Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Opracowanie metody wytwarzania kompozytów kauczukowych z dodatkiem grafenu

Kowalczyk Dominik, Ostaszewska Urszula, Dębek Cezary, Pawłowska Urszula

Elastomery

|

2020

|

T. 24, nr 2

79--91

PL

Celem prowadzonych badań było opracowanie technologii wytwarzania kompozytów elastomerowo-grafenowych do produkcji uszczelnień, mających na celu obniżenie współczynnika tarcia i poprawę trwałości elementów. Ponadto uszczelnienia powinny zapewniać efektywną pracę w określonych przez użytkowników (przede wszystkim producentów uzbrojenia i sprzętu lotniczego) warunkach eksploatacji lub spełnienie norm europejskich. W badaniach zastosowano mieszanki kauczukowe, używane do wytwarzania uszczelnień połączeń ruchomych zmodyfikowane przez wprowadzenie grafenu. Przedstawiono wyniki prac badawczych i technologicznych dotyczących: • wyboru najlepszego typu/rodzaju grafenu płatkowego do zastosowania go w kompozytach elastomerowych, • opracowania sposobu wprowadzania grafenu do mieszanki kauczukowej, • optymalizacji ilości grafenu w kompozycie w celu uzyskania najlepszych właściwości funkcjonalnych gumy, • wytworzenia uszczelnień z opracowanych materiałów a następnie przeprowadzenie testów u użytkowników. Nowe wyroby wytworzone w tym projekcie charakteryzują się wydłużonym czasem eksploatacji (rzadsze naprawy i remonty). W montażu niektórych detali można wyeliminować czynnik smarujący, przy jednoczesnym zwiększeniu bezpieczeństwa użytkowania sprzętu w wyniku zwiększenia jego niezawodności. Nowe uszczelnienia mogą wpłynąć na udoskonalenie konstrukcji i przyczynią się do oszczędności energii i ochrony środowiska.

EN

The aim of the research was to develop the technology of preparation of elastomeric-graphene composites to produce seals, aimed to reduce the friction coefficient and improve the durability of elements. In addition, the seals should ensure effective operation under specified by the users (mainly manufacturers of weaponry and aircraft equipment) operating conditions or to comply with European Standards. Rubber blends were used in the tests, applied in the production of movable coupling seals and modified by the addition of graphene. The results of research and technological development are presented: • selection of the best type of graphene to be used in elastomeric composites, • develop a method of graphene application to the composite, • optimize the amount of graphene in the composite to obtain the best functional properties of rubber, • production of seals from developed materials, and then carrying out tests at the users’ level. New products manufactured as a result of this project are characterized by extended operational lifetimes (less frequent repairs and maintenance). In the assembly of some details it is possible to eliminate the lubricating agent, at the same time increasing the safety of the equipment and increasing its reliability. New seals can improve design and save energy and protect the environment.

2

Nondestructive Evaluation of Rubber Composites Using Terahertz Time Domain Spectroscopy

Xu F., Duan Mu Q. D., Li L. J., Yang D., Xia B.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 1 (127)

67--72

EN

In recent years, with the progress of science, more and more detection methods are being used in various fields. However, the nondestructive testing of nonmetallic materials still needs further study. In this paper, an analysis of the time domain characteristics of rubber materials using terahertz detection technology was carried out, obtaining different defect rubber material spectral characteristics as well as imaging results and data. The results show that the THz spectrum imaging technique can detect the thickness of rubber material in the 0.1 ~ 4.0 terahertz band, and the image is clear and the resolution high. Meanwhile the time domain waveform obtained is sensitive to the debonding defects of the sample rubber, is suitable for judging the overall performance of the rubber inner defect detection, and can provide the scientific basis for rubber material performance.

