Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości tribologiczne biodegradowalnych poliuretanów o różnej budowie i zawartości segmentów sztywnych

Karalus W., Dąbrowski J. R., Auguścik M., Ryszkowska J.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 7-8

509--518

PL

Poliuretany (PUR) o zróżnicowanej budowie chemicznej i różnej zawartości segmentów sztywnych zsyntetyzowano przy użyciu 4,4'-diizocyjanianu dicykloheksylenometanu (HMDI), polikaprolaktanodiolu (PCL) oraz glikolu etylenowego (GE) i glicerolu (G) jako przedłużaczy łańcucha. Otrzymano pięć różnych typów PUR. Ich właściwości fizykochemiczne oceniano metodami: spektroskopii w podczerwieni, różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i termograwimetrii (TG). Badano twardość Shore'a i wytrzymałość przy rozciąganiu wytworzonych PUR oraz określano ich charakterystyki tribologiczne. Wyniki badań potwierdziły wpływ budowy i zawartości segmentów sztywnych w makrocząsteczkach PUR na ich właściwości, zwłaszcza na charakterystyki tribologiczne.

EN

Five polyurethanes (PUR) of different chemical structure and variable content of rigid elements have been synthesized using 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), polycaprolactone diol (PCL) as well as ethylene glycol (GE) and glycerol (G) as chain extenders. The physicochemical properties of the obtained PUR have been investigated with the aid of infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). The mechanical properties (Shore hardness and tensile strength) and tribological characteristics (pin-on-disc tribometer) of PUR have been determined. The results of the study confirm the influence of structure and rigid segment content on the properties of PUR macromolecules, particularly their tribological characteristics.

2

Production and characterization of poly(urea-urethane) elastomers synthetized from rapeseed oil-based polyols. Part I. Structure and properties

Auguścik M., Kurańska M., Prociak A., Karalus W., Lipert K., Ryszkowska J.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 7-8

490--498

EN

Poly(urea-urethane)s (PUUR), wherein the polyol substrates of petrochemical origin, partly replaced by vegetable polyols, were synthesized. Various contents of polyols derived from rapeseed oil – from 0 to 50wt% were used. In order to determine the chemical structure of the obtained samples, they were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Physicochemical and mechanical properties were determined using, among others, methods of differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA), as well as the tribological tests were performed. Studies have shown that new material obtained using the highest content of the polyol of vegetable origin (50 wt%) was characterized by the best storage modulus and friction coefficient. This material can be applied where low abrasive wear and volume resistivity is required.

PL

W ramach pracy zsyntetyzowano poliuretanomoczniki (PUUR), w których substraty poliolowe pochodzenia petrochemicznego zastępowano częściowo poliolami pochodzenia roślinnego. Zastosowano różne zawartości polioli pochodzących z oleju rzepakowego – od 0 do 50% mas. substratów poliolowych. Metodą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) określono strukturę chemiczną otrzymanych próbek PUUR. Właściwości fizykochemiczne i mechaniczne określano, odpowiednio, metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i dynamicznej analizy mechanicznej (DMA). Przeprowadzono również testy trybologiczne. Badania wykazały, że najlepszą wartością składowej rzeczywistej modułu zespolonego (E') iwspółczynnika tarcia charakteryzował się materiał zawierający 50% mas. poliolu pochodzenia roślinnego. Materiał ten może znaleźć zastosowanie w wyrobach, dla których wymagane jest małe zużycie ścierne i mała rezystywność skrośna.

3

Wpływ zawartości segmentów sztywnych na właściwości poli(węglanouretanów) do wytwarzania implantów krążka międzykręgowego

Auguścik M., Waśniewski B., Krzyżowska M., Dąbrowski J., Ryszkowska J., Karalus W.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 9

551--558

PL

Otrzymano serię poli(węglanouretanów), o zawartości 30, 34 i 45 % mas. segmentów sztywnych, z diizocyjanianu 4,4'-dicykloheksylometanu (HMDI) ioligowęglanodiolu. Scharakteryzowano właściwości oraz strukturę wytworzonych poli(węglanouretanów) za pomocą spektroskopii w podczerwieni FT-IR, różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), analizy dynamicznych właściwości mechanicznych (DMA), analizy termograwimetrycznej (TGA) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Oceniono również właściwości wytrzymałościowe, odporność na zużycie ścierne, a także wykonano testy tribologiczne, oznaczono twardość, elastyczność przy odbiciu, gęstość i kąt zwilżania oraz obliczono swobodną energię powierzchniową. Przeprowadzono wstępne badania biologiczne, określające toksyczność opracowanych materiałów. Wybrane próbki otrzymanych materiałów testowano na symulatorze segmentu ruchowego kręgosłupa. Wytworzony implant krążka międzykręgowego po 3 mln cykli nie wykazywał śladów niszczenia spowodowanego użyciem ściernym i nie zmienił swojej charakterystyki wytrzymałościowej.

