Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of manufacturing technique on material homogeneity of an implant made of polyetheretherketone

Wojnarowska Wiktoria, Miechowicz Sławomir, Kudasik Tomasz

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 11-12

771--775

EN

Polymer insert is one of the components of a knee joint endoprosthesis, allowing patients to sustain their mobility. They are mostly made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) that is not without flaws. Inserts can be manufactured by machining (substractive techniques) or by the use of rapid prototyping techniques (additive manufacturing). In order to increase their strength, is increasingly being considered replacing UHMWPE with polyether ether ketone (PEEK). This material has been analyzed in this work due to the growing interest in using this material for the production of implants. This study contains a comparative analysis of two inserts made using two different methods. Its aim is to verify the effect of the manufacturing technique on material uniformity.

PL

Jednym z elementów endoprotezy stawu kolanowego, pozwalającej na zachowanie sprawności pacjentów, są wkładki z polimeru. Najczęściej są one wykonywane z polietylenu o ultra dużym ciężarze cząsteczkowym (UHMWPE), który nie jest pozbawiony wad. Wkładki mogą być wytwarzane technikami ubytkowymi lub przyrostowymi. W celu zwiększenia ich wytrzymałości coraz częściej rozważa się zastąpienie UHMWPE polieteroeteroketonem (PEEK). W związku z rosnącym zainteresowaniem aplikacją tego materiału do wytwarzania implantów poddano go badaniom. W pracy dokonano analizy porównawczej wkładek wykonanych z PEEK za pomocą dwóch różnych metod, w tym określono wpływ techniki wytwarzania na jednorodność materiału otrzymanej wkładki.

2

Connection between structural changes of irriadiated polyether ether ketone and mechanical properties

Niemiec A.

Tribologia

|

2018

|

nr 2

95--101

EN

The article presents the results of research on the impact of structural changes in polyether ether ketone (PEEK) on its mechanical properties. The polymer was exposed to gamma radiation at a dose of 50 and 150 kGy, and the radiation energy was 4 MeV. Changes in the degree of crystallinity and the related changes in the glass transition and melting temperature for the polymer were determined by differential scanning calorimetry (DSC). Mechanical properties were determined using the micro-mentoring method. The tests showed a change in the degree of crystallinity in the range of several degrees and a significant increase in the glass transition temperature. In terms of mechanical properties, the reduction of hardness and Young’s modulus was observed. Observed changes, especially in terms of changes in the structure of the polymer under the influence of radiation, are difficult to explain, which requires conducting further research, especially in the range of irradiation parameters used. Further research is important because PEEK is used in many fields, especially in conditions conducive to corrosion and the influence of radiation.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu zmian strukturalnych w polieteroeteroketonie (PEEK) na jego właściwości mechaniczne. Polimer został poddany działaniu promieniowania gamma w dawce 50 i 150 kGy, energia promieniowania wynosiła 4 MeV. Zmiany stopnia krystaliczności podobnie jak zmiany temperatury zeszklenia i topnienia dla polimeru zostały wyznaczone za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Właściwości mechaniczne wyznaczono za pomocą metody mikrointendacji. Badania wykazały zmianę stopnia krystaliczności w zakresie kilku stopni oraz znaczne zwiększenie temperatury zeszklenia. Pod kątem właściwości mechanicznych zaobserwowano zmniejszenie twardości i modułu Younga. Zaobserwowane zmiany, szczególnie pod kątem zmian w strukturze polimeru pod wpływem promieniowania, są trudne do wyjaśnienia, co wymaga prowadzenia dalszych badań szczególnie w zakresie zastosowanych parametrów napromieniowania. Dalsze badania są o tyle istotne, że PEEK znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach, szczególnie w warunkach sprzyjających korozji oraz wpływu promieniowania.

3

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition – Technological Design Of Functional Coatings

Januś M., Kyzioł K., Kluska S., Konefał-Góral J., Małek A., Jonas S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

909--914

EN

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (PA CVD) method allows to deposit of homogeneous, well-adhesive coatings at lower temperature on different substrates. Plasmochemical treatment significantly impacts on physicochemical parameters of modified surfaces. In this study we present the overview of the possibilities of plasma processes for the deposition of diamond-like carbon coatings doped Si and/or N atoms on the Ti Grade2, aluminum-zinc alloy and polyetherketone substrate. Depending on the type of modified substrate had improved the corrosion properties including biocompatibility of titanium surface, increase of surface hardness with deposition of good adhesion and fine-grained coatings (in the case of Al-Zn alloy) and improving of the wear resistance (in the case of PEEK substrate).

PL

Metoda chemicznego otrzymywania warstw z fazy gazowej w warunkach plazmy (PA CVD – Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) umożliwia otrzymywanie homogenicznych struktur warstwowych w niskich temperaturach, o dobrej adhezji do podłoży. Warunki w jakich prowadzone są procesy plazmochemiczne w znacznym stopniu decydują o właściwościach fizykochemicznych modyfikowanych powierzchni. W pracy przedstawiono możliwości w zakresie projektowania procesów plazmochemicznych z otrzymaniem warstw DLC (Diamond-like Carbon) dotowanych atomami Si i/lub N. W zależności od rodzaju modyfikowanego podłoża uzyskano poprawę właściwości korozyjnych przy zachowaniu biokompatybilności powierzchni (w przypadku Ti Grade2), poprawę twardości powierzchni na drodze otrzymania drobnoziarnistej powłoki o dobrej adhezji do podłoża (w przypadku Al-Zn) i poprawę odporności na zużycie (w przypadku PEEK).

