Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie nanodomieszek w materiałach izolacyjnych

Dąda Anna, Błaut Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 1

185--189

PL

Nieustannie rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną o wysokiej jakości wymaga zwiększenia niezawodności jej przesyłu i dystrybucji, co skutkuje koniecznością poprawy właściwości materiałów izolacyjnych. Obecnie na całym świecie prowadzone są prace badawcze mające na celu uzyskanie nowych, materiałów izolacyjnych o lepszych parametrach, wśród których wymienia się nanokompozyty. Artykuł przedstawia przegląd dotychczasowych osiągnieć w zakresie nanodielektryków oraz aktualnych problemów zastosowania nanodomieszek/ nanowypełniaczy w materiałach izolacyjnych. Opisano właściwości materiałów izolacyjnych, w aspekcie m.in.: modyfikacji przenikalności elektrycznej, wpływu na rozkład ładunku przestrzennego, odporności na narażenia długotrwałe, zwiększenia wytrzymałości elektrycznej oraz optymalizacji interfazy polimer-nanowypełniacz.

EN

The ever-growing demand for high-quality electricity requires increasing the reliability of its transmission and distribution, which results in the need to improve the properties of insulating materials. Currently, research is carried out all over the world to obtain new, insulation materials with better parameters, including nanocomposites. The article presents an overview of the current achievements in the field of nanodielectrics and the current problems of using nanoparticles / nanofillers in insulation materials. The properties of insulating materials were described in terms of, among others: modification of permittivity, influence on the distribution of space charge, resistance to long-term stresses, increased electrical strength and optimization of the polymer-nanofiller interphase.

2

Thermoelastic vibration characteristics of asymmetric annular porous reinforced with nano-fillers microplates embedded in an elastic medium: CNTs Vs. GNPs

Arshid Ehsan, Amir Saeed, Loghman Abbas

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e100, 2023

EN

Due to the vast usage of metal foam structures in branches of science, reinforcing them with nano-fillers makes them more convenient. Hence, in the current study, vibration characteristics of functionally graded porous nanocomposite (FGPN) annular microplates are taken into consideration. Two kinds of nano-fillers, namely Carbon nanotubes (CNTs) and Graphene nanoplatelets (GNPs), are selected as the reinforcements to analyze and compare their effect on the microstructure’s vibrational response. The mentioned nano-fillers are dispersed according to four patterns which affect various mechanical properties of the structure. Similarly, based on given functions which are called porosity distributions, pores are placed in thickness course of the microstructure. Then, its properties are determined via employing Halpin-Tsai and extended rule of mixture micromechanics models. Using the first-order shear deformation theory (FSDT), modified couple stress theory (MCST), and Hamilton’s principle for dynamic systems, governing motion equations and related boundary conditions are derived in asymmetric state, and then, they are solved, and natural frequencies and corresponding mode shapes are extracted with the help of generalized differential quadrature method (GDQM). By validating the results in simpler conditions, effects of the most important parameters are examined. It is found that GNPs are more effective in reinforcing the structure than CNTs. Also, about 15~18 percent reduction in frequencies is seen by increasing the porosity up to seventy percent.

3

Modyfikowany montmorylonit (MMT) jako nanowypełniacz w nanokompozytach polimerowo-ceramicznych

Stodolak E., Zych Ł., Łącz A., Kluczewski W.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 2

122-127

PL

Nanocząstki modyfikatora MMT, pochodzące z naturalnego złoża (Jelesovy Potok), poddano jednoetapowej obróbce chemicznej (interkalacja etylenodiaminą, MMT-amina) lub obróbce dwuetapowej, tj. chemicznej, a następnie termicznej (karbonizacja nanonapełniacza, MMT-amina→ MMT-karbo). Celem tych zabiegów było osiągnięcie lepszej kompatybilności pomiędzy nanonapełniaczem a osnową polimerową, PAN. Wpływ modyfikacji na postać nanonapełniacza określono poprzez badania struktury (XRD) i mikrostruktury (SEM) montmorylonitu i jego pochodnych (interkalowanego MMT-amina i eksfoliowanego MMT-karbo). Wpływ zastosowanych modyfikacji na wielkość cząstek MMT zbadano przy użyciu metody DLS. Stwierdzono, że postać nanonapełniacza (wcześniejsza obróbka MMT) wpływa na poprawę dyspersji fazy nanometrycznej w osnowie polimerowej PAN. Nanokompozyty polimerowe z poliakrylonitrylu (PAN), w których jako nanonapełniacz zastosowano glinokrzemian warstwowy - montmorylonit (MMT) otrzymano metodą odlewania. Największą trwałością termiczną charakteryzował się nanokompozyt, gdzie jako nanonapełniacz zastosowano interkalowany aminą MMT (TG/DSC). Badania mechaniczne wykazały większą kompatybilność nanonapełniacza eksfoliowanego (MMT-karbo) do matrycy polimerowej, powodującą wzrost wytrzymałości tego nanokompozytu (testy rozciągania).