PL

W artykule przedstawiono analizę charakterystyk materiałów gumowych z wykorzystaniem technologii wykrywania terahercowego, uzyskując różne charakterystyki spektralne defektów gumy, a także wyniki i dane obrazowe. Wyniki pokazały, że technika obrazowania widma THz może wykrywać grubość materiału gumowego w paśmie 0,1 ~ 4,0 terahercowym, a obraz jest wyraźny i ma wysoka rozdzielczość. W międzyczasie otrzymany przebieg domeny czasu jest wrażliwy na defekty badanej gumy, jest odpowiedni do oceny ogólnej wydajności wykrywania wewnętrznego defektu gumy i może zapewnić podstawy dla oceny właściwości materiału gumowego.

3

Kompozyty elastomerowe z dodatkiem grafenu lub MWCNT modyfikowanych plazmochemicznie

Siciński M., Bieliński D., Szymanowski H., Piątkowska A., Kleczewska J., Gozdek T., Kwiatos K.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

854--858

PL

W pracy przedstawiono wyniki prób plazmochemicznej modyfikacji powierzchni nanonapełniaczy węglowych: wielościennych nanorurek węglowych MWCNT i grafenu w celu poprawy efektywności ich działania jako aktywnych napełniaczy kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR). Zbadano wpływ czasu obróbki MWCNT i grafenu w plazmie tlenowej (100 W/ 20 cm3/s) na energię powierzchniową oraz morfologię powierzchni napełniaczy (SEM). Oczekiwany efekt zwiększenia wytrzymałości wulkanizatów SBR uzyskano jedynie w odniesieniu do kompozytów zawierających modyfikowane MWNCT, co zostało wytłumaczone znacznym wzrostem ich energii powierzchniowej i pękaniem nanorurek, ułatwiającym dyspergowanie w matrycy kauczuku.

EN

The paper presents results of plasmochemical modification of carbon fillers surface: multiwall carbon nanotubes (MWCNT) and graphene, in order to improve their effectiveness as active fillers for styrene-butadiene rubber (SBR) mixes. The influence of the time of treatment in oxygen plasma (100 W/20 sccm) on surface energy, and morphology of filler surface (SEM) were analysed. Expected effect on tensile strength of SBR vulcanizates was obtained only in the case of composites containing modified MWCNT. It has been explained by significant increase of surface energy of filler particles associated with breaking of nanotubes, making their dispersion in elastomer matrix easier.

4

Rubber composites containing multiwalled carbon nanotubes -possibilities & limitations

Ratier A., Dobrowolski O., KLeczewska J., Siciński M., Bieliński D.M.

Elastomery

|

2010

|

T. 14, nr 5

3-11

EN

The paper compares morphology and some engineering properties of butadiene-acrylonitrile rubber (NBR) vulcanizates filled with 40 phr of two different kinds of carbon black (CB): N 234 and N 772, or 1-5 phr of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT). Experimental results are discussed in terms of perspectives for application of carbon nanotubes in rubber technology. NBR/MWCNT composites exhibit lower mechanical properties of NBR/CB vulcanizates, the most likely due to lower filler content. However, the former are characterized itself by higher surface polarity, lower friction and higher abrasion resistance. Advantageous tribological characteristic of NBR/MWCNT composites is the result of internal structure of filler agglomerates. Bundles of carbon nanotubes are more labile and thus able to dissipate higher mechanical stresses in comparison to carbon black agglomerates, even creating an internal network (N 772) or infiltrated by rubber (N 234). Despite their comparatively high price, carbon nanotubes can replace carbon black in rubber composites for special applications. They can be used without any previous modification and incorporated into rubber using conventional technological equipment.

