Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ wzrostu gęstości usieciowania na właściwości mechaniczne i tribologiczne polimeru GUR 1050 dla endoprotezoplastyki kształtowanego przez napromieniowanie i odkształcenie plastyczne

Barylski A., Maszybrocka J.

Tribologia

|

2014

|

nr 2

9--17

PL

W celu zwiększenia odporności polietylenu GUR 1050 na odkształcenie plastyczne i zużycie ścierne przeprowadzono modyfikację radiacyjną z późniejszym odkształceniem plastycznym. Stosowano napromieniowanie elektronami o dawce 26-156 kGy i odkształcenie plastyczne o wartości ef= 0,2. Ze wzrostem dawki napromieniowania odnotowano znaczne zwiększenie gęstości usieciowania polimeru. Stwierdzono równocześnie, że występuje ścisły związek pomiędzy gęstością usieciowania a właściwościami mechanicznymi i tribologicznymi badanego polimeru. Potwierdzenie stanowi mniejsza wartość zużycia tribologicznego GUR 1050. Testy tribologiczne przeprowadzone na testerach T-05 i T-01 dowodzą, że wzrost gęstości usieciowania po napromieniowaniu strumieniem elektronów i po odkształceniu plastycznym polimeru powoduje 13-krotne obniżenie intensywności zużycia liniowego i 6-krotne obniżenie intensywności zużycia masowego w stosunku do polietylenów niemodyfikowanych. Uzyskane wyniki dowodzą skuteczności stosowanej technologii kształtowania polimeru, która rokuje możliwość wydłużenia czasu użytkowania panewek endoprotez.

EN

Radiation modification with subsequent plastic deformation was conducted in order to increase the resistance of GUR 1050 polymer to plastic deformation and wear. Electron irradiation of 26-156 kGy dose and plastic deformation of the value of ef = 0.2 was applied. It was determined that the crosslink density increase along with the increase of the dose of radiation. It was also found that there is a close relationship between the crosslink density and the mechanical and tribological properties. Tribological tests conducted on the T-05 and T-01 testers have shown that the increase of crosslink density after electron beam irradiation and subsequent plastic deformation result in a 13-fold reduction in linear wear and a 6-fold reduction mass wear as compared to unmodified polyethylenes. The obtained results demonstrate the effectiveness of the technology used for the modification the polymer, which promises the possibility of extending the lifetime of endoprosthesis cups.

2

Dobór elementu stalowego do polimerowo-metalowych węzłów tarcia

Przepiórka J., Szczerek M.

Tribologia

|

2013

|

nr 6

99--108

PL

Zbadano charakterystyki tarciowo zużyciowe polimerowo-metalowych węzłów tarcia pracujących w powietrzu oraz w atmosferze gazu obojętnego (argonu) w warunkach tarcia technicznie suchego. Elementami testowymi były: stal 45, żelazo Armco oraz stal nierdzewna współpracująca z polietylenem UHMW. Otrzymane wyniki dowodzą, że powszechne stosowanie na element współpracujący z polimerami stali 45, z uwagi na łatwość utleniania się, charakteryzuje duży udział negatywnych oddziaływań w strefie tarcia, czego efektem są niekorzystne charakterystyki tribologiczne.

EN

Tribological characteristics were investigated using the polymer–metal friction pairs working without a lubrication in the presence of air and in atmosphere of indifferent gas. Following materials have been tested: 56100 steel, Armco iron and acid-proof steel disc and bearing with polyethylene UHMW. Researches were undertaken in presence of oxygen and argon. Acquired results of the test indicate that 56100 steel does not cooperate with polymer.

3

Wpływ modyfikacji radiacyjnej i termicznej na właściwości funkcjonalne polietylenu

Maszybrocka J., Cybo J., Barylski A., Czaja P.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

167-173

PL

W pracy przedstawiono metodę poprawy trwałości eksploatacyjnej UHMWPE przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej odporności oksydacyjnej polimeru. Materiał wyjściowy GUR 1050 (Poli Hi Solidur Medi TECH) został poddany sekwencyjnemu procesowi, który składał się z etapu modyfikacji radiacyjnej oraz obróbki termicznej. Ocenę skuteczności zastosowanej metody przeprowadzono za pomocą badań mikromechanicznych oraz testów tribologicznych na testerze T-01 (polimer/stop Vitalium). Stwierdzono nieznaczne zmniejszenie się charakterystyk mikromechanicznych (twardość i moduł Younga) wariantów poddanych sekwencyjnemu procesowi modyfikacji w stosunku do tylko napromieniowanych. Wyniki testów tribologicznych wykazują jednak wzrost odporności na zużycie w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym i jej niezmienioną wartość w stosunku do polimeru napromieniowanego.

