W artykule naświetlono problem nanotechnologii w przemyśle gumowym oraz przedstawiono perspektywy zastosowania nanotechnologii w Polsce w dziedzinie technologii elastomerów. Stwierdzono, że istnieje znaczna rozbieżność między poziomem nanotechnologii w Polsce i krajach rozwiniętych, szczególnie w Stanach Zjednoczonych, co dotyczy również zastosowania nanotechnologii w przemyśle gumowym. Dotychczas krajowe ośrodki przemysłowe nie podejmowały istotnych prac rozwojowych w zakresie nanotechnologii, które mogłyby doprowadzić do wyraźnego postępu. W ostatnim czasie następuje pewna poprawa w tym zakresie. Na uwagę zasługują prace podejmowane przez firmy Geyer&Hosaja, Kabat i Werba dotyczące jakości opon. Narodowe Centrum Badań i Rozwoju podjęło działania, które powinny zwiększyć aktywność krajowych przedsiębiorstw w tym zakresie.
EN
The article presents the problem of nanotechnology in the rubber industry and the prospects of the use of nanotechnology in Poland in the field of technology elastomers. It was found that there is a significant discrepancy between the level of nanotechnology in Poland and developed countries, especially the United States, which relates to the use of nanotechnology in the rubber industry. So far, the national industrial centers do not take significant development in the field of nanotechnology, which could lead to significant progress. In recent times, there is some improvement in this regard. Deserve attention work undertaken by the company Geyer & Hosaja and Kabat and Werba for the quality of the tires. National Research and Development Centre has taken actions to increase the activity of domestic enterprises in this field.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper actual problems connected with raw materials accessibility and density of earth population, important from rubber technology point of view, have been presented. Perspectives of progress in the area have been discussed, taking into account, first of all, application of new methods of studies and classes of raw materials, particularly nanofillers and biopolymers. Necessity of effective recycling of used rubber goods has been emphasized. It has been noticed importance of rubber technology for contemporary civilization.
PL
W referacie przedstawiono aktualne problemy surowcowe i demograficzne, istotne z punktu widzenia technologii gumy. Omówiono perspektywy postępu w tej dziedzinie, zwracając uwagę na zastosowanie nowych metod badań i surowców, szczególnie wykorzystanie nanonapełniaczy i biopolimerów oraz konieczność efektywnego recyklingu zużytych i wyrobów gumowych. Podkreślono znaczenie wyników badań dla funkcjonowania współczesnej cywilizacji.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wyroby tkaninowo-gumowe mają strategiczne znaczenie dla gospodarki. W wyrobach tych, gdy tkaniny gumowane stanowią główny element, wykorzystuje się wzmacniające właściwości tkaniny oraz odporność powłoki gumowej na warunki użytkowania i wpływ środowiska. O trwałości tych wyrobów, na równi z właściwościami obu łączonych materiałów, decyduje adhezja między nimi. W praktyce produkcyjnej i w pracach badawczych zwiększenie wytrzymałości połączenia włókien chemicznych z elastomerami osiąga się, stosując impregnację adhezyjną kordów lub tkanin w kąpielach RFL (rezorcyna, formaldehyd, lateks). Nowszym, mniej kłopotliwym i rozwijanym ostatnio sposobem jest wprowadzenie bezpośrednio do mieszanki kauczukowej specjalnych substancji zwanych promotorami adhezji¹¹⁾.