PL

W artykule porównano morfologię i wybrane właściwości inżynierskie wulkanizatów kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) napełnionego dwoma rodzajami sadzy (CB): N 234 i N 772, w ilości 40 cz. wag., lub wielościennymi rurkami węglowymi (MWCNT), w ilości 1 - 5 cz. wag./100 cz. wag. kauczuku. Wyniki badań eksperymentalnych przedyskutowano z punktu widzenia perspektyw zastosowania nanorurek węglowych w technologii gumy. Kompozyty NBR/MWCNT odznaczają się gorszymi właściwościami mechanicznymi w porównaniu z wulkanizatami NBR/CB, najprawdopodobniej z powodu mniejszej zawartości napełniacza. Jednakże pierwsze z wyżej wymienionych materiałów charakteryzują się większą polarnością powierzchni, mniejszym tarciem i większą odpornością na ścieranie. Korzystna charakterystyka trybologiczna kompozytów NBR/MWCNT jest konsekwencją wewnętrznej struktury aglomeratów fazy stałej. Pęki nanorurek węglowych są bardziej labilne i dlatego zdolne do rozpraszania większych naprężeń mechanicznych w porównaniu z aglomeratami sadzy, nawet tymi tivorzącymi wewnętrzną sieć (N 772) czy infiltrowanych kauczukiem (N 234). Pomimo stosunkowo wysokiej ceny nanorurki węglowe mogą zastąpić sadzę w kompozytach gumowych do zastosowań specjalnych. Można je wprowadzać do mieszanki gumowej bez jakiejkolwiek wcześniejszej modyfikacji, wykorzystując konwencjonalne urządzenia stosowane w technologii kauczuku i gumy.

5

Properties of rubber composites containing diatomite brewery waste

Gay-Berthet C., Siciński M., Kleczewska J., Anyszka R., Bieliński D.M.

Elastomery

|

2010

|

T. 14, nr 6

3-14

EN

The paper is devoted to the problem of utilization of diatomite brewery waste. Experimental results and discussion concentrate on possibilities and limitations of rubber composites containing the waste in relation to morphology of the materials. Mechanical and tribological properties justifies application of diatomite brewery waste as a filler in rubber goods for not demanding, general applications. The best results have been obtained for the moderate amount of filler, no matter it was dried or not prior to the mixing with rubber. The "drying preparation" of diatomite waste plays a role only in the case when value of the surface energy of the rubber composites and its character have to be modified.

PL

Artykuł poświęcony jest problemowi zagospodarowania pofiltracyjnej ziemi okrzemkowej pochodzącej z browaru. Wyniki badań eksperymentalnych i ich dyskusja koncentrują się wokół morfologii kompozytów gumowych zawierających odpady ziemi okrzemkowej oraz możliwości i ograniczeń ich wykorzystania. Właściwości mechaniczne i trybologiczne uzyskanych materiałów uzasadniają stosowanie tych odpadów jako napełniacza w niezbyt wymagających wyrobach gumowych ogólnego przeznaczenia, którym nie stawia się zbyt wygórowanych wymagań. Najlepsze właściwości uzyskano w przypadku kompozytów gumowych napełnionych w umiarkowanych granicach, niezależnie od tego, czy ziemię okrzemkową przed mieszaniem z kauczukiem poddano procesowi suszenia, czy nie. Wcześniejsza "preparacja przez suszenie" pofiltracyjnych odpadów browarniczych odgrywa rolę jedynie w przypadku, kiedy mamy zamiar zmodyfikować wartość energii powierzchniowej kompozytów gumowych lub jej charakter.

6

Modelling of damage initiation mechanism in rubber sheet composites under the static loading

Da Silva Botelho T., Isac N., Bayraktar E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 22, nr 2

55-58

EN

Purpose: Modelling - Finite Element Analysis (FEA) of the damage initiation mechanisms in thin rubber sheet composites were carried out under static solicitation at room temperature. Natural rubber wulcanised and reinforced by carbon, NR is used in this study. Design/methodology/approach: Experimental results were compared with that of the Finite Element Analysis (FEA). Damage mechanism has been described with a threshold criterion to identify the tearing resistance, characteristic energy for tearing (T) and damage in the specimens was evaluated just at the beginning of the tearing by assuming large strain. Typical specimen geometry of thin sheet rubber composite materials was considered under static tensile tests conducted on the smooth and notched specimens with variable depths. Findings: This stage of this research, a finite element analysis (FEA) has been applied under the same conditions of this part in order to obtain the agreement between experimental and FEA results. The numerical modelling is a representation of a previous experimental study. The specimen is stretched more than once its initial size, so that large strains occur. A hyper elastic Mooney-Rivlin law and a Griffith criterion are chosen. Practical implications: A tearing criterion was suggested in the case of simple tension conditions by assuming large strain. In the next step of this study, a finite element analysis (FEA) will be applied under the same conditions of this part in order to obtain the agreement between experimental and FEA results. Originality/value: This study proposes a threshold criterion for the damage just at the beginning of the tearing for thin sheet rubber composites and gives a detail discussion for explaining the damage mechanisms. Comparison of FEA results with those of experimental studies gives many facilities for the sake of simplicity in industrial application.

