Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 15

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  włókna prekursorowe
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The results of studies assessing the influence of the addition of carbon nanofillers, such as multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) and graphene oxide (GO) that differ in size and structure, on the molecular and supramolecular structure and properties of alginate fibers that might be prospective precursors for carbon fiber (PCF) industry are presented in this article. The investigation was carried out by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, wide-angle X-ray diffraction (WAXD), and tension testing. In the frame of the current study, two types of alginate fibers were examined and compared: alginic acid and calcium alginate fibers. Alginic acid fibers were formed by chemical treatment of calcium alginate fibers with hydrochloric acid due to the fact that Ca2+ ions presented in the fibers were expected to adversely affect the prospective carbonization process. This investigation brought important conclusions about the influence of nanofillers on the physical properties of the final material. Understanding the link between the incorporation of carbon nanostructures and a possible influence on the formation of ordered carbon structures in the precursor fibers brings an important opportunity to get insights into the application of alginate fibers as a prospective base material for obtaining cost-efficient carbon fibers.
EN
The spinning conditions of wet spun polyacrylonitrile (PAN) fibres containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were investigated. On the basis of images from a transmission electron microscope, it was shown that the MWCNTs are well dispersed in the fibre matrix as well as straightened and oriented in the direction of the fibre axis. The presence of MWCNTs in the fibre matter caused an increase in the crystallinity of the precursor fibres and a decrease in their porosity. The tenacity of the composite fibres was lower than that of pure PAN fibres, which was caused by the fact that carbon nanotubes hindered deformation in the drawing stages, resulting in a lower draw ratio possible to be obtained of composite fibres compared to standard fibres. For the PAN precursor fibres obtained a two stage carbonisation process was conducted: The first stage was conducted in an oxidative atmosphere (at 140 °C for 5 hours and then at 200 °C for 6 hours in air). The second stage was conducted in an inert atmosphere (at 1000 °C for 5 minutes in argon atmosphere). The strength of carbon fibres containing MWCNTs obtained shows, in the majority, no significant differences in comparision to reference fibres without MWCNTs. However, the tensile strength was lower.
PL
Zbadano wpływ warunków formowania włókien poliakrylonitrylowych (PAN) zawierających wielościenne nanorurki węglowe (MWCNT) otrzymywanych metodą z roztworu na mokro. Na podstawie obrazów uzyskanych z mikroskopu transmisyjnego stwierdzono, iż nanorurki węglowe są dobrze rozproszone w tworzywie włókien i zorientowane w kierunku osi włókna. Obecność nanorurek węglowych w tworzywie włókien skutkowała wzrostem stopnia krystaliczności włókien oraz obniżeniem ich porowatości. Wytrzymałość właściwa włókien kompozytowych była niższa w porównaniu do wytrzymałości włókien niezawierających nanorurek węglowych. Było to spowodowane faktem, iż nanorurki węglowe utrudniały procesy deformacyjne podczas rozciągu, co skutkowało niższą wartością rozciągu całkowitego uzyskiwanego dla włókien kompozytowych w porównaniu do włókien bez nanorurek węglowych. Dla uzyskanych włókien węglowych przeprowadzono dwuetapowy proces karbonizacji: pierwszy etap w atmosferze utleniającej (w temp. 140 °C w czasie 5 godzin, a następnie w 200 °C w czasie 6 godzin, w atmosferze powietrza), drugi etap w atmosferze argonu (w temp. 1000 °C w czasie 5 minut). Dzięki zastosowaniu nanorurek węglowych niestety nie uzyskano spodziewanego istotnego polepszenia wytrzymałości włókien węglowych.
3
Content available remote Włókna prekursorowe z nanokompozytu PAN do zastosowań medycznych i technicznych
PL
W trakcie realizacji badań opracowano warunki wytwarzania dwóch typów prekursorowych włókien z nanokompozytu poliakrylonitrylu przeznaczonych, w zależności od rodzaju wprowadzonego nanododatku, do zastosowań medycznych bądź technicznych uzyskanych z nich włókien węglowych. W grupie włókien prekursorowych do zastosowań medycznych opracowano warunki wytwarzania włókien zawierających nanododatek srebra bądź układ dwóch nanododatków: srebro i hydroksyapatyt. Przewiduje się, iż włókna węglowe uzyskane z tego typu włókien nano-kompozytowych będą wykazywać działanie anty bakteryjne, bądź oprócz działania antybakteryjnego będą wykazywać dodatkowo działanie osteo-konduktywne, stanowiąc rusztowanie dla odbudowy tkanki kostnej. W grupie włókien prekursorowych do zastosowań technicznych opracowano warunki wytwarzania nanokompozytowych włókien PAN zawierających wielościenne nanorurki węglowe. Przewiduje się, iż obecność we włóknach prekursorowych uporządkowanych struktur węglowych już na etapie karbonizacji, może przyczynić się do uzyskania struktur grafitopodobnych we włóknach węglowych po procesie karbonizacji. W oparciu o wstępne próby karbonizacji włókien zawierających nano-srebro i układ dwóch nanododatków (srebra i hydroksyapatytu) stwierdzono, iż właściwości wytrzymałościowe uzyskanych z nich włókien węglowych są na poziomie odpowiednim do ich zastosowań medycznych. Wyższym poziomem wytrzymałości odznaczają się włókna węglowe przeznaczone do zastosowań technicznych, uzyskane z prekursora zawierającego nanorurki węglowe.