EN

This paper presents a method of improving the operational durability of UHMWPE, while ensuring high oxidation resistance of the polymer. The initial material, GUR 1050 (Poly Hi Solidur Medi TECH), underwent a sequential process consisting of a stage of modification through radiation, and a stage of thermal processing. The assessment of the effectiveness of the applied method was performed using micromechanical examination and tribological tests using a T-01 (polymer/Vitalium alloy) tester. It was found that there was a slight decrease in the micromechanical characteristics (hardness and Young's modulus) for the variants subjected to the sequential modification process compared to the variants only irradiated. However, the tribological test results show an increase in resistance to wear compared to unmodified material, and unchanged resistance to wear compared to the irradiated polymer.

4

Wpływ modyfikacji przez odkształcenie i napromieniowanie elektronami na podwyższenie właściwości funkcjonalnych biopolimerów GUR1020 i GUR1050

Barylski A., Maszybrocka J., Cybo J., Czaja P.

Tribologia

|

2012

|

nr 3

29-34

PL

Polietylen GUR1020 i GUR1050, przeznaczony do wytwarzania panewek endoprotez, poddano kształtowaniu metodą ściskania jednoosiowego (do wartości odkształcenia plastycznego ef = 0,2) i sieciowania radiacyjnego (za pomocą wiązki elektronów). Zastosowana sekwencja oddziaływań kształtujących polimery zakładała (przy zachowaniu niewielkiej wartości deformacji ef) brak efektu steksturowania fazy krystalicznej, ale nieznaczną orientację fazy lamelarnej w strukturze i wzmocnienie – przez wywołany stan naprężeń – skutków morfologicznych modyfikacji radiacyjnej. Celem zastosowanej metody było znaczne zmniejszenie zużycia tribologicznego polimerów zarówno w stosunku do materiałów wyjściowych, jak i modyfikowanych wyłącznie przez napromieniowanie elektronami. Stwierdzono dla obu materiałów i porównywanych sposobów kształtowania wzrost twardości i modułu sprężystości wraz z dawką napromieniowania. Wykazano, że zmiany zachodzą z różną intensywnością zależną od rodzaju polimerów, które cechują się prawie dwukrotnie różniącym się ciężarem cząsteczkowym. Wyniki testów tribologicznych wykazały 11-krotny wzrost odporności na zużycie (liniowe; tester T-01) w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym. W odniesieniu do materiału poddanego tylko napromieniowaniu elektronami stwierdzono 2,5-3-krotne zmniejszenie zużycia.

EN

GUR1020 and GUR1050 polyethylenes, intended for the production of endoprosthesis cups, were subjected to forming by uniaxial compression (up to the value of plastic deformation ef = 0.2), and radiation cross-linking (by means of an electron beam). A slight orientation of the lamellar phase in the structure as well as strengthening – through the induced state of stresses – of morphological effects of radiation modification, and no texturing effect of the crystalline phase had been assumed for the applied sequence of polymer forming interactions (while maintaining a small deformation value ef). The aim of the applied method was a significant reduction in tribological wear of polymers, both the starting materials and ones modified exclusively by electron irradiation. An increase in hardness and elasticity modulus along with a radiation dose was found for both materials and the compared methods of forming. It was demonstrated that changes occur with varying intensity depending on the type of polymers, which are characterised by an almost two-fold difference between their molecular weight. The results of tribological tests showed an 11-fold increase of wear resistance (linear; tester T-01), compared to the unmodified material. Only a 2.5 to3 fold reduction in wear was found compared to the material subjected to electron irradiation.

5

Ocena skuteczności napromieniowania wiązką elektronów w aspekcie podwyższania odporności na zużycie polietylenów GUR 1020 i GUR 1050 stosowanych na panewki endoprotez

Barylski A., Cybo J., Maszybrocka J., Czaja P.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

17-23

PL

W celu zwiększenia odporności polietylenu GUR 1020 i GUR 1050 na odkształcenie plastyczne i zużycie ścierne przeprowadzono modyfikację radiacyjną. Stosowano napromieniowanie elektronami o dawce 26-156 kGy. Wraz ze wzrostem dawki napromieniowania odnotowano zwiększenie twardości i modułu sprężystości podłużnej. Stwierdzono również, że GUR 1050 (o ciężarze cząsteczkowym 9,2•106 g/mol) cechuje się 1,86 razy większą odpornością na trwałą deformację. Wskazuje to na ścisły związek właściwości polimerów z ciężarem cząsteczkowym, który dla GUR 1020 wynosi 5•106 g/mol. Potwierdzenie stanowi mniejsza wartość zużycia tribologicznego GUR 1050 niż GUR 1020, która już w stanie wyjściowym polimerów przekracza 20%. Testy tribologiczne przeprowadzone na testerach T-05 i T-01 dowodzą, że napromieniowanie elektronami (6×26 kGy) obu polimerów powoduje 4-krotne zmniejszenie zużycia w stosunku do polietylenów niemodyfikowanych. Uzyskane wyniki dowodzą skuteczności modyfikacji radiacyjnej, która rokuje możliwość wydłużenia czasu użytkowania panewek endoprotez.

