozytu na właściwości użytkowe otrzymanego produktu (masowy wskaźnik szybkości płynięcia, statyczne i dynamiczne właściwości mechaniczne, odporność cieplna, właściwości barierowe i przepuszczalność dla tlenu). Wykazano, że dzięki zastosowanej metodzie wytwarzania nanokompozytu - przy użyciu ścinająco-mieszającej konfiguracji ślimaków - możliwe jest uzyskanie w nanokompozycie całkowicie eksfoliowanego i równomiernie rozproszonego MMT; powoduje to znaczne polepszenie badanych właściwości nanokompozytów.

EN

On the basis of literature data, montmorillonite (MMT) as a filler of polymeric composites was characterized, namely the structure and the possibility of its modification. The authors' investigations concerned the process of preparation of nanocomposites based on isotactic polypropylene (PP) with MMT, with use of three variants of twin-screw extrusion. The third component of nanocomposites was polypropylene grafted with maleic anhydride, acting as compatibilizer of MMT/PP system (Table 1). The effects of extrusion variant and the ratios of composite components on the useful properties of the products obtained (melt flow rate, static and dynamic mechanical properties, thermal stability, barrier properties - see Table 2-4, Fig. 3-7) were determined. It was demonstrated that the method of nanocomposite preparation (by use of shearing - mixing configuration of the screws) let obtain MMT fully exfoliated and uniformly dispersed in a nanocomposite. It improves significantly the studied properties of nanocomposites.

10

Influence of compatibilizer type, polypropylene molecular weigth and blending sequence on montmorillonite exfoliation in nanocomposites

Morawiec J., Pawlak A., Slouf M., Galeski A., Piorkowska E.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 1

52-55

EN

Montmorillonite exfoliation in polymer matrix is a crucial factor for obtaining a material with improved barrier properties, reduced flammabi-lity, higher elastic modulus and tensile strength. One of the ways to obtain polypropylene based nanocomposite with montmorillonite involves an appli-cation of compatibilizcrs, for example maleic anhydride or acrylic acid grafted polypropylene. The effects of blending sequence, polypropylene molecular weight, and properties of a compatibilizer on exfoliation of montmorillonite were studied.

PL

Nanokompozyty polipropylenu (PP) z montmorylonitem (MMT) otrzymywano stosując kompatybilizatory powodujące eksfoliację (rozwarstwianie) MMT; jako kompatybilizator zastosowano PP szczepiony bezwodnikiem maleinowym lub kwasem akrylowym (tabela 1). Zbadano wpływ warunków mieszania składników (PP, kompatybilizator, MMT), ciężaru cząsteczkowego matrycy PP oraz rodzaju i zawartości grup funkcyjnych w kompatybilizatorze na eksfoliację MMT badaną metodami elektronowej mikroskopii transmisyjnej (TEM, rys. 1), a także szerokokątowego rozpraszania promieni rentgenowskich (WAXS, rys. 2 i 3). Stwierdzono, że najistotniejszą rolę w procesie eksfoliacji MMT odgrywają typ kompatybilizatora warunki mieszania składników (temperatura, kolejność wprowadzania). PP szczepiony bezwodnikiem maleinowym okazał się znacznie bardziej skuteczny niż szczepiony kwasem akrylowym. Ciężar cząsteczkowy matrycy wywiera mniejszy wpływ na eksfoliację MMT. Zaobserwowany wpływ powyższych czynników na skuteczność eksfoliacji wobec badanych kompatybilizatorów zinterpretowano różnicami lepkości tych ostatnich w procesie przygotowywania ocenianych układów.

11

Exfoliation of CrO3-GIC as a route to novel graphite composites

Skowroński J. M., Walkowiak M.

Karbo

|

2001

|

Nr 11

400-403

EN

Intercalation compound of graphite with chromium trioxide was used as a precursor for obtaining of a novel type of graphite composites. Heating it at temperature of up to 800°C in air resulted in obtaining of composite material of expanded graphite/Cr(2)O(3) type. Whereas further treatment of this composite at the temperature of 1000°C in the stream of hydrogen with argon lead the transformation of Cr(2)O(3) into chromium carbide and origination of a composite of expanded graphite/Cr(3)C(2) type.

PL

Interkalacyjny związek grafitu z trójtlenkiem chromu został użyty jako prekursor w procesie otrzymywania nowego typu kompozytów grafitowych. Ogrzewając go do temperatury 800°C w powietrzu otrzymano materiał kompozytowy typu ekspandowany grafit/Cr(2)O(3), natomiast dalsze ogrzewanie tego kompozytu w temperaturze 1000°C w strumieniu wodoru z argonem spowodowało redukcję Cr(2)O(3) do węglika chromu i powstanie kompozytu typu ekspandowany grafit/Cr(3)C(2).

12

Nowe zastosowania eksfoliowanych grafitów do usuwania emulsji olejowych i związków organicznych z wody

Tryba B., Kaleńczuk R. J., Morawski W. A., Inagaki M.

Karbo

|

1999

|

Nr 7

256-260

PL

Badano adsorpcję wybranych związków organicznych z wody na eksfoliowa-nych grafitach. Grafity te modyfikowano przez utlenienie 13 procentowym roz-tworem HNO3 oraz przez wygrzewanie w temperaturze 400°C i zbadano wpływ modyfikacji na ich właściwości adsorpcyjne. Otrzymane wyniki wykazały, że eksfoliowane grafity są bardzo dobrymi adsorbentami dla olejów ciężkich i barw-ników, wykazują nieco gorsze właściwości adsorpcyjne dla trihalogenometanów (THMs) oraz nie są selektywne dla fenoli. Utlenianie kwasem azotowym powo-duje drastyczne zmniejszanie powierzchni właściwej eksfoliowanego grafitu, na-tomiast przetrzymanie grafitu w utleniającej atmosferze powietrza w podwyż-szonej temperaturze przyczynia się do nieznacznego polepszenia jego właściwo-ści adsorpcyjnych.

EN

Adsorption of selected organic compounds from water on exfoliated graphites has been investigated. The graphites were modified by oxidisation in 13 percent HNO3 solution and by heating in temperature of 400° C and the impact of the modification on their adsorption properties was investigated. The obtained results indicated that exfoliated graphites are very goods adsorbents for heavy oil and dyes. They indicate somewhat worse adsorption properties with regard to trihalogenmethancs (THMs) and are not selective for phenols. The oxidation wit nitric acid leads to a drastic decrease of the surface proper of exfoliated graphite whereas maintaining of graphite in oxidising atmosphere of air in increased tem-perature contributes to a minor improvement of its adsorption properties.