Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mesenchymal stem cells proliferation and osteogenic differentiation on polymeric scaffolds and microspheres for bone tissue engineering

Walczak Kamila, Krok-Borkowicz Małgorzata, Pamuła Elżbieta

Engineering of Biomaterials

|

2023

|

vol. 26, no. 170

14--19

EN

In this study, we aimed to compare how the microstructure and architecture of polymer supports influence adhesion, growth and differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSC) in the context of bone tissue engineering. We manufactured poly(L-lactide-co-glycolide) (PLGA) three-dimensional supports in the form of microspheres by emulsification and porous scaffolds by solvent casting/ porogen leaching. HMSC were seeded on both materials and on control tissue culture polystyrene (TCPS, bottom of the wells) and cultured in basal or osteogenic medium for 1, 3, 7 and 14 days. HMSC proliferation and osteogenic differentiation were studied using lactate dehydrogenase (LDH) and alkaline phosphatase (ALP) assays, respectively. Furthermore, cell morphology and viability were analyzed after live/dead fluorescence staining. The results show that the optimized emulsification conditions allowed the production of PLGA microspheres with a median size of 95 µm. The PLGA scaffolds had a porosity of 82.1% ± 4.2% and a pore size of 360 µm ± 74 µm. HMSC cultured on control TCPS in osteogenic medium were more spread and polygonal than those in basal medium. They were characterized with a lower proliferation rate, as shown by the LDH results, but higher ALP activity. This suggests that hMSC osteogenic differentiation was achieved. The same tendency was observed for cells cultured on microspheres and scaffolds. Cell proliferation was more efficient on both materials and control in growth medium as compared to differentiation medium. The amount of ALP, i.e. a marker of osteogenic differentiation, was elevated, as expected, in differentiation medium. However, on day 14 cells cultured on the scaffolds in basal medium exhibited the same osteogenic potential as those cultured in differentiation medium. In general, both microspheres and scaffolds promoted hMSC adhesion, proliferation, and osteogenic differentiation and may be used for bone tissue engineering.

2

Hydrogel microspheres containing dextran-based nanoparticles as novel anticancer drug delivery system

Kulikowska-Darłak Aleksandra, Stefanek Agata, Wasiak-Wojasińska Iga, Wiechecka-Ożdżyńska Paulina, Ciach Tomasz

Chemical and Process Engineering

|

2022

|

Vol. 43, nr 3

405-–417

EN

Developing an effective and safe cancer therapy could significantly reduce the number of deaths and improve the quality of life of treated patients. Nowadays medicine has developed a wide range of anticancer chemotherapeutics but at the same time there is a lack of effective drug delivery methods. Therefore, the development of the targeted drug delivery system which will selectively release drug into the cancer cells is a key challenge of modern medicine. The main aim of the presented research was to investigate the targeting effect of a drug delivery system based on the controlled release of dextran nanoparticles containing the anticancer drug – doxorubicin from the alginate microspheres coated with chitosan multilayers. During the research the physicochemical properties of the alginate microspheres and its stability in the physiological environment were investigated. Moreover, the kinetics of the nanoparticles with doxorubicin release from the alginate microspheres covered with chitosan multilayers was characterized, depending on the thickness of the chitosan layer. Further, the cytotoxicity study of the alginate microspheres covered with chitosan multilayer and containing nanoparticles was performed to determine the therapeutic effect of the released nanoparticles with doxorubicin on the HeLa cells during the in vitro cell culture.

3

Modification of the surface of spherical aluminosilicates with graphene oxide

Dubiel Agnieszka, Nakonieczny Damian, Walke Witold, Majewska Justyna, Dzido Grzegorz, Nuckowski Paweł, Matus Krzysztof

Engineering of Biomaterials

|

2021

|

Vol. 24, no. 163

30

4

Influence of lightweight fillers on the performance of cement-based skim coat

Kupiński Marcin, Stobieniecka Karolina, Skowera Karol

Structure and Environment

|

2020

|

Vol. 12, no. 1

5--11

EN

Lightweight fillers are used in dry-mixed building mortars in order to improve thermal insulation properties, yield, and workability. In the case of thin layer products, used as a finishing layer, reduced thermal conductivity coefficient enables to restrain of water vapor condensation on walls - which inhibits mold growth. The aim of the study was to determine the influence of 4 types of lightweight fillers on the performance of cement-based skim coat - with emphasis on the economic aspect. Formulas reflecting typical commercial products were used. The dosage of different components - such as expanded perlite, glass and polymeric bubbles or expanded glass - was optimized for sufficient yield and workability, keeping the constant price of 1 kg of the final product. Mechanical parameters, capillary absorption coefficient, and thermal conductivity coefficient were determined. Observations by Scanning Electron Microscope revealed poor incorporation of polymer microspheres in the cement matrix, leading to loss of mechanical strength. With the addition of expanded glass, an increase of flexural and compressive strength thanks to the pozzolanic reaction was observed. Glass bubbles were found the most effective additive.

