Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A study of properties of POSS-modified varnish coatings UV-cured on a wood surface

Banecki Jarosław, Żabicka Beata

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2019

|

vol. 62, nr 204

127--145

EN

Research was carried out in a new topic area related to the quality of lacquer finishes on wood surfaces, such as furniture or floor elements. Selected results are presented relating to basic mechanical properties of composite varnish coatings modified with a selected commercial POSS compound, photo-cured on the surface of a chosen wood species. The test results obtained for two groups of varnish coatings differing in the varnish binder used (oligoether or oligoester) pointed to various effects of POSS modification of the varnish compositions and UV-cured coatings. These effects were dependent on the functional property considered as well as the content of POSS nanofiller in the varnish composition. In general, the presence of selected POSS molecules in the UV coating structure improved its abrasion and linear scratching resistance, but did not improve – or even slightly reduced – the adhesion of the coating to the wood surface.

2

Magnetic studies of 0.7(Fe2O3)/0.3(ZnO) nanocomposites in nanopowder form and dispersed in polymer matrix

Typek J., Wardal K., Zolnierkiewicz G., Szymczyk A., Guskos N., Narkiewicz U., Piesowicz E.

Materials Science Poland

|

2016

|

Vol. 34, No. 2

286--296

EN

Magnetic properties of 0.7(Fe2O3)/0.3(ZnO) nanocomposite synthesized by traditional wet chemistry method and containing only two phases: ZnO (nonmagnetic) and Zn Fe2O4 (magnetic, with nanocrystallites of average size 12 nm, but forming large agglomerates, up to 100 nm in size) were studied by DC magnetization and ferromagnetic resonance (FMR). The investigated nanocomposite was either in a form of nanopowder or dispersed at concentration of 0.1 wt.% in poly(ethylene naphthalate-block-tetramethylene oxide) PTMO-b-PEN polymer matrix. Similarities and differences in magnetic behavior of these two samples revealed by the study of static magnetization and FMR spectra have been discussed relative to different morphologies and the associated variation of interparticle interactions. Moreover, thermal and thermo-oxidative stability of the nanocomposite and the neat polymer have been studied by thermogravimetric method.

3

Modyfikacja nieplastyfikowanego poli(chlorku winylu) nanorurkami węglowymi i grafitem

Skórczewska K., Tomaszewska J., Piszczek K., Lewandowski K.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2015

|

T. 21, Nr 3 (165)

290--293

PL

Wytworzono hybrydowe nanokompozyty nieplastyfikowanego PVC z nanorurkami węglowymi i grafitem metodą ugniatania w komorze plasfografometru Brabendera, a następnie wytłaczania i prasowania. Udział MWCNT zmieniała się w zakresie od 0,1 do 5% wag. Zawartość grafitu w kompozytach wynosiła 5 % wag. Jednorodność dystrybucji nanocząstek w osnowie PVC zbadano stosując technikę SEM. Na podstawie wyników badań właściwości termicznych i mechanicznych oceniono wpływ nanorurek węglowych na właściwości PVC modyfikowanego grafitem.

EN

Using multistep production procedure which included kneading in Brabender chamber, extrusion and pressing, hybrid nanocomposites of rigid PVC with graphite and nanotubes were manufactured. The MWCNT content in hybrid nanocomposites was in the range 0.1 up to the 5 wt% while the value of graphite was constant 5 wt%. By using scanning electron microscopy technique the distribution of nanofillers in PVC matrix was investigated. Thermal and mechanical properties of produced materials were examined. Basing on results, the influence of carbon nanotubes on properties of PVC matrix was estimated.

4

Effect of nanowires and nanoparticles of copper on the structure and properties of the nanocomposite polymeric materials

Dobrzański L. A., Czaja I.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 75, nr 1

18--29

EN

Purpose: The main aim of this paper is to investigate the impact of nano-reinforcements in the form of Cu nanowires and Cu nanopowder on the structure and properties of polymeric composite materials Design/methodology/approach: Developed in this paper of nanocomposite materials reinforced with Cu nanopowders and Cu nanowires they have shown the ability to carry an electrical charge, which was confirmed by testing resistivity and resistance to electrical breakdown Findings: Research surface area of reinforce the material showed that the copperdimensional nanowires an attractive material for the strengthening of polymeric composite materials. Because of their shape and dimensions, the formation of percolation paths necessary for electrical charge in the insulating matrix, are a better material reinforcement of copper nanopowder Research limitations/implications: The phenomenon of current conduction through the polymer composite materials is an important property due to the use of these materials Originality/value: The paper presents the effect of the addition of one-dimensional nanowires of copper into the insulating matrix epoxy resin allowing electrical conductivity produced in this way, polymeric materials nanocomposites

