Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tarcie, zużycie i właściwości mechaniczne kompozytów silikonowych zawierających modyfikowane powierzchniowo napełniacze mineralne

Anyszka R., Bieliński D. M.

Tribologia

|

2012

|

nr 1

25-40

PL

Wyroby z kauczuku silikonowego charakteryzuje wiele unikalnych właściwości. Wysoka odporność na czynniki starzeniowe oraz duży zakres temperatur pracy, ograniczone pęcznienie w olejach i smarach oraz bardzo dobra kompatybilność fizjologiczna sprawiają, że elastomery silikonowe są trudne do zastąpienia w wielu obszarach techniki. Niestety relatywnie wysoka cena i słabe właściwości mechaniczne kauczuku silikonowego powodują znaczne ograniczenie ich stosowania. Najpopularniejszym sposobem na obniżenie kosztu i poprawy kondycji mechanicznej gotowych wyrobów gumowych jest wprowadzanie napełniaczy do mieszanki kauczukowej, zwykle poddając je uprzednio modyfikacji. Modyfikacja powierzchni fazy stałej ma na celu zwiększenie kompatybilności jej cząstek z matrycą kauczukową. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu dodatku różnych typów dostępnych komercyjnie napełniaczy mineralnych na właściwości mechaniczne i tarcie kompozytów silikonowych z ich udziałem. Dokonano analizy morfologii kompozytów metodami mikroskopowymi (AFM, SEM), oznaczono ich właściwości mechaniczne oraz zbadano charakterystykę tarcia. Stwierdzono wpływ rodzaju modyfikacji, kształtu i stopnia aglomeracji cząstek napełniacza na charakterystykę mechaniczną podczas rozciągania oraz przebieg zmian oporów tarcia w czasie i zużycie kompozytów.

EN

Products based on silicone rubber exhibit many unique properties. High resistance to ageing, the ability to be used in a wide range of temperature, limited swelling by oils and greases, and very good physiological compatibility, make silicone elastomers difficult to replace in many fields of engineering practice. Unfortunately, the relatively high price and low mechanical properties significantly reduces the possibility of their application. The most popular way to reduce cost and to improve the mechanical condition of rubber goods is the introduction of fillers into the rubber mix, prior submitting them to modification. The surface modification of the solid phase is made to enhance the compatibility of its particles with the elastomer matrix. The purpose of this study was to investigate the effect of the addition of different types of mineral fillers that are commonly available on mechanical properties and the friction properties of the silicone composites. Morphology of the composites has been analysed by microscopy (AFM, SEM). Their mechanical properties and friction characteristics have been determined. The influence of the degree of solid phase agglomeration, the shape and dimensions of its particles as well as the type of surface modification on mechanical properties in extension, and the friction and wear of the composites have been detected.

2

Microstructure evolution of silicone rubber-based composites during ceramization in different conditions

Pędzich Z., Bukańska A., Bieliński D. M., Anyszka R., Dul J., Parys G.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 4

251-255

EN

The work describes the microstructural changes occurring during the ceramization of silicone rubber-based composites in different conditions. Ceramization is a phenomenon which assures the compactness of polymer-based composites in the case of its thermal degradation caused by open fire or exposure to high temperatures. Polymer-based materials used as wire coatings contain a certain amount of mineral additives. Their type, volume, and grain size distribution are decisive for shaping the microstructure of a ceramized body. Moreover, the ceramization conditions can strongly influence its final microstructure. The total porosity, open porosity, pore size distribution and ceramized body compactness evolve with changes to the degradation temperature of the composites at which they have been studied.

PL

W niniejszej pracy opisano zmiany mikrostrukturalne kompozytów silikonowych poddanych ceramizacji w różnych warunkach. Ceramizacja jest procesem zapewniającym zwartość kompozytów polimerowych w przypadku termicznej degradacji materiałów, spowodowanej ogniem bądź poddaniem ich na działanie wysokiej temperatury. Polimerowe materiały przeznaczone na osłony przewodów elektrycznych zawierają określoną ilość napełniaczy mineralnych. Ich rodzaj, udział objętościowy oraz wielkość cząstek decydują o mikrostrukturze warstwy ceramicznej. Co więcej, o strukturze kompozytów po ceramizacji w znacznej mierze decydują również warunki, w jakich prowadzono proces ceramizacji. Całkowita objętość porów, objętość porów otwartych, dystrybucja wielkości porów oraz zwartość struktury zmienia się wraz ze zmianą temperatury degradacji, w jakiej badano kompozyty.