PL

Stosowanie lekkich wypełniaczy w suchym mieszankach chemii budowlanej pozwala na poprawę termoizolacyjności, wydajności oraz właściwości roboczych zapraw. W przypadku cienkowarstwowych wyrobów wykończeniowych obniżony współczynnik przewodzenia ciepła hamuje kondensację pary wodnej na ścianach wewnętrznych, redukując powstawanie pleśni. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu czterech rodzajów lekkich wypełniaczy na właściwości gładzi cementowej, ze szczególnym uwzględnieniem aspektu ekonomicznego. Sporządzono receptury odzwierciedlające skład typowych komercyjnych produktów. Dozowanie poszczególnych dodatków: perlitu ekspandowanego, kulek szklanych i polimerowych oraz spienionego szkła, zoptymalizowano pod kątem odpowiedniej wydajności oraz konsystencji, zachowując przy tym stałą cenę 1 kg ostatecznego wyrobu. Dokonano pomiarów właściwości mechanicznych, absorpcji kapilarnej oraz współczynnika przewodzenia ciepła. Obserwacje pod skaningowym mikroskopem elektronowym pozwoliły wykazać niską przyczepność mikrosfer polimerowych do matrycy cementowej prowadzącą do pogorszenia wytrzymałości. Przy dodatku granulowanego spienionego szkła zaobserwowano wzrost wytrzymałości na zginanie i ściskanie na skutek reakcji pucolanowej. Za najkorzystniejszy uznano dodatek kulek szklanych.

5

Wpływ modyfikowanego gipsu budowlanego na poprawę termoizolacyjności przegród budowlanych i energooszczędność

Prałat Karol, Ciemnicka Justyna, Buczkowska Katarzyna, Torbus Sławomir

Rynek Energii

|

2020

|

Nr 5

51--55

PL

W pracy scharakteryzowano modyfikację gipsu budowlanego poprzez dodatek do niego mikrosfer. Przedstawiono koncepcję stanowiska pomiarowego działającego na zasadzie pomiaru parametrów cieplnych metodą „gorącego drutu”. Zbadano wpływ zastosowanego mikrododatku na parametry cieplne gipsu. Podsumowanie zawiera interpretację otrzymanych wyników i ocenę zasadności stosowania badanego dodatku w odniesieniu do problematyki oszczędności energii.

EN

The work characterizes the modification of building gypsum by adding microspheres. The concept of the measuring station based on the measurement of thermal parameters by the hot wire method was presented. The effect of the applied microadditive on the gypsum thermal parameters was investigated. The summary contains the interpretation of the results obtained and an assessment of the appropriateness of using the test additive in relation to the issue of energy saving.

6

Comparison of thermal, structural and morphological properties of poly(l-lactide) and poly(l-lactide)/ hydroxyapatite microspheres for laser sintering processes

Krokos Anna, Gazińska Małgorzata, Kryszak Bartłomiej, Dzienny Paulina, Stępak Bogusz, Olejarczyk Michał, Gruber Piotr, Kwiatkowski Ryszard, Bondyra Agnieszka, Antończak Arkadiusz

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 9

605--612

EN

A comparison of poly(l-lactide) (PLLA) and poly(l-lactide)/hydroxyapatite (PLLA/HAp) biocomposite microspheres fabricated by emulsion solvent evaporation technique designed for laser sintering (LS) applications is presented. Key properties such as thermal and structural as well as geometry, size distribution and powder flowability, which are crucial for this technique, are characterized to validate the applicability of microspheres for LS. The biocomposite microspheres turns out to be more suitable for the LS process than PLLA due to the higher thermal stability, broader sintering window and higher powder flowability.

PL

Porównano właściwości mikrosfer z poli(l-laktydu) (PLLA) i z biokompozytu poli(l-laktyd)/ hydroksyapatyt (PLLA/HAp), przygotowanych metodą emulsyjną z odparowaniem rozpuszczalnika, przeznaczonych do procesu spiekania laserowego (LS). W celu weryfikacji przydatności mikrosfer do LS scharakteryzowano kluczowe dla tej techniki właściwości: termiczne i strukturalne oraz geometrię, rozkład wymiarów i sypkość proszku. Wykazano, iż mikrosfery biokompozytowe wykazują lepsze właściwości predestynujące je do przetwarzania metodą LS niż mikrosfery PLLA, w tym większą stabilność termiczną, szersze okno parametrów spiekania i większą sypkość proszku.