5

Badania procesów starzeniowych w nanokompozytowym lakierze nasycającym przy zastosowaniu analizy termicznej

Gryzło K., Górecki L., Górnicka B.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 2(102)

19--22

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań termoanalitycznych TGA/DSC nanokompozytowej poliestroimidowej żywicy elektroizolacyjnej zawierającej nanokrzemionkę w porównaniu z komercyjna żywicą poliestroimidową. Żywicę wyjściową oraz z nanokrzemionką poddano cyklicznemu starzeniu cieplemu w temperaturze 210 °C. Przeprowadzono analizę porównawczą odporności cieplnej stosując metodę termoanalityczną wykonywaną w warunkach izotermicznych, której parametry dobrano na podstawie badania wstępnego. Jako kryterium oceny stopnia zestarzenia przyjęto ubytek masy. Izotermiczne krzywe TG wykazały, że żywica nanokompozytowa charakteryzuje się mniejszym ubytkiem masy niż żywica wyjściowa. Może to być dowodem lepszej odporności cieplnej nanokomozytu. Nanocząstki krzemionki mogą stanowić barierę dla transportu ciepła i masy, co utrudnia rozkład termiczny nanokompozytu. Metoda izotermicznych badań termoanalitycznych TGA może być wykorzystana do opracowania szybkich i mniej pracochłonnych metod określania odporności cieplnej materiałów elektroizolacyjnych niż metoda opisana w PN-EN 60216.

EN

The article presents the results of the TGA/DSC thermoanalytical study of polyesterimide impregnating reisin nanofilled with nanosilica compared with comercial polyesterimide resin. The nanofilled and pure resins were subjected cyclic thermal aging at 210 °C. Comparative assessment of thermal stability was performed using thermoanalytical studies carried out under isothermal conditions, which parameters have been chosen after preliminary study. The mass loss rate was assumed as a criterion for assessing the degree of aging. Isothermal TG curves showed that nanofilled resin showed less rate of weight loss than pure resin. It can be evidence of better thermal endurance of nanocomposite. Silica nanoparticles can be a barrier to heat and mass transfer, hindering the thermal degradation of the nanocomposite.

6

Nanokompozyty magnetyczne dla zastosowań medycznych

Nowicka K., Figiel H., Tokarz W., Sołtysiak E., Błażewicz M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 1 (151)

27--31

PL

Nanokompozyty polimerowe to perspektywiczna grupa tworzyw o unikatowych właściwościach. Materiały te znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach w tym również w medycynie. W pracy przedstawiono prostą metodę wytwarzania nanokompozytów o właściwościach magnetycznych, polegającą na kilkuetapowej homogenizacji obydwu składników; roztworu polimeru oraz cząstki magnetycznej. Nanokompozyty polimerowe scharakteryzowano w zakresie właściwości mechanicznych, termicznych, magnetycznych oraz biologicznych. Wykazano, że magnetyczne nanokompozyty na bazie polisulfonu to nietoksyczne materiały o właściwościach magnetycznych, zależnych od ilości modyfikatora, wprowadzonego do matrycy polimerowej. Magnetyczne nanokompozyty są materiałem, mogącym znaleźć zastosowanie w konstrukcji membran i implantów, przeznaczonych do terapii i diagnostyki medycznej.

EN

Polymer nanocomposites are a prospective group of materials with unique properties. These materials are used in many fields including the medicine. The paper presents a simple method of producing nanocomposites with magnetic properties, which consists of several stages of homogenization of the two components; polymer solution and magnetic particles. Mechanical, thermal and magnetic properties of the obtained polymer nanocomposite were determined. Biological assessment proved that the nanocomposite samples are nontoxic and their magnetic properties depend on the amount of the nanontagnetic phase in the polymer matrix. The magnetic nanocomposites may find application in the manufacturing of membranes and implants for medical diagnosis and therapy.

7

Flammability properties of textiles coated with nanocomposites

Gieparda W., Wesołek D., Rojewski S.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 4 (154)

340--343

EN

The aim of the research is to reduce the flammability of textile materials using a nanocomposite polymer back-coating. Montmorillonite and carbon nanotubes were introduced into the resin using an ultrasonic disintegrator and a high speed homogenizer, and then fabric was covered by the obtained composites. A homogeneous dispersion of carbon nanotubes in polyurethane resin and a polymer intercalation into the montmorillonite platelets were obtained. Coated fabrics showed a significant decrease of the maximum heat release rate, ie about 30 - 40%. Compositions with the addition of organically modified montmorillonite or with carboxylated nanotubes showed the greatest decrease in the rate of heat release.