3

Ceramizable silicone rubber composites. Influence of type of mineral filler on ceramization

Bieliński D. M., Anyszka R., Pędzich Z., Parys G., Dul J.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 4

256-261

EN

The phenomenon of silicone rubber ceramization is based on preventing the release of volatile compounds resulting from the thermal decomposition of the polymer matrix through the creation of a ceramic coating on the composite surface. Usually, the coating is composed of mineral filler particles, combined with a fluxing agent. The ceramic barrier created is to protect the copper wire inside the cable from melting, which is additionally strong enough to maintain the mechanical integrity of the electrical circuit. The paper presents experimental data on the mechanical properties of silicone rubber composites, the morphology and strength of their ceramized layer and associated thermal characteristics and flammability of the materials. The results were analysed in terms of their material composition, type, size and surface modification of the mineral fillers. The composite with wollastonite exhibited the most stable structure and properties. Their porosity was the least dependent on the thermal conditions of ceramization, leaving a considerable amount of sub-micron pores up to the highest temperatures.

PL

Zjawisko ceramizacji kauczuku silikonowego polega na przeciwdziałaniu uwalnianiu się lotnych związków powstających w wyniku termicznej dekompozycji matrycy polimerowej, poprzez utworzenie ceramicznej powłoki na powierzchni kompozytu. Najczęściej powstaje ona wskutek połączenia cząstek napełniaczy mineralnych za pomocą szklistego topnika. Tego typu ceramiczna bariera ma za zadanie zabezpieczyć miedzianą żyłę wewnątrz przewodu elektrycznego przed stopieniem, będąc jednocześnie na tyle wytrzymałą mechanicznie, aby zapewnić integralność obwodu elektrycznego. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki badań właściwości mechanicznych silikonowych kompozytów ceramizujących, badania morfologii i wytrzymałości powstającej fazy ceramicznej oraz związane z tym zjawiskiem: charakterystykę termiczną i palność badanych materiałów. Uzyskane wyniki badań analizowano z punktu widzenia składu materiału, rodzaju, rozmiaru oraz modyfikacji powierzchni napełniaczy mineralnych. Najbardziej stabilną strukturą i właściwościami odznaczały się kompozyty zawierające wollastonit. Ich porowatość była najmniej zależna od termicznych warunków ceramizacji, zachowując znaczną zawartość porów o rozmiarach submikronowych aż do najwyższych temperatur.

4

Wpływ modyfikacji powierzchni napełniaczy mineralnych na właściwości kompozytów silikonowych

Anyszka R., Bieliński D., Dobrowolski O.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

301-305

PL

Polisiloksany dzięki swoim unikatowym właściwościom są materiałami trudnymi do zastąpienia w wielu dziedzinach techniki. Znakomita odporność na starzenie, duża elastyczność nawet w bardzo niskiej temperaturze, dobre właściwości przetwórcze oraz wiele innych cech sprawiają, iż kauczuki silikonowe są jednymi z najpopularniejszych materiałów stosowanych jako osnowy kompozytów. Niestety słabe właściwości mechaniczne "czystych" polisiloksanów wymuszają stosowanie napełniaczy wzmacniających, z których najpopularniejszymi są krzemionki. Na rynku dostępnych jest jednak wiele innych materiałów pochodzenia mineralnego, odpowiednich do zastosowania jako napełniacze kauczuków silikonowych. Podobnie jak ma to miejsce w przypadku krzemionki, istnieje problem z wprowadzeniem ich do matrycy kauczuku w większych ilościach, które gwarantowałyby odpowiednie właściwości wytrzymałościowe kompozytów. Celem badań było sprawdzenie efektywności działania modyfikacji powierzchni różnych napełniaczy mineralnych, ocena jej wpływu na morfologię i oddziaływania międzyfazowe oraz właściwości mechaniczne kompozytów silikonowych. Charakterystykę wielkości i kształtu cząstek napełniaczy mineralnych przeprowadzono za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), natomiast stopień modyfikacji ich powierzchni oraz mikrostrukturę wewnętrzną aglomeratów fazy stałej zobrazowano, wykorzystując dodatkowo mikroskopię sił atomowych (AFM). Przedyskutowano wpływ modyfikacji powierzchni cząstek napełniaczy na właściwości mechaniczne kompozytów na bazie kauczuku silikonowego typu HTV.

EN

Polysiloxanes due to their unique properties are materials difficult to replace in many fields of technology. Excellent aging resistance, high flexibility even at very low temperature, good processability, and many other features make the silicone rubbers ones of the most popular materials used for matrices in composites. Unfortunately, poor mechanical properties of "pure" polysiloxanes make application of reinforcing fillers, from among which the most popular one is silica, necessary. However, there are many other materials of mineral origin, suitable for application as fillers of silicone rubbers, are available on the market. Similar to the case of silica there is a problem concerning their incorporation into the rubber matrix in high enough quantities, granting adequate mechanical strength of the composites. The study was aimed to test the effectiveness of surface modification of various mineral fillers and to evaluate its influence on the morphology, interphase interactions and mechanial properties of silicone composites. Size and shape characterstics of mineral filler particles were determined by means of scanning electron microscopy (SEM), whereas the degree of their modification and internal structure of agglomerates of the solid phase were additionally illustrated by atomic force microscopy (AFM). The influence of surface modification of filler particles on the mechanical properties of the composites based on silicone rubber of HTV type was discussed.