EN

Aim of this work was fabrication of a polymer-matrix nanocomposite based on polyacrylonitrile (PAN) and a layered silicate (phyllosilicate) - montmorillonite (MMT) as nanofiller. Nanoparticles of the filler, which originated from a natural deposit, were subjected to a chemical treatment (ethylenediamine, MMT-amine), or thermal treatment (nanofiller carbonisation, MMT-amine→ MMT-carbo) which objective was to reach better compatibility between the matrix and the nanofiller. In order to improve compatibility of MMT-type particles with a polymer matrix they are subjected to chemical treatments which consist in an introduction of cations of alkylamonium or alkylophosphonate salts between stocks of aluminasilicate piles. The introduction of organic matter between the stocks of piles is called intercalation. The additional objective of this treatment, apart form inducing organophilic character of the particles (i.e. formation of organoclays), is increase of an interpile spacing. Better results of nanocomposite strengthening with MMT-type particles are achieved when an organoclay undergoes exfoliaion i.e. when it completely loses layered structure, and the nanofiller plates are separated with the polymer chains. Usually both above mentioned phenomena occur simultaneously i.e. part of the piles is intercalated, while the rest is completely delaminated (exfoliated). In such case a flocculated nanocomposite is produced. Montmorylonite fraction was separated by sedimentation from bentonite from Jelesovy Potok deposit (Slovakia). Particle size distribution was determined by DLS method using NanoSizer Nano-ZS apparatus. The second type of the nanofiller was montmorylonite intercalated with secondary amine. The main purpose of this treatment was hydrophobisation of MMT piles, which was expected to improve a compatibility of the nanofiller with the polymer matrix. The intercalation process was carried out by mixing MMT with the secondary amine (proportion MMT:amine; 1:2). The third type of the nanofiller, was produced by thermal treatment of MMT-amine at 1000°C for 15 min in oxidising atmosphere. Influence of the treatment method on the nanofiller characteristics was determined by structure (XRD), and microstructure (SEM) analysis of MMT and its derivatives. MMT-PAN nanocomposites were produced by casting method. It was observed, that a form of the nanofiller influenced efficiency of dispersion of the nanometric phase within the polymer matrix, as well as the thermal stability of the nano-composite (TG/DSC). Mechanical tests (stretching) revealed better compatibility of an exfoliated nanofiller (MMT-carbo) with the polymer matrix, which resulted in increase of the nanocomposite strength.

4

Microhardness of restorative composites after exposure in physiological solution

Pałka K., Bieniaś J., Niewczas A., Muzyka M.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 1

49-52

EN

Restorative materials used in dentistry are required to have long-term durability in the oral cavity. In some cases the interaction of these materials with oral fluids may involve dissolution or degradation of surface layers. Such a fluid absorption may affect the mechanical properties of the materials and inflict damaging dimensional changes. This study was conducted to compare the effect of 4-week storage period in physiological solution on the surface microhardness measured in Vickers units, between materials with micro- and nanofillers. Vickers microhardness was assessed in two nanofiller materials: Filtek Supreme and Grandio and two of micro filler materials: Filtek Silorane and Gradia stored in physiological solution at 37°C for 4 weeks. Measurements were taken at 1st, 14th and 28th day. The statistical evaluation was done by one-way analysis of variance. Materials with nanofiller showed a higher microhardness at the beginning of the study as compared with the materials with microfillers. The microhardness of Filtek Supreme significantly diminished in the final stage of the study, whereas that of Grandio showed decreasing tendency but without significant difference. Similar changes were observed for Gradia, however, they exhibit a much lower microhardness throughout the study period. Filtek Silorane based on the new silorane resin manifested different changes of microhardness as compared with other materials tested. Microhardness of Filtek Silorane increased to 65.6 HV0,02 at 14 days of storage, then slightly decreased to 61.56 HV0.02 at the end of the test period. The results suggest that the amount of filler did not appear to improve the surface microhardness of materials. Restorative materials based on Bis-GMA matrix showed influence of storage time in physiological solution on microhardness value. Results obtained for Filtek Silorane showed the lack of microhardness reduction caused by stability of siloraneresin matrix in water environment. Keywords: restorative composite materials, micro and nanofillers, Vickers microhardness, storage