PL

Celem badań jest ograniczenie palności materiałów włókienniczych za pomocą nanokompozytów polimerowych. Nanorurki węglowe oraz montmorylonit wprowadzano do żywicy przy użyciu dezintegratora ultradźwiękowego i homogenizatora, a następnie materiał powleczono otrzymanymi nanokompozytami. Uzyskano jednorodną dyspersję nanorurek węglowych w żywicy poliuretanowej oraz interkalację warstw montmorylonitu. Tkaniny zabezpieczone nanokompozytami wykazały obniżenie maksymalnej szybkości wydzielania ciepła o około 30 - 40%. Największy spadek szybkości wydzielania ciepła wykazały kompozycje z dodatkiem organicznie modyfikowanego montmorylonitu lub nanorurek karboksylowanych.

8

Proces fotopolimeryzacji mieszanin akrylan/nanokrzemionka : badany metodami spektroskopii rozproszeniowej

Nowicka A., Ziobrowski P., Szybowicz M., Sądej-Bajerlein M., Andrzejewska E., Drozdowski M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2012

|

[R.] 18, nr 5

485-488

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań procesu polimeryzacji inicjowanej promieniowaniem UV mieszaniny akrylanu 2-hydroxyetylu (HEA) zawierającego zdyspergowany nanonapełniacz w postaci hydrofobizowanej krzemionki Aerosil ® R7200. W badaniach wykorzystano metody spektroskopii rozproszeniowej: Brillouina i Ramana. Spektroskopia Brillouiona pozwoliła na określenie zmian właściwości sprężystych w trakcie procesu polimeryzacji dla różnej zawartości krzemionki (nanonapełniacza). Spektroskopia Ramana pozwoliła na monitorowanie procesu fotopolimeryzacji badanych układów. Została ona również wykorzystana do zbadania wpływu tlenu na proces polimeryzacji.

EN

This paper presents the results of the investigation of UV-initiated polymerization of 2-hydroxyetyl acrylate (HEA) containing a nanofiller (modified hydrophilic silica Aerosil ® R7200). The study was performed using scattering spectroscopy methods. Brillouin spectroscopy has been used to estimate changes in elastic properties occurring during the photopolymerization process of formulation containing different nanosilica contents. Raman scattering method was used to follow the photopolymerization process and to study the oxygen effect.

9

Izolacja z nanokompozytów polimerowych w zastosowaniu do silników elektrycznych niskiego napięcia

Górnicka B.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2012

|

Z. 254

1-136

PL

Celem pracy było przedstawienie propozycji rozwiązania problemu dotyczącego izolacji silników niskonapięciowych zasilanych z przekształtników przy zastosowaniu nanokompozytów polimerowych. W pracy dokonano przeglądu materiałów stosowanych w układzie izolacyjnym silników niskiego napięcia i opisano problemy związane z izolacją międzyzwojową w silnikach elektrycznych zasilanych przekształtnikami, a także aktualnie stosowane sposoby ich rozwiązania. Przedstawiono również rys historyczny dotyczący rozwoju silników elektrycznych, materiałów elektroizolacyjnych opartych na materiałach organicznych, izolacji w silnikach niskiego napięcia oraz energoelektroniki. Opisano rodzaje nanokompozytów polimerowych, sposoby ich wytwarzania i właściwości, a także obecne i perspektywiczne zastosowania, w szczególności możliwości uzyskania odpowiednich materiałów elektroizolacyjnych. Zaprezentowano wyniki badań własnych odporności konwencjonalnych przewodów emaliowanych na narażenia, jakie stwarza zasilanie przekształtnikami PWM, stosowane sposoby wytwarzania nanokompozytowych lakierów na przewody emaliowane - NLPE, jak również właściwości NLPE wytworzonych metodą opracowaną przy współudziale autorki. Przedstawiono i omówiono wyniki wieloletnich badań prowadzonych przez autorkę w dziedzinie nanokompozytowych lakierów nasycających - NLN. W podsumowaniu stwierdzono, że nanokompozytowe lakiery NLPE oraz NLN, wchodzące w skład izolacji międzyzwojowej, charakteryzują się lepszymi właściwościami od lakierów konwencjonalnych. Dotyczy to zwłaszcza wielokrotnie większej odporności na wyładowania niezupełne występujące przy zasilaniu napięciem impulsowym z przekształtnika. Stwierdzono, że poprawę wielu właściwości lakierów nanokompozytowych można wyjaśnić za pomocą właściwości barierowych. Zaproponowano również metody analizy właściwości nanokompozytów polimerowych. Zastosowanie nanokompozytów polimerowych w silnikach niskiego napięcia zasilanych z przekształtników powinno przyczynić się do zwiększenia ich trwałości i w przyszłości pozwoli na uniknięcie denominacji parametrów znamionowych silników.

