Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ dodatku polimeru akrylowego na właściwości wytrzymałościowe osnów na bazie żywicy epoksydowej

Kostrzewa M., Bakar M., Białkowska A., Masiewicz J.

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych

|

2015

|

Nr 4

95--102

PL

Polimetakrylan metylu (PMMA) oraz poliakrylan butylu (PAB) został zsyntezowany i w postaci ciekłego oligomeru został zastosowany do modyfikacji żywicy epoksydowej (Epidian 5). Otrzymano kompozyty zawierające 5%-20% wag. PMMA lub PAB. Przeprowadzono ocenę wpływu zastosowanego modyfikatora na właściwości mechaniczne kompozytu, tj.: udarność, odporność na zginanie trójpunktowe, krytyczny współczynnik intensywności naprężeń. Stwierdzono, że dodatek polimerów akrylowych powoduje spadek kruchości matrycy epoksydowej, o czym świadczy wzrost wartości odkształcenia przy zniszczeniu, energii kruchego pękania oraz energii przy zniszczeniu, przy jednoczesnym obniżeniu wartości modułu przy zginaniu. Najwyższe wartości badanych parametrów osiągnęły kompozycje z 5% zwartością polimerów akrylowych.

EN

Poly(methyl methacrylate) (PMMA), and polybuthyl acrylate (PAB) were synthesized and in the form of liquid oligomer applied to modify the epoxy resin (Epidian 5). In result composites containing 5%-20% of PMMA or PAB by weight were obtained. An assessment of the impact of a modifier used on mechanical properties of the composite, was carried out i.e. .: impact strength, a three-point bending strength, the critical stress intensity factor. It was found that the addition of acrylic polymers results in a decrease of brittleness of epoxy matrix as evidenced by the increase in the strain at destruction, brittle fracture energy and energy from the destruction, while reducing the modulus at bending. The composites with 5% content of acrylic polymers achieved the highest values of parameters examined.

2

Wpływ rodzaju poliuretanu na właściwości mechaniczne kompozytu o strukturze IPN na bazie żywicy epoksydowej

Kostrzewa M., Bakar M., Białkowska A., Pawelec Z., Szymańska J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2015

|

T. 21, Nr 2 (164)

131--134

PL

Praca zawiera wyniki badań nad modyfikacją żywicy epoksydowej przez zastosowanie dodatku poliuretanów otrzymanych z MDI lub PMDI oraz polioksypropylenotriolu (Rokopol 1003) w celu otrzymania kompozytów o strukturze IPN i osnów materiałów kompozytowych o poprawionych właściwościach wytrzymałościowych. Poliureatany były dodawane w ilości 5-20% wag., dla otrzymanych w ten sposób materiałów oznaczono właściwości wytrzymałościowe: udarność, współczynnik krytycznej intensywności naprężeń (Kc), odporność na trójpunktowe zginanie. Badania wykazały, że dodatek 10% wag. poliuretanu otrzymanego z PMDI i polioksypropylenotriolu (Rokopol 1003) do żywicy epoksydowej pozwalają uzyskać materiał o znacznie poprawionych właściwościach mechanicznych.

EN

The present work investigates epoxy resin/polyurethane systems with IPN structure as composite as well as for composite matrix preparation. Polyurethanes (PUR) were synthesized from MDI or PMDI with the same polyol - polyoxypropylenetriol (Rokopol 1003). Composites containing 5-20% of polyurethane were prepared and tested. The mechanical properties of the obtained composites were characterized by means of impact strength, critical stress intensity factor (Kc), flexural stress and strain at break as well as flexural modulus composite and energy at break. It was concluded that 10% of PMDI based PUR is sufficient to obtain composite material with significantly improved mechanical properties.

3

Specialized polymer composites intended for the regeneration of machine components

Pawelec Z., Bakar M., Kostrzewa M.