PL

Wymagania stawiane kompozytom stomatologicznym dotyczą dużej trwałości w warunkach panujących w jamie ustnej. W niektórych przypadkach interakcje ze środowiskiem jamy ustnej mogą wywołać degradację powierzchni kompozytowych materiałów wypełnień. Celem niniejszej pracy było określenie wpływu 4-tygodniowej ekspozycji w roztworze fizjologicznym na mikrotwardość materiałów kompozytowych. Do badań wytypowano materiały z mikrowypełniaczem - Filtek Silorane i Gradia oraz z nanowypełniaczem - Filtek Supreme i Grandio. Pomiary mikrotwardości wykonano metodą Vickersa przy obciążeniu 0,1962 N w 24 godz. po utwardzeniu oraz po 14 i 28 dniach ekspozycji w soli fizjologicznej w temperaturze 37°C. Wyniki oceniano statystycznie z zastosowaniem jednoelementowej analizy wariancji przy p < 0,05. Kompozyty z nanowypełniaczem wykazywały wyższą początkową twardość niż materiały z wypełniaczem mikro. Dla kompozytu Filtek Supreme obserwowano statystycznie istotne obniżenie twardości po 14 i 28 dniach w stosunku do mierzonej po utwardzaniu. Kompozyt Grando wykazuje również tendencję obniżania mikrotwardości, również istotną statystycznie po 14 i 28 dniach w stosunku do wartości początkowej. Materiały z mikrowypełniaczem wykazują niższą twardość oraz mniejsze zmiany mikrotwardości, jednakże odchylenia te nie są statystycznie istotne. Mikrotwardość kompozytu Filtek Silorane zwiększyła się do 65,6 HV0,02 po 14 dniach ekspozycji, a następnie nieznacznie obniżyła do 61,56 HV0,02 w ostatnim dniu testu. Uzyskane wyniki wskazują na brak jednoznacznej zależności wpływu ilości wypełniacza na mikrotwardość kompozytów stomatologicznych. Kompozyty na bazie żywicy Bis-GMA wykazują istotne zmiany mikrotwardości po ekspozycji w soli fizjologicznej. Wyniki uzyskane dla kompozytu Filtek Silorane wskazują na brak zmian w mikrotwardości, wynikający ze stabilności żywicy siloranowej w roztworach wodnych.

5

Rheological Behaviour of Polypropylene/Boehmite Composites, Structure and Properties of Hybrid Fibres

Marcinčin A., Hricová M., Marcinčin K., Hoferíková A., Legéň J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

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

16--21

EN

In this paper, the effect of the re-melting and kneading of polypropylene (PP)/Boehmite composites in a twin-screw extruder on their rheological properties and spinning as well as the effect of the uniaxial deformation of composite fibres on their thermal properties, orientation and mechanical properties are presented. The composite fibres were prepared by the melt spinning of polymer composites based on PP and commercial Boehmites of Disperal mark. The rheological properties of the polymer composites were evaluated using a extruder-capillary rheoviscosimeter. The thermal properties of the PP/Boehmite fibres were investigated by DSC analysis. DSC measurements were carried out using the conventional method (CM) and the constant length method (CLM) in which a constant length of the fibres during measurement was assured. The melting temperature and melting enthalpy of the PP and PP/Boehmite composite fibres increased proportionally with a drawing ratio. These thermal parameters were correlated with orientation and basic mechanical properties, tenacity and Young’s modulus of fibres. The tensile strength and Young’s modulus of the PP/Boehmite fibres increased proportionally with a higher melting temperature and melting enthalpy obtained by the DSC CLM method.

PL

Artykuł omawia wpływ wtórnego topienia i wytłaczania kompozytu polipropylen/Boehite za pomocą dwuślimakowego ekstrudera na właściwości reologiczne i przędliwość kompozytu, jak również wpływ jednokierunkowej deformacji na właściwości termiczne kompozytowych włókien, ich orientację i właściwości mechaniczne. Włókna były przędzęzione ze stopu polimeru składającego się z polipropylenu i handlowego Boehenite firmy Disperal. Właściwości reologiczne były oceniane za pomocą ekstruderowego i kapilarnego reowiskozymetru. Właściwości termiczne włókien badano za pomocą różnicowej skaningowej kalorymetrii (DSC) metodą konwencjonalną (CM) i stałej długości (CLM), w której zachowuje się stałą długość włókna w czasie pomiaru. Stwierdzono, że temperatury topnienia i entalpie topnie-nia włókien kompozytowach wzrastają proporcjonalnie z wielkością rozciągu. Powyższe parametry termiczne zostały skorelowane z pomiarami orientacji i podstawowymi właściwościami mechanicznymi, takimi jak wytrzymałość na zrywanie i moduł Younga Re ostatnie wielkości wzrastały proporcjonalnie do wzrostu temperatury topnienia i entalpii topnienia mierzonych metodą DSC CLM.