EN

The purpose of this work was presentation the proposition of solving a problem concern in the insulation of low-voltage motors driven by inverters with application of polymer nanocomposites. The work comprises the survey of insulating materials used in a low-voltage insulating system and description of problems with turn-to-turn insulation in inverter-driven motors, as well as current methods of solving them. Historical outline of the development of electrical motors, electroinsulating material based on organic materials, insulation of low-voltage motors and power electronic are also presented. Types and properties of polymer nanocomposites, methods of their production as well the present and future applications (in particular electroinsulating materials) have been described. The results of the own investigation of the conventional enamelled wires resistance to stresses induced by the PWM inverters have been presented. Moreover, the methods of obtaining NLPE nanocomposited enamels for winding wires have been used. The aforementioned method was developed with the participation of the author. The results of many years of author investigations in the domain of NLN nanocomposited impregnating varnishes are shown and discussed. It was stated in summary that NLPE and NLN varnishes, that create turn-to-turn insulation, show better properties in comparison to conventional varnishes. It concerns especially to the multiple higher resistance to partial discharges that appear under inventer pulse voltage. It was shown that the improvement of many properties in nanocomposites can be explained through the barrier properties. Methods of analysis of polymer nanocomposites properties have been also proposed. Application of polymer nanocomposites in inverter-driven low-voltage motors should contribute to increase of their durability. It will allow to avoid the denomination of parameters of the electrical motors in the future.

10

Nanokompozyty polimerowe z udziałem nanokrystalicznych proszków stopów na osnowie Fe magnetycznie miękkich

Ziębowicz B., Szewieczek D.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 6

539-544

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie technologiczne prowadzące do otrzymania materiałów kompozytowych o regulowanych własnościach ferromagnetycznych oraz mechanicznych powstałych w wyniku wiązania nanokrystalicznych proszków stopu Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 (FINEMET,) z proszkami polietylenu niskociśnieniowego o dużej gęstości (PEHD). Proszki stopu Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 powstały w wyniku wysokoenergetycznego mielenia taśm po procesie nanokrystalizacji termicznej. Zaproponowana technologia otrzymywania materiałów kompozytowych polega na połączeniu odpowiednio przygotowanych komponentów w wyniku prasowania jednostronnego jednoosiowego. Opracowana technologia pozwoliła na wyznaczenie optymalnych parametrów procesu wytwarzania materialów kompozytowych oraz na opracowanie w wyniku przeprowadzonych badań najkorzystniejszego rozwiązania materiałowego ze względu na ich własności magnetyczne i mechaniczne. Wytworzenie materiałów kompozytowych złożonych z proszków materiałów nanokrystalicznych i polimerów oraz optymalizacja ich własności daje podstawy do ich praktycznego zastosowania.

EN

This paper presents technological solution which makes possible to obtain the composite materials with the controlled ferromagnetic and mechanical properties. The composite materials were made by binding the Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 (FINEMET) alloy with high density pressureless polyethylene (PEHD). The ferromagnetic powders of Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 alloy were made by high-energy milling of tapes after their thermal nanocrystallization. Manufacturing technology of the composite materials depends on connecting the fabricated components by one-sided uniaxial pressing. Used technology allowed evaluating optimal parameters of the composite materials manufacturing process and to elaborate, according to experiments, the best material solution - most advantageous mechanical and magnetic properties. Manufacturing of the composite materials composed from the nanocrystalline powder materials and polymers as well as optimalization of their properties gives the base for their practical application.

11

Nanokompozyty polimerowe modyfikowane powierzchniowo w procesie elektroforetycznego osadzania

Sołtysiak E., Długoń E., Dulnik J., Błażewicz M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 6

511-514

PL

Medycyna regeneracyjna w zastosowaniu do leczenia ubytków tkanki kostnej potrzebuje materiałów o specyficznej biomimetycznej strukturze i bioaktywności. Tkanka kostna jest tworzywem nanokompozytowym, w odniesieniu do struktury i składu (kolagen/nanokryształy hydroksyapatytu). Dlatego też projektowanie tworzyw implantacyjnych, do leczenia ubytków tkanki kostnej, skupia się właśnie na tej grupie materiałowej, jaką są nanokompozyty polimerowe, modyfikowane bioaktywnymi nanocząstkami. Celem pracy były badania, mające określić przydatność nowej, dwuetapowej metody, do wytwarzania porowatych materiałów implantacyjnych, do leczenia tkanki kostnej. Gąbki nanokompozytowe, wytworzone w oparciu o duetapową metodę - wypłukiwanie rozpuszczalnego porogenu oraz elektroforetyczne osadzanie, przebadano metodą mikroskopii elektronowej SEM, przeprowadzono badania przy zastosowaniu metody EDS oraz zbadano parametry mechaniczne i bioaktywność otrzymanych materiałów. Zastosowana w pracy metoda prowadzi do otrzymania bioaktywnych nanokompozytowych gąbek o pożądanych parametrach mechanicznych.