7

Zmiana parametrów reologicznych zaczynu lateksowego pod wpływem dodatku mikrosfery

Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 1

37--45

PL

Receptury zaczynów cementowych o niskiej gęstości tzw. lekkich są najczęściej używane do uszczelniania kolumn rur okładzinowych posadowionych w słabozwięzłych formacjach geologicznych i warstwach sypkich. Zastosowanie takiej receptury pozwala obniżyć wartość ciśnienia hydrostatycznego, dzięki czemu zaczyn nie powoduje rozszczelinowania delikatnej struktury ściany otworu. Obniżenie gęstości zaczynu jest możliwe poprzez wprowadzenie lekkich dodatków wypełniających. Najczęściej stosowanym wypełniaczem lekkim są mikrosfery. Jednak zastosowanie tego dodatku powoduje zmianę parametrów reologicznych, co nie pozostaje bez wpływu na przetłaczalność projektowanego zaczynu. W celu uzyskania odpowiedniego wypełnienia zaczynem cementowym przestrzeni pierścieniowej lub pozarurowej należy w taki sposób projektować jego parametry reologiczne, aby uzyskać odpowiednie wyparcie płuczki z otworu oraz jak najlepsze wypełnienie skawernowanej ściany otworu. W tym celu niezbędne jest obniżenie wartości parametrów reologicznych zaczynu. Jednakże niskie wartości lepkości plastycznej i granicy płynięcia mogą skutkować nadmiernym frakcjonowaniem zaczynu zawierającego dodatek mikrosfer, wskutek czego zarówno zaczyn cementowy i powstały z niego w otworze płaszcz cementowy nie będzie wykazywał odpowiedniej jednorodności. W związku z powyższym, aby odpowiednio zaprojektować recepturę zaczynu lekkiego, którego gęstość regulowana jest przez wprowadzenie dodatku mikrosfer należy wcześniej określić zmianę wartości parametrów reologicznych pod wpływem dodatku mikrosfer, co zostało omówione w niniejszym artykule. W publikacji przedstawione zostały wyniki prac dotyczące zmiany parametrów reologicznych zaczynu lateksowego pod wpływem wzrastającej ilości mikrosfer. Zaprojektowano 6 zaczynów, pośród których 3 receptury stanowiły punkty odniesienia, a kolejne trzy to zaczyny modyfikowane 40%-ową ilością mikrosfer. Zaczyny bazowe zawierały 5% mikrosfery w stosunku do masy cementu, a nowo opracowane receptury na podstawie których badano wpływ dodatku mikrosfer zawierały 40% mikrosfer glinokrzemianowych. Projektowane zaczyny przeznaczone były dla warunków otworowych o zakresie temperatur od 30°C do 70°C i odpowiadających im ciśnień złożowych w zakresie od 5 MPa do 20 MPa. W trakcie realizowania prac badawczych skoncentrowano się na wpływie dodatku mikrosfer na parametry reologiczne zaczynu lekkiego ze względu na to, że dodatek ten jest najczęściej stosowanym materiałem wypełniających, a uzyskane wyniki prac mogą być pomocne podczas projektowania kolejnych nowych receptur zaczynów o obniżonej gęstości.

XX

Lightweight cement slurry are most often used to seal columns of casing pipes set in weakly compact geological formations and loose layers. By using this cement slurry the hydrostatic pressure can be lowered, so that the slurry does not fracture the delicate structure of the borehole wall. Lowering the slurry density is possible by introducing light fill-up additives. Microspheres are the most commonly used light fillers. However, the use of this additive causes a change in rheological parameters, which has an impact on the transferability of the designed cement slurry. In order to obtain adequate cement slurry filling of the annular space, its rheological parameters should be designed in such a way so as to obtain adequate displacement of the mud from the hole and the best possible filling of the caved wall of the borehole. To this end, it is necessary to lower the rheological parameters of the cement slurry. However, low values of the plastic viscosity and the flow limit may result in excessive fractionation of the slurry containing the addition of microspheres, as a result of which both the cement slurry and the cement sheath resulting from it will not show adequate homogeneity. Therefore, in order to properly design the lightweight slurry recipe, whose density is regulated by the addition of microspheres, one must first determine the change in the value of rheological parameters under the influence of the addition of microspheres, which was discussed in this article. The publication presents the results of works on the change of rheological parameters of latex cement slurry under the influence of increasing number of microspheres. Six slurries were designed, of which three recipes were reference points, and the next three were modified with 40% of the microspheres. The base cement slurries contained 5% microspheres in relation to the mass of cement, and the newly developed recipes on the basis of which the effect of the addition of microspheres was investigated contained 40% aluminosilicate microspheres. The designed slurries were intended for well conditions with a temperature range from 30°C to 70°C and corresponding reservoir pressures in the range from 5 MPa to 20 MPa. During the research, the focus was on the impact of the addition of microspheres on the rheological parameters of lightweight cement slurry, because this addition is the most commonly used filling material, and the results obtained can be helpful when designing, new, reduced density cement slurry recipes.