Problemy Eksploatacji

|

2015

|

no. 3

83--92

EN

Modern equipment and industrial machinery are characterized by advanced design that allows the implementation of complex manufacturing processes. The complexity of the machine construction results in the high cost of spare element replacements, and in many cases, their condition qualifies them for regeneration with the use of modern composite materials, which guarantee obtaining the required performance parameters of the regenerated element. This article presents the results of a study on the development of special, chemically cured, polymer composite, intended for the regeneration of items of machinery and equipment. The composites’ matrix was a modified epoxy resin. Polyester resins and polyurethane were used as polymeric modifiers, which form penetrating epoxy polymer networks with the matrix (IPN-Interpenetrating Polymer Network). Basic fillers of the composites were metallic powders with a specific chemical composition and granular size, and lubricants with anisotropic consistency. Performance characteristics were examined of the designed composites using modern testing apparatus. These polymer composites were applied for the regeneration of the surfaces of used elements. It was found that they ensure relevant performance features of the regenerated elements. Sample applications are also presented.

PL

Współczesne urządzenia i maszyny przemysłowe charakteryzują się zaawansowaną konstrukcją, która pozwala na realizację skomplikowanych procesów wytwórczych. Złożoność konstrukcyjna maszyn powoduje wysokie koszty wymiany zużytych elementów, jednak w wielu przypadkach ich stan pozwala na regenerację z wykorzystaniem nowoczesnych materiałów kompozytowych gwarantujących uzyskanie odpowiednich parametrów użytkowych zregenerowanego elementu. W artykule przedstawiono wyniki prac nad opracowaniem specjalnych chemoutwardzalnych kompozytów polimerowych przeznaczonych do regeneracji elementów maszyn i urządzeń. Osnowę kompozytów stanowiła modyfikowana żywica epoksydowa. Jako modyfikatory polimeryczne zastosowano żywice poliestrowe oraz poliuretan, które tworzą z osnową epoksydową przenikające sieci polimerowe (IPN – Interpenetrating Polymer Network). Podstawowymi napełniaczami kompozytów były proszki metaliczne o określonym składzie chemicznym i granulometrycznym oraz smary stałe o spójności anizotropowej. Zbadano właściwości eksploatacyjne opracowanych kompozytów z wykorzystaniem nowoczesnej aparatury badawczej. Opracowane kompozyty polimerowe zastosowano do regeneracji warstw wierzchnich zużytych elementów. Stwierdzono, że gwarantują one uzyskanie odpowiednich właściwości użytkowych zregenerowanych elementów. Omówiono przykładowe aplikacje.

4

The novel semi-biodegradable interpenetrating polymer networks based on urethane-dimethacrylate and epoxy-polyester components as alternative biomaterials

Barszczewska-Rybarek I., Jaszcz K., Jurczyk S., Chladek G

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2015

|

Vol. 17, no. 3

13--22

EN

Purpose: This paper presents the pilot study aimed at the development of new full interpenetrating polymer networks based on urethane-dimethacrylate and biodegradable epoxy-polyester as the proposition of new biomaterials with gradually emerging porosity. Methods: The urethane-dimethacrylate monomer was obtained from 4,4’-methylenebis(phenyl isocyanate) and tetraethylene glycol monomethacrylate. The redox-initiating system was employed for its radical polymerization. The epoxy-polyester was produced by oxidation of the polyester, synthesized from succinic anhydride and allyl glicydyl ether. It was cured in a step-growth process with biogenic, aliphatic amine – spermidine. The mixtures of both monomers with adequate curing agents were room temperature polymerized. The hardened materials were characterized for damping behavior and dynamic modulus, hardness, water sorption, the course of hydrolytic degradation as well as the morphology – before and during the degradation process. Results: The cured materials revealed the nonporous, dense morphology. In the hydrolytic environment, the epoxy-polyester network degraded and the porous urethane-dimethacrylate scaffold remained. The epoxy-polyester appeared to prevent the urethane-dimethacrylate from attaining a high degree of conversion, even if the polymerization rate and the molecular mobility of the latter one are higher than those of the epoxy-polyester. The most homogeneous material with the best physico-mechanical properties was obtained when the urethane-dimethacrylate content was smaller than the epoxy-polyester content, respectively 25 and 50 wt%. Conclusions: The system presented in this work could be useful in tissue engineering, where at the beginning of the tissue regeneration process it would meet the implant mechanical properties and then would deliver its porosity, facilitating the tissue regeneration process.