4

Synteza i właściwości warstw węgloazotku krzemu na polieteroeteroketonie

Małek A., Konefał-Góral J., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Jonas S., Wierzchoń T.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 119

40--44

PL

Warstwy węgloazotku krzemu posiadają szereg interesujących właściwości, w tym mechanicznych i biologicznych. Jednak synteza tego typu warstw na podłożach polimerowych jest bardzo trudnym zadaniem, ze względu na niską energię powierzchniową polimerów oraz ich wrażliwość na działanie podwyższonych temperatur. W tej pracy pokazujemy, że jest to możliwe poprzez zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej falami o częstości radiowej (RFPACVD, 13,56 MHz, 400 W). Strukturę otrzymanych warstw analizowano przy użyciu spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR). Wykazano obecność ugrupowań typu Si-C, Si-N, C-N, C=N, C=C, C=N, Si-H i C-H. Badania tribologiczne i biologiczne pokazały, że warstwa SiCxNy(H) ma dobre właściwości ślizgowe, a otrzymany materiał kompozytowy, podłoże PEEK-warstwa a-C:N:H/SiCxNy(H), charakteryzuje się niższym współczynnikiem tarcia, wyższą odpornością na zużycie oraz lepszą biozgodnością w porównaniu do niemodyfikowanego polieteroeteroketonu. Wysoką adhezję warstwy do podłoża uzyskano poprzez odpowiednie przygotowanie osadzanej powierzchni na drodze trawienia w plazmie argonowej. Trawienie jonowe powoduje bowiem wzrost chropowatości oraz energii powierzchniowej modyfikowanych podłoży. Również wytworzenie warstwy pośredniej, nie zawierającej krzemu (a-C:N:H), przyczyniło się do osiągnięcia wysokiej adhezji pomiędzy warstwą a-SiCxN(H) a polimerowym podłożem.

EN

Silicon carbonitride layers have many interesting properties, including mechanical and biological ones. However obtaining such layers on polymeric substrate is very difficult due to low surface energy of polymers and their sensivity to elevated temperatures. In this work it is shown that it is possible by application of plasma assisted chemical vapour deposition, where plasma is generated by radiowaves (RF PACVD, 13.56 MHz, 400 W). The structure of the layers was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The presence of Si-C, Si-N, C-N, C=N, C=C, C=N, Si-H and C-H bonds was shown. Tribological and biological studies revealed that the SiCxNy(H) layer has good sliding properties and obtained composite material PEEK/a-C:N:H/SiCxNy(H) exhibits lower friction coefficient, higher wear resistance and better biocompatibility compared to the unmodified polyetheretherketone. Good adhesion between the layer and the substrate has been achieved by a proper preparation of the substrate surface by subjecting it to the Ar plasma etching. Such pre-treatment caused increasement of surface energy and roughness parameters of modified polymers. Formation of the intermediate carbon nitride layer also contributed to ensuring high adhesion between a-SiCxNy(H) layer and polymeric substrate.

5

Modyfikacja właściwości polimerów metodą PACVD

Jonas S., Tkacz-Śmiech K., Małek A., Konefał J., Kluska S., Zimowski S., Kot M., Borowski T., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

461-464

PL

Jedną z najskuteczniejszych metod modyfikacji powierzchni polimerów, mających na celu poprawę ich właściwości użytkowych jest osadzanie warstw o odpowiednim składzie chemicznym metodami plazmo-chemicznymi (PACVD). Metody te pozwalają na uzyskanie jednorodnych, dobrze przyczepnych do podłoża warstw nawet w temperaturze pokojowej. W pracy modyfikowano powierzchnię poliuretanu (PUR) i polietereteroketonu (PEEK) przez osadzenie hybrydowych warstw typu a-C:N:H/a-SiCxNy(H). Warstwy osadzono metodą RFCVD (13,56 MHz, 400 W), stosując mieszaninę gazowych reagentów: CH4, N2, SiH4, Ar wprowadzonych do reaktora w różnych proporcjach. Opracowano optymalne warunki osadzania tego typu warstw i wykazano, że charakteryzują się one dobrą adhezją do podłoża. Określono ich skład chemiczny i budowę w skali atomowej. Oceny synergizmu otrzymanych układów dokonano przez pomiary chropowatości, współczynnika tarcia i odporności na zarysowanie. Wyniki tych badań dowodzą, że hybrydowe warstwy węgloazotku krzemu na polimerach znacznie poprawiają ich właściwości tribologiczne i są konkurencyjne dla warstw diamentopodobnych w wielu zastosowaniach.

EN

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition is one of the most effective methods for surface modification of polymers. Obtained layers with suitable chemical composition causes improvement of operational properties of polymers. Plasmochemical methods allows to achieve layers with good adhesion to the substrates. In this work surfaces of PUR and PEEK were modified by deposition of hybrid a-C:N:H/a-SiCxNy(H) layers. These layers were obtained by RFCVD (13.56 MHz, 400 W) method with application of gas mixture within CH4, N2, SiH4, Ar. Optimal conditions for the deposition of such layers were elaborated and it is shown good adhesion of these layers to the substrate. Their chemical composition and atomic structure were determined by FTIR and SEM/EDS techniques. Synergism of obtained systems was evaluated by measuring surface roughness, friction coefficient and scratch resistance. The results of these studies show that the hybrid silicon carbonitride layers on polymers significantly improve their tribological properties and they are competitive for carbon layer in the range of many applications.