8

Optimizing manufacturing conditions of polymer microspheres as cell carriers for modular tissue engineering

Mielan Bartosz, Pamuła Elżbieta

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 156

2--9

EN

Microspheres (MS) made of biostable polymer, namely polystyrene, have been used as substrates for cell culture enabling rapid cell expansion in dynamic conditions. However, due to non-resorbability, polystyrene (PS) MS when repopulated with cells cannot be directly used in tissue engineering. Our concept was to produce MS from resorbable polymer – poly(L-lactide- -co-glycolide) (PLGA) as a support for adherent cells, e.g. osteoblasts. We hypothesize that such MS can be applied to the injured site to act as cell carriers or as modules for modular tissue engineering (MTE). In this article, we present the results of optimizing the PLGA MS manufacturing conditions via oil-in-water emulsification. Due to such a technique, MS with the required size, size distribution and properties suitable for cell culturing can be obtained. Three parameters of the oil-in-water emulsification were examined: the stirring speed of a water phase during MS manufacturing, the surfactant concentration, i.e. poly(vinyl alcohol) (PVA) in a water phase and concentration of PLGA in dichloromethane (DCM) as an oil phase. The results proved that the 7.5% PLGA concentration in DCM solution as an oil phase, the 0.5-2% concentration of PVA solution as a water phase and the stirring speed of water phase of 1000 rpm provided MS with the 160 μm mean diameter, which is suitable for cell culture. Moreover, the developed sieving and cleaning procedures were efficient to collect MS with the mean diameter of 280 μm, the more coherent size distribution and the ability to sink in the cell culture medium. The presence on the bottom of cell culture wells is crucial for MTE.

9

Microspheres and Pellets of UO2 Prepared Via ADU by Complex Sol-Gel Process and ICHTJ Process

Brykala M., Rogowski M., Wawszczak D., Olczak T., Smolinski T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 4

1397--1404

EN

This study is devoted to synthesis and characterization of uranium dioxide microspheres (Ø < 100 μm) and pellets by application of powder-free process called the Complex Sol-Gel Process. The precursors of prepared sols were ascorbic acid solution with dissolved a freshly precipitated ammonium diuranate. The microspheres of uranyl-ascorbate gel were obtained using the ICHTJ Process. The pellets were formed by pressing and sintering of uranium dioxide powder. Studies allowed determining an optimal heat treatment of calcination, reduction and sintering processes at temperatures of 700°C, 900°C and 1300°C, respectively. The main parameters which play a key role in the process of synthesis method and features of the pellets and microspheres of uranium dioxide are described in this article.

10

Badanie frakcjonowania lekkich materiałów obniżających gęstość jako wstępnego parametru podczas projektowania receptury zaczynu lekkiego

Kremieniewski Marcin, Kędzierski Miłosz

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 12

759--766

PL

Lekkie domieszki obniżające gęstość zaczynów są stosowane w recepturach przeznaczanych do cementowania otworów wiertniczych w rejonie występowania skał słabo zwięzłych, sypkich, niekiedy do rekonstrukcji odwiertu bądź w razie konieczności podniesienia zaczynu na duże wysokości w przestrzeni pierścieniowej (głębokie otwory). Zastosowanie wypełniaczy lekkich pozwala w szybki i skuteczny sposób obniżyć gęstość projektowanego zaczynu, jednak ciągle pojawia się problem z nadmiernym frakcjonowaniem zaczynu zawierającego takie materiały. Rozdzielanie się poszczególnych frakcji zaczynu skutkuje uzyskaniem niejednorodnej struktury płaszcza cementowego, nieskutecznym zacementowaniem oraz możliwością powstawania dróg migracji i ekshalacji gazu. W celu wyeliminowania tego niekorzystnego zjawiska stosuje się różnego rodzaju środki (np. polimerowe), które poprzez zwiększenie lepkości cieczy zarobowej oraz granicy płynięcia projektowanego zaczynu pozwalają utrzymać lekką frakcję w całej objętości cieczy. Jednak obecność polimerów może niekiedy wpływać niekorzystnie na pozostałe parametry zaczynu, które decydują o efektywności uszczelnienia otworu. Dlatego też bardzo istotny jest odpowiedni dobór jakościowy i ilościowy planowanych do zastosowania dodatków i domieszek. Jednym z ważnych badań podczas projektowania receptury zaczynu lekkiego jest określenie wstępnego parametru, czyli frakcjonowania lekkich domieszek obniżających gęstość zaczynu. Tego rodzaju testy zostały omówione w niniejszej publikacji. W artykule przedstawiono metodykę badań frakcjonowania wybranych wypełniaczy lekkich oraz zaprezentowano uzyskane wyniki. W trakcie realizacji prac skoncentrowano się głównie na określeniu szybkości frakcjonowania lekkich materiałów wypełniających, ponieważ to właśnie te dodatki wykazują największy wpływ na stabilność sedymentacyjną opracowywanego zaczynu cementowego. Wykonane zostały badania frakcjonowania wypełniaczy lekkich w jednostce czasu, na podstawie czego możliwe było określenie przydatności danego dodatku lekkiego do sporządzenia zaczynu lekkiego o odpowiedniej stabilności sedymentacyjnej.