EN
Ten carboxylated butadiene-acrylnitrile rubber comps. were prepd. by mixing the resp. rubbers with S (6%) and an accelerator (0.5–2.5%) and vulcanized at 160°C by using a com. rheometer. The vulcanizates were studied for mech. properties. The tensile strength and the Schopper abrasivity increased and optimum vulcanization time, Shore hardness and permanent strain after compression decreased with the increasing S content. The Mooney plasticity, relative elongation, elasticity modulus, ageing resistance, and brittleness temp. did not depend on the rubber compd. compn.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The object of investigation was isotactic polypropylene modified by following monoesters: allyl maleate [AM], butyl maleate [BM], dodecyl maleate [DM], monoallyl tetrahydrophtalate [THFA]. Some samples were crosslinked by dicumyl peroxide [DCP]. The obtained samples were characterized by: wide angle X-ray scattering (WAXS), small angle X-ray scattering (SAXS) to characterize degree of crystallinity, coefficient of β-phase contents and its dimension. WAXS investigation were carried out in the scattering angle range 4-60° with a step 0,1°. Each diffraction curve was deconvoluted into individual crystalline peaks and amorphous halo according to the procedure proposed by Hindeleh and Johnson. SAXS investigation were performed in the scattering angle 2Θ=0,09-4,05° with a step of 0.01o. It was observed, that DCP delays nucleation of β-phase. β-phase contents decreased about 50% in relation to the unmodified iPP. The addition of coagents to the iPP decreases β-phase content. The special case is BM, we didn’t observe that phase at all. Only DM promotes nucleation of β-phase, value of K coefficient, proposed by Turner - Jones, was doubled. In the case iPP/DCP and coagents, the most usefull was AM and DM. Obtained results shows, that from technological point of view, the most interesting compositions are these containing DCP, and DM or AM.
PL
Przedmiot badań był izotaktyczny polipropylen modyfikowany estrami kwasu maleinowego. Niektóre próbki były dodatkowo usieciowane za pomocą nadtlenku dikumylu. Materiał badano, wykorzystując metodę wąskokątowego i szerokokątowego rozpraszania rentgenowskiego. Do wyznaczenia zawartość fazy β w iPP wykorzystano natężenie refleksu od płaszczyzny (300), obliczając wskaźnik zaproponowany przez Turnera-Jonesa. Zaobserwowano, iż obecność DCP w materiale wpłynęła na nukleację fazy β, której zawartość wzrosła o 50% w stosunku do niemodyfikowanego iPP. Z zastosowanych estrów najskuteczniejszymi okazały się maleinian mono allilowy oraz maleinian mono dodecylowy. Uzyskane wyniki prowadzą do wniosku, że z technicznego punktu widzenia najlepszy jest układ zawierający DCP i DM.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The technology of sealing plates has been outlined, paying attention to the analogy and differences between this technology and rubber technology. The structure and micro-morphology of sealing plates were investigated by the methods of SEM, AFM and nanoindentation. An oscillatory rheometer was successfully used to examine the cross-linking course of the elastomer contained in the plate and accompanying phenomena. Significant differences were found between the courses of sulfur and peroxide vulcanizations. It has been observed that the rubber contained in the plate, after cross-linking, does not form a continuous phase but occurs in the form of isolated clusters, mostly including very thin membranes. There are also numerous visible agglomerates of fillers, especially in the middle part of the plate. It has been found that during plate formation and rubber vulcanization, a considerable temperature gradient occurs. The findings create conditions for the modification of sealing plate technology.
PL
Omówiono w zarysie technologię płyt uszczelniających. Zwrócono uwagę na analogie i różnice między technologią płyt uszczelniających a technologią gumy. Zbadano strukturę i mikromorfologię płyt uszczelniających metodami SEM, AFM i nanoindentacji. Zastosowano z powodzeniem reometr oscylacyjny do badania przebiegu sieciowania elastomeru zawartego w płycie i zjawisk towarzyszących. Stwierdzono występowanie istotnych różnic między przebiegiem wulkanizacji siarkowej i nadtlenkowej. Zaobserwowano, że kauczuk zawarty w płycie, po usieciowaniu, nie tworzy fazy ciągłej, lecz występuje w postaci izolowanych skupisk, najczęściej są to błonki o bardzo małej grubości. Widoczne są również liczne aglomeraty napełniaczy, szczególnie w warstwie środkowej płyty. Ustalono, że podczas formowania płyty i wulkanizacji kauczuku w materiale występuje znaczny gradient temperatury. Wyniki badań stwarzają przesłanki modyfikacji technologii płyt uszczelniających.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The object of investigation was low density polyethylene modified by following monoesters: allyl maleate, butyl maleate, dodecyl maleate, monoallyl tetrahydrophtalate. The obtained samples were characterized by: wide angle X-ray scattering (WAXS), small angle X-ray scattering (SAXS). The influence of modifiers on some aspects of crystallization and mechanical properties of LDPE was discussed.