7

Failure mechanisms in thin rubber sheet composites under static solicitation

Luong R., Isac N., Bayraktar E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 21, nr 1

43-46

EN

Purpose: Mechanical behaviour and damage mechanisms in thin rubber sheet composites investigated under static solicitation at room temperature. Two types of rubber are used in this study; Natural rubber, NR vulcanised and reinforced by carbon black and Synthetic rubber (Styrene-butadiene-rubber, SBR). Design/methodology/approach: A comprehensive study has been carried out in order to identify a threshold criterion for the damage mechanism to explain a tearing criterion for the concept of tearing energy of the elastomers and also to give a detail for the damage mechanism depending on the loading conditions. A typical type of specimen geometry of thin rubber composite materials was studied under static tensile tests conducted on the smooth and notched specimens with variable depths. In this way, the effects of the plane stress on the damage mechanism are characterized depending on the rubber materials. Findings: Damage mechanisms during tensile test have been described for both of rubber types and the criteria which characterize the tearing resistance, characteristic energy for tearing (T) was explained. Damage in the specimens were evaluated just at the beginning of the tearing by means of the observations in the scanning electron microscopy (SEM). Practical implications: A tearing criterion was suggested in the case of simple tension conditions by assuming large strain. In the next step of this study, a finite element analysis (FEA) will be applied under the same conditions of this part in order to obtain the agreement between experimental and FEA results. Originality/value: This study proposes a threshold criterion for the damage just at the beginning of the tearing for thin sheet rubber composites and gives a detail discussion for explaining the damage mechanisms by SEM results. This type of study gives many facilities for the sake of simplicity in industrial application.

8

Damage initiation mechanism in rubber sheet composites during the static loading

Luong R., Isac N., Bayraktar E.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

Vol. 28, nr 1

19-26

EN

Purpose: Mechanical behaviour and damage initiation mechanisms in thin rubber sheet composites were investigated under static solicitation at room temperature. Two types of rubber are used in this study; Natural rubber, NR vulcanised and reinforced by carbon black and Synthetic rubber (styrene-butadiene-rubber, SBR). Design/methodology/approach: A comprehensive study has been carried out in order to identify a threshold criterion for the damage mechanism to explain a tearing criterion for the concept of tearing energy of the elastomers and also to give a detail for the damage mechanism depending on the loading conditions. A typical type of specimen geometry of thin sheet rubber composite materials was studied under static tensile tests conducted on the smooth and notched specimens with variable depths. In this way, the effects of the plane stress on the damage mechanism are characterized depending on the rubber materials. Findings: Damage mechanisms during tensile test have been described for both of rubber types and the criteria which characterize the tearing resistance, characteristic energy for tearing (T) was explained. Damage in the specimens were evaluated just at the beginning of the tearing by means of the observations in the scanning electron microscopy (SEM). Practical implications: A tearing criterion was suggested in the case of simple tension conditions by assuming large strain. In the next step of this study, a finite element analysis (FEA) will be applied under the same conditions of this part in order to obtain the agreement between experimental and FEA results. Originality/value: This study propses a threshold criterion for the damage just at the beginning of the tearing for thin sheet rubber composites and gives a detail discussion for explaining the damage mechanisms by SEM results. This type of study gives many facilities for the sake of simplicity in industrial application.