EN

Regenerative medicine for the treatment of bone defects requires materials, characterized by specific microstructure and bioactivity. The bone tissue in terms of both, structure and composition is a collagen-based nonocomposite, containing hydroxyapatite nano-crystals. The design of bone implants and scaffolds concentrates on nanocomposites, since the discovery of nanocomposite structure of the bone tissue. This paper is devoted to the study on evaluation the performance potential of the new two-steps method of nanocomposite foam preparation. The porous nanocomposites were obtained by two -steps method: particulate-leaching. and electrophoretic deposition, EPD. We investigate the cellular foam structure by using scanning electron microscopy (SEM) with EDS examination and by mechanical test (compressive strength). The results show that those two steps fabrication method lead to obtaining porous nanocomposite materials, characterized by biomimetic porous microstructure, good mechanical properties and bioactive features.

12

Nanokompozytowe materiały polimerowe wzmacniane nanocząstkami ceramicznymi do zastosowań w protetyce i stomatologii

Stodolak-Zych E., Jaworska K., Sas Ł.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 6

525-528

PL

W pracy wytworzono i przebadano materiały nanokompozytowe przeznaczone na ruchome konstrukcje uzupełnień protetycznych (protez) i elementy aparatów ortodontycznych. Opracowano biokompatybilny nanokompozyt na bazie komercyjnej żywicy akrylanowej (PMMA), który modyfikowano dwoma rodzajami nanonapełniaczy; montmorylonitem (MMT) lub krzemionką (SiO2). Wytworzono serię tworzyw nanokompozytowych modyfikowanych nanometrycznym MMT lub nanometryczną SiO2 stosując zmienny udział nanonapełaniacza w osnowie (1, 2 i 5% wag). Jako materiał porównawczy zastosowano polimer pozbawiony obecności MMT/SiO2. Otrzymane tworzywa poddano charakterystyce mechanicznej i fizykochemicznej. Określano: moduł Younga (E), wytrzymałość na zginanie (RM), prace zniszczenia tworzywa (WUP). Na tej podstawie wyselekcjonowano układ kompozytowy poddany dalszym badaniom polegającym na określeniu wpływu środowiska zewnętrznego (sztuczna ślina) na trwałość tworzywa oraz na właściwości mechaniczne i trybologiczne układu (ścieralność).

EN

In the presented work nanocomposite materials destined for movable construction of prosthetic supplements (prostheses) and parts of orthodontic apparates were fabricated and investigated. A biocompatible nanocomposite basing on commercial acrylate resin (PMMA) was developed, wich was modified with two kinds of nanoadditives i.e. montmorillonite (MMT) and silica (SiO2). A series of nanocomposite materials modified with different amounts of MMT and SiO2 i.e. 1, 2 and 5 %wt was produced. Pure polymer was used as a reference material. Mechanical and physicochemical properties of the obtained materials were investigated. Young's modulus (E), bending strenght (RM),force up to breake (WUP) and microhardness of the materials were determined. Comparative studies of abrasibility of the materials were conducted. The nfluence of sourondings on durabiliy of the materials was monitored by measurements of pH of the immersion medium (artificial salina). Effect of incubation on mechanical and trybological properties of the materials was tested.

13

Metody otrzymywania, właściwości i zastosowania nanokompozytów polimerowych z montmorillonitem

Żenkiewicz M., Richert J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2010

|

[R.] 16, nr 5

249-259

PL

W artykule przedstawiono syntetyczny przegląd zagadnień dotyczących wytwarzania, właściwości i zastosowania nanokompozytów polimerowych z montmorillonitem (MMT), ze szczególnym uwzględnieniem polilaktydu (PLA). Jednym z warunków uzyskania właściwej jakości tych nanokompozytów jest wprowadzenie makrocząsteczek osnowy polimerowej między płytki MMT. Można to uzyskać stosując: (a) polimeryzację "in situ", (b) metodę rozpuszczalnikową, (c) mieszanie MMT z osnową polimerową, będącą w stanie uplastycznionym, z wykorzystaniem wytłaczarki. Tak wytworzone materiały mają wiele zalet, w porównaniu z osnową polimerową, z których najważniejsze to: zwiększona wytrzymałość mechaniczna, znacznie zmniejszona przenikalność pary wodnej i gazów, zwiększona stabilność termiczna i zwiększona szybkość biodegradacji, szczególnie nanokompozytów z osnową biopolimerową. Nanokompozyty te stanowią nową klasę materiałów i wkrótce mogą zastąpić w wielu przypadkach tradycyjne polimery otrzymywane z surowców kopalnych.