5

Reometryczne badania procesu żelowania kompozycji o wzajemnie przenikających się sieciach polimerowych otrzymanych z poliuretanu i nienasyconego poliestru

Król P., Wojturska J.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 5

365-373

PL

Przeprowadzono badania procesu żelowania kompozycji UP/PUR typu IPN z udziałem styrenu (ST), określając parametry reologiczne szeregu różniących się składem układów od chwili zainicjowania reakcji sieciowania aż do osiągnięcia punktu żelowania. Uzyskane wyniki pozwoliły na wyjaśnienie wpływu makrokinetyki żelowania na typ tworzącej się mikrostruktury kompozycji IPN i wynikające z niej dynamiczne właściwości mechaniczne [zespolony moduł sprężystości postaciowej - ; dynamiczny moduł sprężystości postaciowej (zachowawczy) - , dynamiczny moduł stratności postaciowej - i współczynnik stratności mechanicznej - tgd]. Stwierdzono, że charakter zmian parametrów reologicznych i właściwości mechanicznych zależy od zawartości PUR i ST w układzie, znacznie mniejsze znaczenie ma natomiast budowa chemiczna pierwotnej sieci poliuretanowej. Czas żelowania kompozycji IPN mieści się w przedziale od 140 s do nawet 1300 s. Wykazano, że szybszemu konstytuowaniu się struktury usieciowanej sprzyja duża ilość ST w układzie i niewielka w nim zawartość PUR. W przypadku układów zawierających >20 % PUR lub kompozycji o małej zawartości styrenu w UP (10 % mas.) proces żelowania zachodzi na tyle powoli, że przyjęte kryterium wyznaczania punktu żelowania (przecięcie się krzywych opisujących przebieg i w funkcji czasu) nie może być zastosowane. Im krótszy jest czas żelowania kompozycji, tym większe stają się wartości modułów sprężystości podłużnej (Younga) tworzywa utwardzonego, oznaczane w temperaturze pokojowej (20 °C). Takie zachowanie wynika z tworzenia się określonego typu mikrostruktury układów szybko żelujących, tzn. układu dwufazowego z jednoskładnikową matrycą, utworzoną przez usieciowaną żywicę poliestrową, oraz dwuskładnikową fazę rozproszoną, złożoną z mieszaniny PUR i usieciowanego UP. W powoli żelujących układach o dużej zawartości PUR usieciowana struktura heterofazowa obejmuje natomiast dwuskładnikową matrycę PUR-UP i jednoskładnikową fazę rozproszoną UP.

EN

Rheometric investigations on the process of gelation of UP/PUR compositions, type IPN, with styrene (ST) have been done. Rheological parameters of series of such systems, differing in compositions, from the moment of crosslinking reaction initiation up to the gelation point (Table 1) were determined. The results obtained allowed to explain the effects of macrokinetics of gelation on the type of microstructure of forming IPN composition and dynamic mechanical properties resulting from it (storage modulus - , loss modulus and loss tangent - tg d) (Fig. 1-8). It was found that the character of changes of rheological factors and mechanical properties depends on PUR and ST contents in the system. The chemical structure of the initial polyurethane network is of less importance. Gelation time of IPN compositions is in the range from 140 s up to even 1300 s. It was demonstrated that high initial amount of styrene and low PUR content in the system led to faster formation of crosslinked structure. In cases of the systems containing > 20 % of PUR or low content of styrene in UP (10 wt. %) the gelation process is going so slowly that the criterion of determination of intersection point of the curves describing and versus time cannot be applied. The shorter gelation times of the compositions the larger the values of Young's modulus of cured polymers, determined at room temperature (20 °C - Table 2 and 3, Fig. 9). Such behavior results from the formation of the particular type of microstructure of fast gelating systems i.e. two-phase system with unary matrix, formed by crosslinked polyester resin, and binary dispersed phase, composed from the mixture of PUR and crosslinked UP. In slowly gelating systems with high PUR content the two-phase cured structure consists of binary PUR - UP matrix and unary UP dispersed phase.