6

Wpływ dodatku nanowypełniacza na właściwości mechaniczne i tribologiczne kompozytów ceramiczno-polimerowych do zastosowań stomatologicznych

Szafran M., Bobryk E., Szczęsna B., Jałbrzykowski M.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 3

83-87

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych i tribologicznych ceramiczno-polimerowych materiałów kompozytowych przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne. Badania te dotyczyły wpływu rodzaju, ilości i rozkładu wielkości ziaren wypełniacza na właściwości materiałów kompozytowych. Z literatury naukowej wynika, że poprawę parametrów wytrzymałościowych tych materiałów może zapewnić optymalizacja ilości i składu wprowadzanych proszków ceramicznych. Dlatego przeprowadzono badania nad wpływem wypełniacza, a w szczególności nanowypełniacza na właściwości mechaniczne materiałów kompozytowych. Założono, że dodatek nanoproszku zapewni lepszą wytrzymałość mechaniczną. W tym celu wykonano serię kształtek z udziałem proszków o dwóch gradacjach ziarna i o różnym składzie ilościowym względem siebie. Całkowity stopień upakowania wypełniacza w kompozycie był stały. Otrzymane materiały poddano badaniom właściwości mechanicznych: mikrotwardości Vickersa, wytrzymałości na zginanie i ścieralności. Stwierdzono, że dodatek nanowypełniacza poprawił parametry wytrzymałościowe kompozytów o zastosowaniu stomatologicznym.

EN

Human expectations always implicates a demand for new technologies. The same rule applies to dentistry materials. Until quite lately amalgam fillings were used most often because its good mechanical properties as well as Iow price. However its disadvantages such as high termal conductivity and unsatisfying colour motivated scientists to investigate of new materials which could be used as dental fillings. Ceramic-polymer composites seemed to be the most perspective. The aim of this study was to conduct research on influence of type, quantity and filler's grain size distribution on functional properties of ceramic--polymer composites used as dental fillings. Following latest scientific literature it is known that optymalization of quantity and composition of ceramic fillers can improve strength of composite materials. This is the reason for research on effect of filler, especially nanofiller on tribological and mechanical properties of dental composites. It was assumed that nano-particles enhance durability of composite samples. To prove that series of samples was made. Each sample had different content of silica filler and nanofiller but total load was constant. Microhardness, flexural strength and tribological tests were performed on these samples. The results indicate that nanoparticles have the potential to improve microhardness (Fig. 1), wear (Figs. 3 and 4) and mechanical properties (Fig. 2) of ceramic-polymer composites used as dental fillings.

7

Kompozycje polimerowo-bitumiczne modyfikowane nanocząstkami sadzy technicznej i podobnych materiałów

Najzarek Z., Kropiwnicki J.

Karbo

|

2004

|

Nr 4

195-199

PL

W pracy przeanalizowano współczesne trendy badawcze kompozycji bitumicznych. W technologicznej Hnii procesów prowadzonych w umiarkowanej temperaturze, udało się otrzymać nowego typu kompozycje polime-rowo-biturniczno-sadzowe. Stwierdzono, że tak otrzymane kompozycje były trwale homogeniczne i nie ulegały ani rozwarstwieniu pod działaniem rozpuszczalnika, ani koagulacji koloidów składnika asfaltowego. Stwierdzono także, że wprowadzenie nanocząstek sadzy technicznej do składu polime-rowo-bitumicznego ułatwia postęp polimeryzacji, a także korzystnie modyfikuje czas osiągania pyłosuchości, konsystencję, twardość, prężność par rozpuszczalnika, wodoprzepuszczalność, przyczepność międzywarstwową, elastyczność i stabilność właściwości dla farb otrzymanych na bazie powyższych kompozycji. Równocześnie, dodatek sadzy niepowoduje pogarszania innych, znaczących właściwości tych kompozycji. Podjęto także próbę delaminacji warstwowo zbudowanego glinokrzemianu - bentonitu, która zakończyła się powodzeniem. Wynik tej próby wskazuje na możliwość opracowania mcchanochemicznej metody efektywnego aktywowania, a następnie dyspergowania warstwowych glinokrzemianów i innych nanowypełniaczy w lepiszczach bitumicznych.