EN

A short literature review concerning manufacturing methods, properties and applications of polymer/montmorillonite (MMT) nanocomposite, particularly with polylactide (PLA), is presented. One successful method to produce polymer/MMT nanocomposites is to intercalate macromolecules of polymeric matrix into the galleries of MMT. It can be done by three methods: (a) insertion of suitable monomer in the galleries of MMT and subsequent polymerization (polymerization "in situ"), (b) direct insertion of these macromolecules into the galleries from solution or (c) melt intercalation, done by intensive mixing MMT and melt polymer, using extruder. Polymer/MMT nanocomposites possess several advantages in comparison with their polymeric matrix. These are: improved mechanical properties, very much improved barrier properties, increased thermal stability and enhanced rate of biodegradation, especially for nanocomposites containing biodegradable matrix. These nanocomposites are entirely new type of materials and may soon be competitive with the commonly used fossil plastic materials.

14

Wybrane zagadnienia toksyczności nanocząstek wykorzystywanych w produkcji nanokompozytów polimerowych

Zatorski W., Zapór L., Jankowska E.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 1

3-10

PL

Nanotechnologia oferuje duży potencjał modernizacji i postępu technologicznego w wielu obszarach zastosowania, przykładowo: zintegrowanych sensorach, półprzewodnikach, diagnozowaniu medycznym, sposobach podawania leków, kosmetykach, nanokompozytach polimerowych z tworzyw termoplastycznych oraz termousieciowanych itp., które mogą przynieść korzyści społeczeństwu. Nanotechnologia jest jedną z najszybciej rozwijających się gałęzi gospodarki światowej. W 2011 r. światowy rynek na produkty związane z nanotechnologią szacowany jest na 4 miliardy USD, a zatrudnienie w tej dziedzinie znajdzie na świecie niemal milion pracowników. Właściwości nanocząstek (np. rozmiar, kształt, powierzchnia, reaktywność, zdolność aglomeracji) mogą przynieść w przyszłości zarówno duże korzyści dla rozwoju ludzkości, jak też powodować ryzyko. Aktualnie coraz większa liczba pracowników ma kontakt z nanomateriałami w laboratoriach badawczych, firmach produkcyjnych oraz przy operacjach, gdzie nanomateriały są przetwarzane, używane lub poddawane recyklingowi. Nowe wyzwanie stanowi określenie ryzyka dla zdrowia ludzkiego, a także zasad bezpiecznej pracy z opracowanymi nanomateriałami oraz nanocząstkami.

EN

Nanotechnology offers the potential for large improvement and technological advances in many areas that may benefit society, such as integrated sensors, semiconductors, medical imaging, drug delivery systems, structural materials, cosmetics, both thermoplastic and thermosetting nanocomposites etc. Nanotechnology is one of the most rapidly growing industries across the world. By 2011, the global market for nanotechnology-related products is predicted to reach 4 billions USD and employ to 1 million workers in the world. The properties of nanoparticles (e.g., size, shape, surface area, reactivity, agglomerations) that yield many of the farreaching societal benefits may also pose risks. Currently, increasing numbers of workers are potentially exposed to nanomaterials in research laboratories, production plants, and operations where nanomaterials are processed, used, or recycled. The new challenges are to determine whether the nature of engineered nanostructured materials, nano-particles presents new occupational safety and health risks.

15

Wpływ napełniacza ceramicznego na przemiany strukturalne kompozytu PET/PPS/BaTiO3

Konieczna M., Jurga J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Chemia

|

2009

|

z. 20 [263]

77-78

PL

Przeprowadzone badania wykazały wpływ nanocząstek tytanianu baru na przemiany fizyczne zachodzące w wytworzonych kompozytach. Wykazano, że ze wzrostem stężenia tytanianu baru w PET/PPS/BT zachodzi przemiana strukturalna związana z procesem rekrystalizacji polisiarczku fenylenu. Dla małych zaś stężeń BaTiOs nie zaobserwowano tego procesu, co sugeruje, że układ kompozytu jest strukturalnie jednorodny.

16

Nanokompozyty polimerowe - struktura, metody wytwarzania i właściwości

Jeziórska R.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Chemia

|

2009

|

z. 20 [263]

63-67

17

Charakterystyka wybranych nanonapełniaczy polimerowych

Żenkiewicz M., Richert J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2009

|

[R.] 15, nr 6

240-247

PL

W artykule przedstawiono krótki przegląd literatury z zakresu budowy i właściwości nanonapełniaczy stosowanych w nanokompozytach polimerowych. W przemyśle przetwórczym tworzyw szczególne zainteresowanie wzbudza montmorillonit (MMT), będący krzemianem warstwowym i stanowiący główny składnik bentonitu. Płytki MMT składają się z dwóch zewnętrznych tetraedrycznych warstw ditlenku krzemu i środkowej warstwy oktaedrycznej zbudowanej z tlenku glinu lub magnezu. Grubość płytki MMT wynosi około 1 nm, a pozostałe jej wymiary zawierają się na ogół w przedziale od 200 do 1000 nm. Ponieważ MMT jest hydrofilowy musi być on modyfikowany poprzez wymianę kationów nieorganicznych znajdujących się w przestrzeni między płytkami na jony organiczne, najczęściej alkiloamoniowe. Celem modyfikowania jest zwiększenie odległości między płytkami MMT oraz poprawa adhezji między MMT i osnową polimerową.