6

Wpływ budowy chemicznej i struktury nadcząsteczkowej na właściwości mechaniczne kompozycji poliuretan/nienasycony poliester o wzajemnie przenikających się sieciach polimerowych

Król P., Wojturska J.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 11-12

790-800

PL

Otrzymano kompozycje o wzajemnie przenikających się sieciach polimerowych typu IPN złożone z nienasyconej żywicy poliestrowej (żywicy UP, 4 rodzaje), poliuretanu (PUR) i styrenu (ST). Opracowano model matematyczny opisujący wpływ składu chemicznego na wybrane właściwości mechaniczne (naprężenie przy zerwaniu - y1, wydłużenie względne przy zerwaniu - y2, udarność - y3, twardość - y4) syntetyzowanych układów IPN i wykorzystano go do wyznaczenia obszaru składu optymalnego, w którym istnieje możliwość uzyskania kompromisowych wartości podstawowych właściwości mechanicznych. Morfologię powierzchni układów IPN różniących się gęstością usieciowania oraz składem chemicznym zbadano metodą SEM. Stwierdzono, że wszystkie próbki znajdujące się w obszarze składów optymalnych mają budowę dwufazową. Matryca jest zbudowana z żywicy UP, natomiast fazę rozproszoną stanowi mieszanina tej żywicy i PUR. Obserwowana morfologia jest efektem konkurujących ze sobą procesów separacji fazowej i reakcji polimeryzacji zachodzących równocześnie na etapie sieciowania żywicy UP za pomocą ST. W celu potwierdzenia tej tezy przeprowadzono badania kinetyki żelowania kompozyqi IPN, oznaczając czas żelowania (t(gel)) i maksymalną temperaturę reakcji sieciowania (T(maks)). Stwierdzono, że w przypadku układów IPN, w których żelowanie zachodzi szybko mamy do czynienia z tworzeniem matrycy jednoskładnikowej zbudowanej z żywicy UP (czemu odpowiadają kompromisowe właściwości mechaniczne), natomiast gdy proces żelowania zachodzi powoli tworzy się matryca dwuskładnikowa złożona z żywicy UP i PUR.

EN

The compositions being interpenetrating polymer networks of IPN type have been made of unsaturated polyester resin (UP resin, 4 grades), polyurethane (PUR) and styrene (ST) - Table 1 and 2. Mathematical model, describing an influence of chemical composition on selected mechanical properties of synthesized IPN systems, was elaborated [equation (1), Table 5]. The following properties have been taken into consideration: stress at break - y1, unit elongation at break - y2, impact strength - y3, hardness - y4 (Table 3 and 4). The model was used to calculate the area of optimum composition (Fig. 1, Table 6 and 7) in which the compromise in values of basic mechanical properties could be reached (Table 7, Fig. 4). Morphologies of the surfaces of IPN systems, differing in crosslinking density and chemical composition, were studied using SEM method (Fig. 10 and 11). It was found that all of the samples of compositions from the area of optimum composition show heterogeneous structures. The matrix is built of UP resin while dispersed phase consists of the mixture of UP resin and PUR. The morphology observed is a result of two competing processes of phase separation and polymerization reaction going simultaneously at the stage of UP resin curing with ST. In order to confirm this idea the kinetics of gelation of IPN compositions was investigated and gelation time (t(gel)) as well as maximum temperature of curing reaction (T(maks)) were determined (Table 8, Fig. 5-7). It was found that fast gelation of IPN systems led to formation of homogeneous matrix built of UP resin (compromised mechanical properties were observed) while slow gelation process favored the formation of heterogeneous matrix, built of UP resin and PUR.

7

Żywice epoksydowe i poliuretany - wzajemne oddziaływanie modyfikujące. Cz. II. Przenikające się sieci polimerowe (IPN)

Pokropski T., Balas A.