EN
Research of the conditions of manufacturing two types nanocomposite PAN precursor fibers was developed. Depending on the type introduced nanoadditive to the PAN fibres, the carbon fibres obtained on their basis will be used for medical or technical applications. In the group of the precursor fibers for medical applications the manufacturing conditions has been developed for fibers containing silver or a system of two nano-additives: silver and hydroxyapatite. It is expected that the carbon fibers obtained from this type of nanocomposite fibers will exhibit antibacterial, or antibacterial and osteoconductive activity, acting as scaffold for bone reconstruction. In the group of the precursor fibers for technical applications developed conditions for the production of nanocomposite PAN fibers containing multiwalled carbon nanotubes. It is expected that the presence of the oriented carbon structures (carbon nanotubes) in precursor at the stage of carbonization, can contribute to a graphite like structure of fibres already in the carbonization process. Based on the initial testing of carbonized fibers containing nano-silver and a system of two nano-additives (silver and hydroxyapatite) it was shown that the tensile properties of obtained carbon fibers are adequate for their medical use (500 MPa). Higher level of strength was obtained in case of the carbon fibers obtained from a precursor containing carbon nanotubes (900 MPa).
EN
In this research work, the authors carried out a comparative analysis of the influence of the presence of two different systems of nano-additives on the structure and properties of PAN nanocomposite fibers. The system containing two ceramic nano-additives nano-hydroxyapatite and montmorillonite (HAp+MMT) and a complex system of a ceramic nano-hydroxyapatite and a metallic (silver) nano-additive (HAp+silver) were used and investigated. The fibers containing both systems of nano-additives are characterized by increased porosity together with a tenacity of 30 cN/tex, what is suitable for conducting the carbonization process. Using SEM+EDS method, the uniformity of distribution of nano-additives on the fiber surface of PAN nanocomposite fibers was found. The presence of active nanoparticles in the fiber matter of these PAN fibers makes them well-suitable for manufacturing carbon fibers for medical applications.
EN
The research involved studying the influence of coagulation bath temperature and the asspun draw ratio on the porous structure and strength properties of PAN fibres containing a silver nanoadditive. The fibres produced are characterised by a strength reaching 45 cN/tex and an increased porosity of up to 0.6 cm3/g. These properties are advantageous when such fibres are a precursor for producing carbon fibres for medical purposes.
PL
W pracy zbadano wpływ temperatury kąpieli koagulacyjnej oraz wartości wyciągu filierowego na strukturę porowatą i właściwości wytrzymałościowe włókien PAN zawierających w tworzywie nanododatek srebra. Otrzymane włókna odznaczają się wytrzymałością dochodzącą do 45 cN/tex przy jednocześnie podwyższonej porowatości dochodzącej maksymalnie do 0,6 cm3/g. Właściwości te są korzystne ze względu na przeznaczenie tych włókien jako prekursora do otrzymywania włókien węglowych do zastosowań medycznych.
PL
W pracy zbadano wpływ ilości nanododatku na właściwości nanokompozytowych włókien PAN zawierających hydroksyapatyt. Otrzymane włókna charakteryzują się wytrzymałością dochodzącą do 38,45 cN/tex oraz podwyższoną porowatością.
EN
This paper explores the influence of the quantity on the properties of nanocomposite PAN fibres containing hydroxyapatite. The fibres obtained were characterized by a tensile strength of 38,45 cN/tex and an increased porosity.