EN

Light additives reducing cement slurry density are used in recipes intended for cementing boreholes in the area of weak, loose rocks, sometimes for bore reconstruction or when it is necessary to raise the slurry to high heights in the annular space (deep holes). The use of lightweight additives makes it possible to quickly and effectively reduce the density of the designed cement slurry but there is still a problem with the excessive fractionation of the cement slurry containing such materials. Separation of individual fractions results in obtaining a heterogeneous structure of the cement sheath, ineffective cementing and the possibility of formation of migration and gas exhalation paths. In order to eliminate this unfavorable phenomenon, various agents (e.g. polymeric) are used which, by increasing the viscosity of the mixing fluid and the flow limit of the proposed cement slurry, allow keeping the light fraction in the entire volume of the liquid. However, the presence of polymers can sometimes adversely affect other grout parameters that determine the effectiveness of sealing the borehole. Therefore, it is very important to choose the right qualitative and quantitative additions and additives planned for use. One of the important research factors when designing a lightweight cement slurry recipe is to determine the initial parameter, i.e. the fractionation of light admixtures that reduce the leaven density. These types of tests are discussed in this publication. The article presents the methodology of fractionation testing of selected light fillers and the results obtained. During the implementation of the work, the focus was mainly on determining the fractionation rate of lightweight filler materials because these additives are the ones that show the greatest effect on the sedimentation stability of the cement slurry being developed. Light fractionation tests were performed per unit of time, based on which it was possible to determine the suitability of a given light additive in order to prepare a light cement slurry with appropriate sedimentation stability.

11

Influence of selected micro additives content on thermal properties of gypsum

Ciemnicka Justyna, Jaskulski Roman, Kubissa Wojciech, Prałat Karol

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 3

69--79

EN

The presented work focuses on the influence of the micromaterials (microspheres, aerogel and polymer hydroxyethyl methyl cellulose) on thermal properties of gypsum. The polymer and the aerogel are used as additives in the weight fraction, up to 1% of pure gypsum and the microspheres in the weight fraction, up to 10% of gypsum. The water-to-gypsum ratio was at the level of 0.75. Non-stationary method and Isomet 2114 experimental setup were applied for the purpose of measurements of thermal parameters. The coefficient of thermal conductivity λ, the specific heat Cp and the thermal diffusivity a were determined. The gypsum with polymer content resulted in more than 15% lower thermal conductivity in comparison to the specimen without HEMC as a result of the different density and total porosity of the material. The gypsum with aerogel and microspheres content resulted in more than 8% and 7% respectively lower values in comparison to the pure gypsum without micro additives. Decrease in thermal conductivity, thermal diffusivity and density with added micro product were observed as a result of structure modifications of the gypsum product.

12

Synthesis and characterization of Zn/ZnO microspheres on indented sites of silicon substrate

Ahmed N., Majid A., Khan M. A., Rashid M., Umar Z. A., Baig M. A.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 3

501--508

EN

Self-assembled Zn/ZnO microspheres have been accomplished on selected sites of boron doped P-type silicon substrates using hydrothermal approach. The high density Zn/ZnO microspheres were grown on the Si substrates by chemical treatment in mixed solution of zinc sulfate ZnSO4·7H2O and ammonium hydroxide NH4 (OH) after uniform heating at 95 degrees C for 15 min. The Zn/ZnO microspheres had dimensions in the range of 1 pm to 20 pm and were created only on selected sites of silicon substrate. The crystal structure, chemical composition and morphology of as-prepared samples were studied by using scanning electron microscope SEM, X-ray diffraction XRD, energy dispersive X-ray spectroscopy EDS, Fourier transform infrared spectroscopy FT-IR and UV-Vis diffuse reflectance absorption spectra DRS. The energy band gap Eg of about 3.28 eV was obtained using Tauc plot. In summary, this study suggests that interfacial chemistry is responsible for the crystal growth on indented sites of silicon substrate and the hydrothermal based growth mechanism is proposed as a useful methodology for the formation of highly crystalline three dimensional (3-D) Zn/ZnO microspheres.

13

Mechanical properties of porous collagen/ gelatin/ hydroxyethyl cellulose matrices containing microspheres based on sodium alginate

Kozlowska J., Tybinkowska O., Sionkowska A.

Engineering of Biomaterials

|

2018

|

Vol. 21, no. 148

84

14

Qualitative analyses of gas evolution from modified cellulose mixtures during thermal degradation in air and argon

Zawieja Zbigniew, Sawicki Jacek

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2018

|

Vol. 12, no 3

24--30

EN

This paper presents the application of mineral additives, such as expanded perlite, expanded vermiculite and microspheres in items used in founding. Mixed with paper pulp and aluminosilicate resin as a binder, these additives are the base of a mixture patented by the authors, which can be used in the production of pipe shapes and connectors with a circular cross-section in casting systems in the founding industry. These mixtures were subjected to TG thermal degradation during which a quantitative analysis of the emitted fumes was carried out. The analysis did not detect any other compounds than those formed by the combustion of cellulose materials, which indicated that no chemical reaction took place between the applied additives and cellulose at high temperatures.