Polimery

|

2003

|

T. 48, nr 9

592-597

PL

Na podstawie przeglądu literatury przedstawiono sposoby wzajemnej modyfikacji żywic epoksydowych (EP) i poliuretanów (PUR) prowadzące do tworzenia przenikających się sieci polimerowych (IPN) oraz szczepionych sieci polimerowych (grafł-lPN). Podstawowym celem modyfikacji EP jest poprawa ich elastyczności. Omówiono modyfikację EP za pomocą PUR z grupami funkcyjnymi, mianowicie z grupami OH, NH2, NCO lub bezwodni-kowymi, oraz układów uretanowo-akrylowych, a także modyfikację sztywnych pianek PUR za pomocą EP. Opisano ponadto modyfikację EP malocząsteczkowymi izocyjanianami jako za-miennikami PUR z grupami reaktywnymi. Scharakteryzowano wpływ stosunku masowego EP:PUR, ciężaru cząsteczkowego składnika uretanowego i stopnia szczepienia między obiema sieciami polimerowymi na morfologię oraz właściwości mechaniczne i termiczne produktów. Przedstawiono również zjawisko rozdziału faz EP i PUR determinujące odpowiednią elastyczność modyfikatów.

EN

The methods of epoxy resins (EP) and polyurethanes (PUR) mutual modification leading to the formation of interpenetrating polymer networks (IPN) and graft polymer networks (graft-IPN) were presented on the basis of literature data. Main aim of EP modification is its elasticity improving. EP modification with PUR containing functional groups (namely OH, NH2, NCO or anhydride groups) or urethane - acrylic systems was discussed. Rigid PUR foams modification with EP was also presented. Additionally EP modification with low molecular weight isocyanates, acting as substitutes of PUR with reactive groups, has been described. The effects of EP:PUR weight ratio, molecular weight of isocyanate component and a degree of grafting between both polymer networks on the morphology and mechanical and thermal properties of the products were characterized. EP and PUR phase separation determining the proper elasticity of the products was also presented.

8

Współprzenikające się sieci polimerowe z poliuretanu i poliestru nienasyconego

Król P., Wojturska J.

Polimery

|

2002

|

T. 47, nr 4

242-249

PL

Otrzymano kompozycje o wzajemnie przenikających się sieciach polimerowych typu semi-IPN złożone z nienasyconej żywicy poliestrowej (UP) i poliuretanu (semi-IPN UP/PUR). Przedatawiono warunki syntezy tych układów, w której nowością jest prowadzenie poliaddykcji składnika PUR w styrenie (ST), który wchodzi też w skład UP. Metodą SEM stwierdzono, ze badane kompozycje semi-IPN UP/PUR charakteryzują się heterogeniczną mikrostrukturą. W zależności od składu chemicznego kompozycji zarówno PUR jak i UP mogą tworzyć fazę rozproszoną; matrycę może stanowić UP lub mieszanina UP + PUR. Stwierdzone metodą DSC występowanie trzech wartości Tg, odpowiadających sztywnym i elastycznym segmentom PUR oraz UP wskazuje na słabą mieszalność fazową. Na statyczne i dynamiczne właściwości mechaniczne, tj. naprężenie przy zerwaniu (o>), wydłużenie przy zerwaniu (e,) oraz dynamiczny moduł sprężystości Younga, wyraźny wpływ wywiera zawartość zarówno PUR, jak i ST w układzie. Wartości ar i Lr maleją wraz z rosnącą zawartością PUR, ale wpływ ten przestaje być istotny, gdy udział PUR w kompozycji przekracza 10% mas. Zwiększanie zawartości ST powoduje na ogół polepszenie właściwości wytrzymałościowych próbek. Dynamiczny moduł sprężystości kompozycji zależy jedynie od jej składu, natomiast budowa użytego PUR nie wywiera tu wyraźnego wpływu.