7
Content available remote Nowej generacji prekursorowe włókna pan z nanododatkami ceramicznymi
PL
W oparciu o przeprowadzone badania wpływu podstawowych parametrów procesu formowania na strukturę i właściwości włókien opracowano warunki wytwarzania nowej generacji prekursorowych włókien poliakrylonitrylowych, zawierających ceramiczne nanododatki: krzemionkę, hydroksyapatyt, montmorylonit. Udowodniono prawidłowość przyjętej w pracy hipotezy, iż uzyskanie włókien z nanokompozytu PAN, łączących w sposób unikatowy cechy podwyższonej porowatości z wytrzymałością właściwą odpowiednią do ich karbonizacji, jest możliwe w wyniku zmiany mechanizmu procesu zestalania z dyfuzyjnego w kierunku kroplowego. Sformułowano ogólną zasadę wytwarzania tego typu włókien. Wykazano, iż z wprowadzeniem etapu ultradźwiękowego rozpraszania nanododatku do procesu wytwarzania prekursorowych włókien PAN, związana jest transformacja struktury drobnoporowatej w makroporowatą, bądź zbliżoną do makroporowatej. Przeprowadzono analizę porównawczą, wpływu obecności w tworzywie włóknotwórczym poszczególnych rodzajów ceramicznych nanododatków na zmiany struktury nadmolekularnej, porowatości oraz właściwości wytrzymałościowych i termicznych włókien poliakrylonitrylowych. Stwierdzono, iż z wprowadzeniem do włókien nanohydroksyapatytu (HAp) związana jest transformacja struktury mezomorficznej występującej we włóknach PAN, w stricte krystaliczną. Dla włókien, zawierających montmorylonit (MMT), wykazano występowanie zjawiska częściowej eksfoliacji oraz zmniejszenia odległości międzywarstwowych MMT. W oparciu o mikroanalizę rentgenowską (SEM+EDS) oceniono równomierność rozłożenia wprowadzonych do włókien nanododatków.
EN
On the basis of the research carried out, which conceraed the influence of the basie spinning and drawing process parameters on the structure and properties of the fibres obtained, the conditions for manufacturing a new generation of PAN precursor fibres were elaborated. These fibres are characterised by including ceramic nanoadditions, such as silica, hydroxyapatite, and monmorillonite. The correctness of the hypothesis assumed that obtaining PAN nanocomposite fibres, which would join the feature of increased porosity with tenacity suitable for their carbonisation, is possible by changing the solidification process from a diffusive into the direction of a drop-type kind was confirmed. A general rule of manufacturing fibres of such kind was formulated. It was indicated that applying the process of ultrasound dispersion of the nanoaddition into the technology of manufacturing PAN precursor fibres is related with a transformation of the fibre structure from a fine-porous structure into a macro-porous or similar to a macro-porous structure. A comparative analysis was carried out, which concerned the influence of the presence of different kinds of ceramic nanoaddtitions in the fibre matter on the changes of the supermolecular structure, the porosity, the tensile strength, and the thermal properties of polyacrylonitrile fibres. It was indicated that introducing nanohydroxyapatite (HAp) into the fibre matter causes a transformation of the mesomorphic structure occurring in PAN fibres into a pure crystalline. The phenomenon of partially exfoliation was indicated for fibres, which include montmorillonite (MMT); a decrease in the MMT interlayer distances was also observed. A uniform distribution of the nanoadditions inserted into the fibres was evaluated on the basis of an X-ray micro-analysis (SEM + EDS).
EN
A comparative analysis of the influence of two different ferromagnetic nanoadditives on the rheological properties of polyacrylonitrile spinning solutions in DMF, as well as on the porous structure and tensile strength properties of nanocomposite fibresobtainedfromthesesolutions, was carried out. A ferromagnetic commercial product of the company Sigma-Aldrich and a product manufactured at the AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland were used in this study. The influenceoftheamountofbothtypesofnanoadditives inserted into the fibrematrixontheirstructureandtensilestrengthpropertieswas determined. The uniformity of distribution of the nanoadditive on the fibresurfacewasestimated on the basis of SEM + EDS investigations.
PL
Przeprowadzono analizę porównawczą wpływu dwóch różnych ferromagnetycznych nano dodatków (produktu handlowego firmy Sigma-Aldrich oraz produktu otrzymanego w AGH Kraków) na właściwości reologiczne roztworów poliakrylonitrylu w DMF-ie, strukturę porowatą i właściwości wytrzymałościowe włókien nano kompozytowych uzyskanych z tych roztworów. Określono wpływ ilości obu typów nanododatków wpro­wadzanych do tworzywa włókien na ich strukturę i właściwości wytrzymałościowe. W oparciu o badania SEM+EDS oceniono równomierność rozłożenia nano dodatku na powierzchni włókien.