15

Inwentaryzacja innowacyjnych technologii odzysku odpadów energetycznych

Stępień M., Białecka B.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 8

108--123

PL

Celem niniejszego artykułu jest inwentaryzacja innowacyjnych technologii odzysku odpadów energetycznych – odpadów pochodzących z procesów spalania paliw i technologii stosowanych do odsiarczania spalin w elektrowniach i/lub elektrociepłowniach. Duża ilość tych odpadów w dalszym ciągu deponowana jest na składowiskach lub magazynowana (rocznie nawet ok. 40%), co naraża je na straty swoich właściwości i co za tym idzie – ogranicza możliwości ich późniejszego zagospodarowania w przemyśle. Branże takie jak górnictwo, budownictwo czy drogownictwo, od lat wykorzystują potencjał surowcowy odpadów energetycznych. Jednak wraz ze wzrostem postępu technologicznego pojawiają się bardziej innowacyjne formy i możliwości wykorzystania odpadów energetycznych, a poszukiwanie coraz to nowszych kierunków ich zagospodarowania staje się wręcz konieczne. Dzięki nowym technologiom wykorzystywanym w procesie spalania paliw (wymuszonym również przez regulacje prawne i zaostrzenia środowiskowe), wytworzone odpady zyskają nowe właściwości. Pozwoli to na ich lepsze zagospodarowanie w takich branżach jak choćby rolnictwo, nanomateriały czy ochrona środowiska, w których udział całości wytworzonych odpadów energetycznych do tej pory wynosił zaledwie ok. 10%, a także na ich wykorzystanie w innych gałęziach przemysłu.

EN

The purpose of this article is an inventory of innovative technologies for the recovery of energy waste – waste from the processes of combustion of fuels and technologies used for flue gas desulphurisation in power plants and/or electrical power and heating plants. A large amount of waste is still deposited in landfills or stored (annually even 40% approx.), which exposes them to loss their properties and thus – limits their possible future development in the industry. Industries such as mining, construction and road construction have used the raw material potential of energy waste for many years. However, with the advancement of technology, more innovative forms and possibilities of using energy waste arise, and finding new and newer directions of their development becomes necessary. Thanks to new technologies used in the fuel combustion process (enforced by legal regulations and environmental exacerbations), the generated waste will gain new properties. This will allow them to be better developed in such industries as agriculture, nanomaterials or environmental protection, where the share of all generated energy waste has so far been only about 10%, and used in other industries.

16

Freeze-thaw resistance of air-entrained high strength concrete

Molendowska A., Wawrzeńczyk J.

Structure and Environment

|

2017

|

Vol. 9, no. 1

25--33

EN

The paper presents the programme of research aimed at finding a recipe for high strength self-compacting and freeze-thaw resistant concrete. The programme included batching five concrete mixtures with varied W/B ratios (0.28-0.36) and various contents of GGBS relative to the mass of cement (0-30% m.c.). The influence of W/B ratio and GGBS content on the strength, water absorption and freeze-thaw resistance of concrete was analysed. Since the combined action of various factors, i.e., a simultaneous use of superplasticizer, air entraining agent and slag, can impede the achievement of the air pore structure with desired parameters, an innovative method of concrete mixture air entrainment was applied. The method involves introducing into the mixture solid particles (microspheres) with specified sizes that remain unchanged and stable over time. It follows from the results that it is possible to design and produce high strength, self-compacting and freeze-thaw resistant concrete with the use of locally available materials.

PL

W artykule przedstawiono program badań, którego celem było opracowanie receptury dla betonu wysokiej wytrzymałości charakteryzującego się samozagęszczalnością i mrozoodpornością. Program badań obejmował wykonanie pięciu betonów o zmiennym stosunku W/S (0.28-0.36) i z różną zawartością żużla w spoiwie w stosunku do masy cementu (0-30% m.c.). Analizowano wpływ stosunku W/S oraz zawartości żużla (GGBS) na wytrzymałość, nasiąkliwość i mrozoodporność betonów. Kombinacja różnych czynników, tj. jednoczesne stosowanie domieszki superplastyfikatora, napowietrzającej i żużla, często powoduje problemy z uzyskaniem pożądanych parametrów struktury porów powietrznych. Dlatego też zastosowano innowacyjną metodę napowietrzania mieszanki betonowej polegającą na wprowadzeniu stałych cząstek (mikrosfer) o określonych wymiarach, które nie zmieniają swoich wymiarów i są stabilne w czasie. Z przeprowadzonych badań wynika, że stosując lokalnie dostępne materiały, możliwe jest zaprojektowanie i wykonanie betonu o wysokiej wytrzymałości, charakteryzującego się samozagęszczalnością i odpornego na działanie mrozu.