EN

Compositions consisting of mutually permeable semi-IPN type polymer networks were obtained, consisting of unsaturated polyester resin (UP) and polyurethane resin (PUR) (semi-IPN UP/PUR). Synthesis conditions of such systems were described, and a new method of PUR polyaddition in styrene (ST), which is also a UP component was presented. SEM allowed concluding that the investigated semi-IPN UP/PUR compositions are characterized by heterogeneous microstructure. Both PUR, as well as UP were able to form the dispersed phase, depending on chemical composition (Table 3); the matrix may be UP or a UP + PUR mix. DSC reported existence of three Tg values, corresponding to the ard and soft PUR and UP domains, indicated phase ncompatibility. Static and dynamic mechanical properties Figs. 3-8), i.e. tensile strength (sigma(r)), elongation at reak (epsilon(r)) and dynamic Young's elasticity module, are ignificantly affected by both PUR, as well as the ST present n the system. sigma(r) and epsilon(r) values decrease with rowing PUR content, but the effect ceases to be meaningful hen PUR content in the composition exceeds 10% by weight. ncreasing ST contents usually improve strength properties of amples. The dynamic elasticity modulus depends only on omposition, with structure of the PUR used (Table 2) being rrelevant.

9

Przenikające się sieci polimerowe

Płonka M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2001

|

nr 2

39-44

PL

Przedstawiono historyczny rozwój poglądów na zagadnienie sieci polimerowych i ich wzajemnego przenikania się. Podano przykłady otrzymywania tych struktur, oznaczanych z angielska IPN, drogą polimeryzacji w masie, w roztworze oraz w polimeryzacji emulsyjnej. Omówiono struktury i właściwości IPN, przedstawiono metodę.

10

Układy polimerowe o wzajemnie przenikających się sieciach otrzymywane z poliuretanów. Cz. II. Poliuretanowo-poliestrowe kompozycje IPN

Król P., Wojturska J.

Elastomery

|

2000

|

T. 4, nr 6

11-23

PL

Na podstawie najnowszej literatury scharakteryzowano kompozycje IPN uzyskane z poliuretanu i nienasyconej żywicy poliestrowej. Opisano metody syntezy, kinetykę procesów otrzymywania, morfologię tych układów i ich właściwości mechaniczne. Stwierdzono, że w przypadku kompozycji IPN złożonej z UP i PUR tworzy się skomplikowany układ reakcyjny, w którym prócz składu kompozycji na jego właściwości silnie wpływają inne czynniki, m.in. temperatura procesu, względna szybkość konkurencyjnych reakcji i stosowane techniki przetwórcze. Czynniki te decydują o mieszalności fazowej, a tym samym o morfologii tworzących się systemów, co w głównej mierze wywiera wpływ na właściwości mechaniczne kompozycji.

EN

Interpenetrating polymer networks (IPN) of polyurethane and unsaturated polyester were characterised by the study of the newest literature. Methods of preparation, kinetics studies, morphology and mechanical properties of these compositions were described. It was found, that in the case of IPN of PUR and UP we had obtained complicated reaction system. It's properties depend on compositions and for example on temperature of process or reaction rates of competitive reactions and method of processing. These factors determined of phase miscibility, that was connected with morphology of formed systems and their mechanical properties.

11

Układy polimerowe o wzajemnie przenikających się sieciach otrzymywane z poliuretanów. Cz.I. Metody syntezy, struktura i właściwości mechaniczne układów IPN

Król P., Wojturska J.

Elastomery

|

2000

|

T. 4, nr 6

3-10

PL

Na podstawie najnowszej literatury scharakteryzowano układy polimerowe o wzajemnie przenikających się sieciach polimerowych (IPN), otrzymane z poliuretanów i polimerów syntezowanych na drodze polimeryzacji rodnikowej, poliaddycji lub polikondensacji. Opisano metody syntezy, kinetykę procesów otrzymywania, morfologię tych układów i ich właściwości mechaniczne. Zwrócono uwagę na szczególnie interesujące, unikatowe badania prowadzone w tej dziedzinie. Przedstawiono szeroki zakres różnorodnych zastosowań kompozycji IPN zawierającej jako podstawowy składnik poliuretan.

EN

The special polymer compositions - interpenetrating polymer networks (IPN) - based on polyurethane and polymers which were obtained by radical polymerization, polyaddition or polycondensation were characterised by the study of the newest literature. Methods of preparation, kinetics studies, morphology and mechanical properties of these compositions were described. Attention was drawn to especially interesting, unique research which were carring into this discipline. Wide possibility of application IPN composites based on polyurethane were presented.