EN

Radiation modification was conducted in order to increase the resistance of GUR 1020 and GUR 1050 polyethylenes to plastic deformation and abrasive wear. Electron irradiation of 26-156 kGy dose was applied. It was determined that the hardness and longitudinal elasticity module increase along with the increase in the dose of radiation. It was also found that GUR 1050 (of a molecular weight of 9.2•106 g / mol) is characterised by a 1.86 times greater resistance to permanent deformation. This indicates a close relationship between the properties of polymers and molecular weight, which for the GUR 1020 is 5•106 g/mol. This is corroborated by a lower value of tribological wear of GUR 1050 compared to GUR 1020, which already exceeds 20% in the initial state of polymers. Tribological tests conducted on the T-05 and T-01 testers have shown that electron irradiation (6x26 kGy) of both polymers result in a four-fold reduction in wear as compared to unmodified polyethylenes. The obtained results demonstrate the effectiveness of radiation modification, which promises the possibility of extending the service life of endoprosthesis cups.

6

Zmiany właściwości mechanicznych i rozwoju pęknięć polietylenu UHMW po obróbce radiacyjnej

Podrez-Radziszewska M., Lachowicz M., Haimann K., Dudziński W.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

651-654

PL

Badaniom poddano polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej po napromieniowaniu wiązką elektronów o dawkach 25, 100 i 250 kGy (tablica 1). Stwierdzono, że irradiacja wskutek zachodzącego sieciowania polimeru prowadzi do istotnych zmian we właściwościach mechanicznych materiału (tabela 2). Przeprowadzona statyczna próba rozciągania wykazała wpływ napromieniowania na cały przebieg krzywych rozciągania. Poddanie polietylenu oddziaływaniu wiązki elektronów o dawce 25 kGy wpłynęło na poprawę jego właściwości wytrzymałościowych (rys. 1) oraz plastycznych (rys. 2). Zastosowanie większych dawek promieniowania (100 kGy i 250 kGy) spowodowało obniżenie właściwości plastycznych polietylenu w stosunku do polimeru napromieniowanego dawką 25 kGy. Wykonano badania właściwości mechanicznych metodami dynamicznymi (rys. 3, tabela 3). Wykazano wpływ obróbki radiacyjnej na wartości modułu zachowawczego, modułu stratności oraz tg 8 polimeru. Przeprowadzono obserwacje mikroskopowe przełomów uzyskanych po statycznej próbie rozciągania. Stwierdzono odmienny mechanizm inicjacji pęknięcia próbek materiału w stanie wyjściowym oraz napromieniowanego dawką 25 kGy w stosunku do próbek napromieniowanych wyższymi dawkami (rys. 4, 5). Uzyskane wyniki badań wskazują, że obróbka radiacyjna stanowi skuteczną metodę modyfikacji polietylenu, wymaga jednak optymalizacji dawki promieniowania.

EN

Ultra-high molecular weight polyethylene was subject to examination after irradiation with electron beam in doses of 25, 100 and 250 kGy (Table 1). It was found that, because of polymer cross-linking, irradiation leads to significant changes in the material mechanical properties (Table 2). The tensile test evidenced the irradiation effect on the whole run of stress-strain curves. Irradiation of polyethylene with 25 kGy radiation dose resulted in improvement of its mechanical (Fig. 1) and plastic (Fig. 1) properties. Application of larger doses resulted in reduction of plastic properties, in comparison to the material subject to 25 kGy dose. Mechanical properties were tested using dynamic methods (Fig. 3 and Table 3). Effect of irradiation on storage modulus, loss modulus and tg ? was revealed. Microscopic examination of fracture surfaces after tensile test was performed. It was found that the crack initiation mechanism in initial state and after irradiation with 25 kGy dose was different than that after irradiation with larger doses (Figs. 4 and 5). The obtained results indicate that irradiation treatment makes an effective method of polyethylene modification, requires however optimisation of irradiation dose.