17

Development of a technology for the production of ceramic moulds with reduced thermal conductivity to control the solidification of thin-walled castings

Leśniewski W., Wawrylak M., Wieliczko P., Gil A., Małysza M., Szczepaniak-Lalewicz K.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 4

259--263

EN

During the project a technology of making ceramic moulds using aluminosilicate microspheres was developed. According to the developed technology, ceramic samples were used to determine thermal conductivity in the temperature range of 500°C to 850°C. In this temperature range, thermal conductivity is about 0.5 W/mK. Strength measurements were conducted using a four-point bending technique. The strength of the developed ceramics and typical ceramics made from molochite materials is similar. Computer simulations facilitated the design of experimental moulds. The recording of Al alloy cooling curves in rectangular insulated and non-insulated moulds allowed for comparison of the thermal parameters of both types of moulds (i.e. ceramics). There was also a castability test performed using the moulds with a “grille” model with 1.5 × 1.5 mm channels, which determined the effect of increased material insulation on the number of properly filled mesh of the mould.

18

Stereocomplexation of polylactides containing ionic liquid end-groups

Biedroń T., Michalski A., Biela T., Kubisa P.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 4

254--261

EN

Linear and cyclic oligomers of epichlorohydrin were synthesized and converted by reaction with N-methylimidazole into linear or cyclic derivatives fitted with imidazolium ionic liquid groups. These oligomers containing hydroxyl groups were used as macroinitiators of cationic polymerization of L- and D-lactide. Two types of products were obtained: linear polylactides (PLA's) containing a few ionic liquid groups at the chain end and star PLA's containing a few ionic liquid groups at the core. The enantiomeric forms of PLA, poly(L-lactide) (PLLA) and poly(D-lactide) (PDLA) were used for stereocomplexation studies following earlier observation that if PLLA and PDLA containing one imidazolium ionic liquid group at the chain end are mixed in 1,4-dioxane solution, stereocomplex precipitates spontaneously in form of uniform microspheres. In a present contribution it is shown that if more than one ionic liquid group is introduced at the chain ends of PLLA and PDLA, morphology of precipitated stereocomplex is similar to that observed for PLA's fitted with one ionic liquid group but microspheres are slightly less regular. When few ionic liquid groups are present at the core of star PLLA no specific morphology is observed for precipitating stereocomplex with linear PDLA fitted with C4H9O- group. Only when end-groups able to interacting with each other are introduced, specific morphology appears. With ionic liquid end-groups in linear component, stereocomplex precipitates in form of irregular granules while with strongly interacting ureidopirymidine end-groups, microspheres, although not very regular, are formed. These results indicate that well defined morphology (regular spherical particles) is observed when interacting groups are present at the freely moving chain ends but not, when the same groups are embedded and immobilized at the core of star polymers and through it probably are hidden inside polymer random coil.

PL

Otrzymano liniowe i cykliczne oligomery epichlorohydryny, następnie grupy chlorometylowe przekształcono – w reakcji z N-metyloimidazolem – w imidazoliowe, analogiczne do grup występujących w cieczach jonowych. Oligomery zawierające grupy hydroksylowe zastosowano jako makroinicjatory kationowej polimeryzacji L- i D-laktydu, w wyniku której uzyskano dwa rodzaje produktów: liniowe polimery laktydu (PLA) z udziałem kilku grup cieczy jonowej na jednym zkońców łańcucha oraz gwiaździste polimery laktydu zawierające kilka grup cieczy jonowej w centrum gwiaździstej makrocząsteczki. Enancjomeryczne formy PLA: poli(L-laktyd) (PLLA) i poli(D-laktyd) (PDLA) zastosowano do wytworzenia stereokompleksów. Wykazano, że jeśli na końcu łańcucha znajduje się więcej niż jedna grupa cieczy jonowej, morfologia wytrącającego się stereokompleksu jest zbliżona do morfologii obserwowanej w wypadku obecności tylko jednej grupy cieczy jonowej, ale mikrosfery są mniej jednorodne. Wyniki wskazują, że regularne mikrosfery powstają jeśli grupy zdolne do wzajemnych oddziaływań znajdują się na końcach liniowych makrocząsteczek, nie powstają natomiast wtedy, gdy grupy te znajdują się w centrum gwiaździstej makrocząsteczki i są otoczone jej ramionami.