EN

A short literature review concerning structure and properties of nanofillers used in polymer nanocomposites is presented. Layered silicates, especially montmorillonite (MMT) a major constituent of bentonites, are of particular interest in plastic industry. The layered structure of MMT consists of two silica tetrahedral sheets fused to one octahedral sheet of alumina (aluminum silicate) or magnesia (magnesium silicate). The lateral dimensions of these layers vary from 200 to 1000 nm and about 1 nm in thickness depending on the particular silicate. Because MMT is generally hydrophilic it must be treated with suitable chemicals to exchange the inorganic ions situated in the galleries between the layers with organic ions, mostly with alkylammonium ions. The aim of ion exchange reactions is to enlarge interlayer distance and improve adhesion between MMT and polymeric matrix.

18

Influence of the filler-montmoryllonite processing on its dispersion and mechanical properties of MMT-PAN nanocomposites

Stodolak E., Łącz A., Kluczewski W., Błażewicz M.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2009

|

Vol. 53, nr 1

85-92

EN

Aim of this work was fabrication of a polymer-matrix nanocomposite based on polyacrylonitrile (PAN) and a layered silicate (phyllosilicate) - montmorillonite (MMT) as a 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. 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 affected dispersion efficiency of the nanometric phase within the polymer matrix, as well as the thermal stability of the nanocomposite. Mechanical tests (stretching) revealed better compatibility of an exfoliated nanofiller (MMT-carbo) with the polymer matrix, which resulted in increase of the nanocomposite strength.

19

Nanokompozyty z osnową poliolefinową. Część I. Polipropylen/krzemian warstwowy

Janik J., Krala G., Królikowski W.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 1

34-39

PL

Przedstawione badania dotyczą wytwarzania nanokompozytów polipropylenu z udziałem proszkowego nanonapełniacza w postaci różnych krzemianów warstwowych (krajowy Organobentonit, produkty firmy Süd-Chemie Nanofil 5, 9, SE 3000) i modyfikatora PP-g-MA (kompatybilizatora Polybond X5104). Badania prowadzone były w celu optymalizacji parametrów technologicznych wytwarzania nanokompozytów i oceny właściwości mechanicznych, cieplnych i reologicznych (MFR) oraz struktury morfologicznej (TEM). W pierwszym etapie wytworzono koncentraty nanonapełniaczy z kompatybilizatorem. W II etapie z użyciem koncentratu i polimeru bazowego wytworzono metodą wytłaczania nanokompozyty o składzie: PP/10% wag. kompatybilizatora/5% (2,5%) wag. nanonapełniacza przy dwu różnych obrotach ślimaków (100 i 300 obr/min). Spośród przebadanych nanonapełniaczy Nanofil 5 zapewniał najlepsze właściwości mechaniczne nanokompozytom polipropylenowym. Mimo że nie stwierdzono eksfoliacji Nanofilu 5 w matrycy PP, jego 5% dodatek do PP spowodował istotny wzrost właściwości mechanicznych nanokompozytu PP: Et o 35%, Ef o 42%, [delta]m o 14%, [delta]fm o 17% w porównaniu do czystego PP. Właściwości takiego optymalnego nanokompozytu (PP/10% Polybond X5104/5% Nanofil 5, wytłoczony przy 300 obr/min) były następujące: Et = 1679 MPa, Ef = 2050 MPa, δm = 37 MPa, δfm = 59 MPa, εB = 21%. Materiał ten cechują zatem dobre właściwości konstrukcyjne. Charakteryzuje się on przy tym istotnym obniżeniem palności w stosunku do PP jako polimeru bazowego. Szybkość palenia PP wynosi 25,5 mm/s, omawianego nanokompozytu 19,7 mm/s, a więc jest mniejsza o 30% w porównaniu do PP.