PL
W pracy zbadano wpływ wyciągu filierowago na właściwości nanokompozytowych włókien PAN zawierających alternatywnie nanosrebro bądź układ dwóch nanododatków: nanosrebro i hydroksyapatyt. Otrzymane włókna charakteryzowały się wytrzymałością na poziomie zbliżonym do 40 cN/tex oraz podwyższoną porowatością.
EN
This paper explores the influence of the as-spun draw ratio on the properties of nanocomposite PAN fibres containing either nanosilver or a system of two nano-additives: nanosilver and hydroxyapatite. The fibres obtained were characterized by a tensile strength of approximately 40 cN/tex and an increased porosity.
EN
We investigated the influence of the ultrasound disintegration of montmorillonite (MMT) nanoadditions before inserting them into the spinning solution on the structure and properties of fibres spun from a polyacrylonitril (PAN) nanocomposite. The supermolecular structure, the porosity, and the tenacity were characterised, and the distribution of the nanoaddition on the fibre surface was evaluated. The fibres were formed under conditions related to those for manufacturing fibres with a high tensile strength, and alternatively under conditions appropriate for obtaining fibres with increased porosity, but with tensile strength at a level which would enable their further processing by carbonisation in order to obtain carbon fibres.
PL
Zbadano wpływ ultradźwiękowego rozpraszania nanododatku, przed wprowadzeniem do roztworu przędzalniczego, na strukturę i właściwości włókien z nanokompozytu poliakrylonitrylowego (PAN). Scharakteryzowano strukturę nadmolekularną i porowatość, oznaczono wytrzymałość właściwą oraz oceniono rozkład nanododatku na powierzchni włókien. Włókna formowano w warunkach odpowiadających otrzymaniu włókien o wysokiej wytrzymałości oraz alternatywnie w warunkach odpowiadających uzyskaniu włókien o zwiększonej porowatości, przy zachowaniu poziomu wytrzymałości na poziomie umożliwiającym przeprowadzenie procesu karbonizacji.
PL
Przeprowadzono badania właściwości reologicznych roztworów przędzalniczych poliakrylonitrylu zawierających nanorurki węglowe w N,N-dimentyloformamidzie. Następnie przeprowadzono badania nad otrzymywaniem prekursorowych włókien PAN zawierających różne udziały naddodatku. Otrzymane włókna PAN zawierające 3% nanorurek węglowych charakteryzowały się wysoką wytrzymałością właściwą na poziomie 34 cN/tex i wydłużeniem przy zerwaniu na poziomie 12%.
EN
The rheological properties of carbon nanotubes-containing PAN spinning solutions in N,N-dimethylformamide have been examined. Then, trials have been carried out to prepare precursor PAN fibres containing various contents of the nanoadditive. The obtained PAN fibres containing 3% of carbon nanotubes shows a high tenacity, at a level of 34 cN/tex, and an elongation at break of 12%.
PL
Opracowano warunki wytwarzania perkursorowych włókien PAN zawierających nanododatek montmorylonitu. Charakteryzują się one dobrymi własnościami sorpcyjnymi i wytrzymałością na poziomie 24 cN/tex. Włókna te po procesie karbonizacji przeznaczone będą na implanty wspierające i pobudzające proces odbudowy kości.
EN
Conditions for the manufacture of precursor PAN fibers containing a nanoadditive of montmorillonite. The fibers are characterized by good moisture absorption and a tenacity of 24 cN/tex. After being carbonized, they will be designed for implants that support and activate the process of bone reconstruction.
EN
Conditions for spinning nanosilica-containing precursor polyacrylonitrile fibres have been developed. The effect of process parameters on the structure and properties of nanocomposite PAN fibres has been assessed, selecting the conditions for the manufacture of two types of precursor fibres with a higher strength or higher total pore volume. It has been found that the incorporation of silica nanoaddition into the fibres results in an increase in fibre porosity, with a simultaneous decrease in the content of the very large pores that cause structural defects in carbon fibres to be produced from these precursor fibres. The resultant carbon fibres will be designed for medical applications.
PL
Opracowano warunki wytwarzania prekursorowych włókien połiakrylonitrylowych zawierających nanododatek SiO2. Określono wpływ parametrów procesowych na strukturę i właściwości włókien z nanokompozytu PAN. Wytypowano warunki wytwarzania dwóch rodzajów włókien prekursorowych, charakteryzujących się wyższą wytrzymałością bądź wyższą całkowitą objętością por bardzo dużych, będących źródłem defektów strukturalnych włókien węglowych. Włókna te po procesie karbonizacii przeznaczone będa do celów medycznych.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.