19

Ocena móżliwości poprawy odporności mrozowej betonu do nawierzchni poprzez zastosowanie mikrosfer polimerowych - cz. I

Jackiewicz-Rek W., Grzesiak K.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 7

30--33

PL

W ramach pracy podjęto badania nad możliwością wykorzystania alternatywnej technologii poprawy mrozoodporności betonu drogowego poprzez zastąpienie domieszki napowietrzającej mikrosferami polimerowymi. Mikrosfery polimerowe stanowią nowość technologiczną, która może znaleźć wykorzystanie w betonach do nawierzchni dróg kategorii ruchu KR5-KR7. Przyjęty zakres badań obejmował szereg oznaczeń cech zarówno mieszanki betonowej, w tym konsystencji i zawartości powietrza, jak i stwardniałego betonu nawierzchniowego: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu i przy zginaniu, mrozoodporności wewnętrznej betonu F150, mrozoodporności powierzchniowej betonu w obecności soli, nasiąkliwości i głębokości penetracji wody pod ciśnieniem oraz skurczu. Wnioski z badań dotyczą zarówno celowości, jak i zakresu stosowania napowietrzenia mikrosferami polimerowymi w betonach drogowych, jak i metod badawczych kontroli jakości takich betonów. W pracy zaproponowano innowacyjną metodę poprawy odporności betonu na oddziaływanie mrozu i środków odladzających poprzez zastosowanie mikrosfer. W programie badań autorzy udowodnili, że beton z mikrosferami może być rozwiązaniem technologicznym pozwalającym na budowę trwałych nawierzchni betonowych, których w najbliższej perspektywie 2015-2020 ma powstać ponad 800 km. Artykuł w formie referatu ukazał się na Dniach Betonu w 2016 r.

EN

The subject of the study was to investigate the possibility of using alternative technology to improve the freeze- -thaw resistance of concrete for roads, by replacing the air-entraining admixtures by polymer microspheres. Polymer microspheres are new technology, and its use in the pavement concrete for top layer of pavement with KR5-KR7 traffic load category is innovative. The scope of researches is based on General Technical Specification [1] and included compressive strength, bending strength, tensile splitting strength, free-throw resistance on F150 level, scaling resistance with deicing salts, water absorption, depth of penetration of water under pressure and shrinkage. The conclusions of the research concern both the desirability and the scope of application of aeration of pavement concrete by polymer microspheres as well as research methods for quality assurance of such concrete. The paper proposes an innovative method to improve frost resistance of pavement through the use of polymer microspheres. The authors demonstrated program research that the microspheres can be a technological solution that allows to produce durable concrete for pavements, which in the nearest future 2015-2020 is expected to create more than 800 km.

20

Ocena możliwości poprawy odporności mrozowej betonu do nawierzchni poprzez zastosowanie mikrosfer polimerowych - cz. II

Jackiewicz-Rek W., Grzesiak K.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 8-9

48--52

PL

W ramach pracy podjęto badania nad możliwością wykorzystania alternatywnej technologii poprawy mrozoodporności betonu drogowego, poprzez zastąpienie domieszki napowietrzającej mikrosferami polimerowymi. Mikrosfery polimerowe stanowią nowość technologiczną, która może znaleźć wykorzystanie w betonach do nawierzchni dróg kategorii ruchu KR5-KR7. Przyjęty zakres badań obejmował szereg oznaczeń cech zarówno mieszanki betonowej, w tym konsystencji i zawartości powietrza, jak i stwardniałego betonu nawierzchniowego: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu i przy zginaniu, mrozoodporności wewnętrznej betonu F150, mrozoodporności powierzchniowej betonu w obecności soli, nasiąkliwości i głębokości penetracji wody pod ciśnieniem oraz skurczu. Wnioski z badań dotyczą zarówno celowości, jak i zakresu stosowania napowietrzenia mikrosferami polimerowymi w betonach drogowych, jak i metod badawczych kontroli jakości takich betonów. W pracy zaproponowano innowacyjną metodę poprawy odporności betonu na oddziaływanie mrozu i środków odladzających poprzez zastosowanie mikrosfer. W programie badań autorzy udowodnili, że beton z mikrosferami może być rozwiązaniem technologicznym pozwalającym na budowę trwałych nawierzchni betonowych, których w najbliższej perspektywie 2015-2020 ma powstać ponad 800 km. Artykuł w formie referatu ukazał się na Dniach Betonu w 2016 r.

EN

The subject of the study was to investigate the possibility of using alternative technology to improve the freeze- -thaw resistance of concrete for roads, by replacing the air-entraining admixtures by polymer microspheres. Polymer microspheres are a new technology, and its use in the pavement concrete for top layer of pavement with KR5-KR7 traffic load category is innovative. The scope of research is based on General Technical Specification [1] and included compressive strength, bending strength, tensile splitting strength, free-throw resistance on F150 level, scaling resistance with deicing salts, water absorption, depth of penetration of water under pressure and shrinkage. The conclusions of the research concern both the desirability and the scope of application of aeration of pavement concrete by polymer microspheres as well as research methods for quality assurance of such concrete. The paper proposes an innovative method to improve frost resistance of pavement through the use of polymer microspheres. The authors demonstrated program research that the microspheres can be a technological solution that allows to produce durable concrete for pavements, more than 800 km of which in the nearest future (2015-2020) are expected to be constructed.