EN

A series of polycarbonate urethanes (PUR) containing 30, 34 and 45 wt % hard segments was synthesized from oligocarbonate diol (OCD) and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate (HMDI). The structure and properties of the obtained polymers were characterized using infrared spectroscopy with Fourier transformation (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMA), thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). The tensile strength properties, hardness, resilience and density of PUR were determined and abrasive wear resistance was evaluated in a tribological test. The surface properties were examined using contact angle measurements and free surface energy was calculated. The preliminary cytotoxicity tests were performed. The selected samples of the obtained materials were tested using the simulator of spine motion segment. The intervertebral disc implant produced from polycarbonate urethane with 34 wt % hard segments showed no signs of decay caused by abrasion wear and did not change its mechanical characteristics after 3 million cycles.

4

Badania właściwości tribologicznych resorbowalnych biomateriałów na bazie polilaktydu

Karalus W., Szaraniec B., Gryń K., Chłopek J., Dąbrowski J. R., Jałbrzykowski M., Szymaniuk E.

Engineering of Biomaterials

|

2015

|

Vol. 18, no. 132

24--30

PL

Celem pracy było przeprowadzenie badań tribologicznych i ocena zużycia biokompozytów polimerowych. Do badań przygotowano trzy rodzaje kompozytów z polilaktydu modyfikowanego dodatkami w postaci: włókien węglowych, fosforanu trójwapnia oraz hydroksyapatytu. Ich zachowanie w warunkach tarciowych porównywano z próbkami referencyjnymi (PLA). Badania tribologiczne realizowano w warunkach tarcia suchego oraz w obecności smaru – soli fizjologicznej (roztwór wodny 0,9% NaCl). Na podstawie badań stwierdzono, że wprowadzenie modyfikatorów ceramicznych do osnowy polilaktydowej poprawiło charakterystyki tribologiczne, zaś dodatek włókien węglowych wpłynął najkorzystniej na obniżenie współczynnika tarcia (μ). Stwierdzono istotny wpływ środka smarnego. O ile w obecności smaru wartości μ dla wszystkich badanych materiałów obniżyły się, to zużycie - wyznaczone na podstawie zmian masy - zmniejszyło się tylko dla czystego polilaktydu oraz polilaktydu modyfikowanego włóknem węglowym. W przypadku kompozytów z fosforanem trójwapniowym i hydroksyapatytem zarejestrowano intensyfikację zużycia. Uzupełnieniem przeprowadzonych badań były obserwacje powierzchni testowanych próbek przy pomocy elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM). Niezależnie od warunków (ze smarem czy też bez) najmniejszą odpornością na zużycie tarciowe cechował się czysty polilaktyd. Kompozyty z dodatkami ceramicznymi wykazywały wyraźne ślady zużycia, zaś obserwacje powierzchni kompozytów wzmacnianych włóknami węglowymi ujawniły, że zewnętrzne warstwy poddawane oddziaływaniu tarcia narażone są na fragmentacje włókien węglowych. Zjawisko to może mieć niekorzystny wpływ na możliwość aplikacji takich materiałów w warunkach pracy, w których są narażone na ścieranie.

EN

The objective of this study was the observation and evaluation of tribological characteristics and behavior of biocomposites with polymer matrix under different friction conditions. Three types of polylactide composites were considered: with addition of carbon fibers (CF), tricalcium phosphate (TCP) and hydroxyapatite (HAP). As a reference pure polylactide (PLA) samples were prepared. Tribological tests were conducted under dry friction conditions and in the presence of a lubricant – physiological saline (0.9% NaCl aqueous solution). The results clearly show that introduction of ceramic modifiers to the polylactide matrix enhanced tribological resistance of the composite and carbon fibers addition reduced the value of friction coefficient (μ). It was observed that when the lubricant was present lower values of μ were recorded for all composites but when the wear process was analyzed it was revealed that the loss of mass was reduced only for pure PLA and PLA modified with carbon fibers. For ceramic modified composites the wear processes were more intense. Scanning electron microscopy was used for surface observations of tested samples. Regardless of friction conditions (with or without lubricant) pure polylactide samples, as the softest, wear the most. When surface of composites with ceramic additives were analyzed the biggest grooves and hollows ware observed. Samples with CF exposed to friction conditions reveal inclination to fibers fragmentation, thus application of such composites in kinematic joints in biomedical devices is limited.