EN

The significant amount of industrial and governmental research has been and today is being conducted on nanocomposites. The most popular polymers for research and development of nanocomposites are polyamides, polypropylene, polyethylene, styrenics, vinyls, polycarbonates, acrylics, polybutylene terephthalate, epoxies and polyurethanes as well as a variety of miscellaneous engineering resins. The most common filler is montmorillonite clay; these nanoclays are unique since they have a platy structure with a unit thickness of one nanometer or less and an aspect ratio in the 1000:1 range. Unusually low loading levels are required for property improvement. Expected benefits from nanocomposites include improvement in modulus, flexural strength, heat distortion temperature, barrier properties, and other benefits and, unlike typical mineral reinforced system, they are without the conventional trade-off in impact and clarity. Nanocomposites are a new class of composites with very low contents of nanoscale size fillers (around 5 wt. % - as a dispersion) and excellence properties. To improve dispersion, clay platelets are modified with an organic surfactant to give what is called "organo-modified" clay. Even with this chemical modification, it requires the assistance of optimized process conditions to achieve a complete dispersion of organo-clay plate-lets (exfoliation). In some cases, the polymer is only intercalated between clay platelets. Only well-exfoliated nanocomposites give the expected improvement in properties. This review article presents the process of preparation of nanocomposites based on polypropylene (PP) with different clays - montmorillonites (Organobentonit, Nanofil 5, 9, SE 3000) and with compatybilizer PP-g-MA (polypropylene grafted with maleic anhydride - Polybond X5104) - PP/compatybilizer/clay. The nanocomposites were compounded using a two-screw, corotating extruder, having a L/D = 32 by melt mixing PP with different concentrates - "master batch" (Polybond 60 wt. % /clay 40 wt. %) at different screw speed (100 and 300 rpm). The concentration of clays in the nanocomposites PP was kept in a range 2.5 and 5 wt. % and concentration of Polybond was kept in a range 10 wt. %. The effect of extrusion variant and the mass traction of composite components on the properties obtained (static mechanical properties, thermal and reological properties - MFR and microstructure TEM) was investigated. Experimental shows that, tensile strength [delta]m and flexural strength [delta]fm, modulus of elasticity at tensile Et and flexural Ef are the highest for nanocomposite PP/5 wt. % Nanofil 5/10 wt. % Polybond X5104 (by 300 rpm), where Et = 1679 MPa, Ef = 2050 MPa, δm = 37MPa, δfm = 59 MPa. In comparison with mechanical properties of PP it was increase by: Et by 35%, Ef by 42%, δm by 14% and δfm by 17%. TEM micrograph of ultra-thin section of nanocomposite PP/5% wt. Nanofil 5/10 wt. % Polybond X5104 shows semi-exfoliated clay platelets. Addition of compatibilizing agents and clay in a concentrate to polypropylene improve mechanical and thermal properties, reduce flammability and smoke emission in comparison with PP.

20

Otrzymywanie i charakterystyka nanokompozytów polimerowych PBT/nanorurki węglowe

Kwiatkowska M., Broza G., Męcfel J., Sterzyński T., Rosłaniec Z.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 2

99-104

PL

Celem tej pracy jest zbadanie możliwości wykorzystania metody in situ otrzymywania nanokompozytów PBT/CNT oraz zbadanie wpływu nanorurek węglowych (CNT) na zmianę właściwości fizycznych poli(tereftalanu butylenu). Badane nanokompozyty zostały otrzymane przez wprowadzenie nanonapełniacza w polimer w trakcie jego syntezy. Zastosowano trzy rodzaje nanorurek węglowych: wielościenne i wielościenne animowane oraz jednościenne oksydowane. Do zbadania wpływu dodatku CNT wykonano analizę termiczną z wykorzystaniem różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) oraz termicznej analizy dynamicznych właściwości mechanicznych (DMTA). Zmianę właściwości mechanicznych określono na podstawie prób statycznego rozciągania. Strukturę badanych nanokompozytów zbadano z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM).

EN

The objective of this report is to evaluate the effect of carbon nanotubes (CNT) on the properties of polybutylene terephthalate (PBT) thermoplastic matrix. Three different kind of CNT were used: multiwalled carbon nanotubes (MWCNT), multiwalled carbon nanotubes with amine groups (MWCNT-NH2) and oxidized single walled carbon nanotubes (oSWCNT). The nanocomposites were obtained by introducing CNT into the reaction mixture during the synthesis of PBT (the in situ method) (Fig. 1). In order to ensure the uniform distribution of CNT in polymer system the nanofillers were dispersed in 1,4-butanediol just before starting the synthesis. Scanning electron microscopy (SEM) confirms good dispersion of CNT, but the presence of agglomerates is also identified (Fig. 4). The thermal analysis (DSC) indicates that the incorporation of every kind of CNT improves a crystallization ability of PBT and MWCNT accelerate crystal growth mechanisms (Fig. 2, Tab. 1). An addition of CNT changes the dynamic - mechanical properties of PBT as show DMTA measurements (Fig. 3). Slight increase of mechanical properties has been also observed for the additive of MWCNT and MWCNT-NH2. However in a case of oSWCNT a significant increase of elasticity modulus has been demonstrated (Fig. 5). No distinct differences in changes of PBT properties have been observed in connection with using multi walled carbon nanotubes and multi walled carbon nanotubes with amine groups.