PL
Przedmiotem badań był polietylen małej gęstości modyfikowany estrami kwasu maleinowego maleinianem monoallilowym, maleinianem monobutylowym, maleinianem monododecylowym oraz tetrehydroftalanem monoallilowym. Metodami rentgenowskimi małego (SAXS) i dużego kąta (WAXS), zbadano wpływ modyfikacji na budowę krystaliczną polietylenu. Określono również jak modyfikatory wpływają na właściwości mechaniczne materiału. Najskuteczniejszy okazał się maleinian monododecylowy, otrzymane wyniki sugerują jego kokrystalizację z matrycą polimerową.
W Polsce corocznie wybucha wiele pożarów w których giną ludzie a kilkakrotnie większa liczba osób ulega ciężkim poparzeniom. Ponadto powstają znaczne straty materialne. Zarazem w kilku instytutach są prowadzone badania palności materiałów stosowanych w budownictwie do celów konstrukcyjnych (drewno i płyty drewnopochodne , pokrycia dachowe, drewniane boazerie i parkiety lub jako wyposażenie pomieszczeń (meble, powłoki kabli, ozdoby oraz wiele rodzajów tekstyliów). Opracowano skuteczne metody ograniczania ich palności metodami inżynierii materiałowej mimo, że jest to problem niełatwy do rozwiązania ponieważ wspomniane materiały podczas pożaru nie mogą emitować substancji toksycznych. W wyniku rozmów postanowiono wykorzystać nagromadzoną w tym zakresie wiedzę w celu ograniczenia liczby i skutków pożarów, a przede wszystkim zmniejszenia liczby ofiar. Z przeglądu literatury przedmiotu wynika, że działania w tym kierunku podjęto również w krajach o wysokim poziomie techniki , między innymi w Niemczech, Francji i Wielkiej Brytanii. Niewątpliwie osiągnięto już pewien postęp, ponieważ liczba ofiar na milion mieszkańców, w wymienionych trzech krajach europejskich, jest wyraźnie niższa niż w Polsce.
EN
In Poland every year numerous fires break out, what causes a lot of casualties and many people are heavily injured. Over that great financial looses are caused. At the same time in a few research institutes flammability of materials , used for building , is tested. It concerns construction materials (wood, plates made of wood., roofings, wainscots,, parquets or materials used as equipment of buildings (furniture, cable-sheaths, decorations as well as many textile materials).Efficient methods of flammability reduction, with the use of material engineering methods, have been worked out, although it is not easy to solve the problem because the materials during burning should not emit toxic substances . As a consequence of undertaken talks it has been decided to use accumulated knowledge for reduction a number and consequences of fires , but first of all a number of victims. From review of the subject literature it follows that similar measures have been already undertaken in the countries of high technology level (Germany, France, Great Britain).Undoubtedly some progress has been already achieved because in the countries a number of victims of fires, per one million of inhabitants, is distinctly lover than in Poland.
W publikacji przedstawiono wyniki badań właściwości, struktury i wzajemnych oddziaływań występujących w mieszaninie elastomeru o budowie liniowej z elastomerem zawierającym makrocząsteczki o budowie pierścieniowej i liniowej. Jako elastomer liniowy stosowano kauczuk izoprenowy (naturalny NR lub syntetyczny IR), a zawierający frakcję pierścieniową - transpolioktenamer TOR.
EN
This paper presents the results of testing of the properties, structure and interactions occurring in a mixture of an elastomer on the construction of linear macromolecules and elastomer containing ring and linear construction. Isoprene rubber (natural - NR or synthetic - IR) used as a linear elastomer and transpolioktenamer (TOR) containing the ring fraction.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zaprezentowano analizę termiczną modyfikatorów wielofunkcyjnych takich jak: maleinian monoallilowy, maleinian monobutylowy, maleinian monododecylowy tetrahydroftalan monoallilowy oraz kompozycji polietylenu małej gęstości wraz z tymi modyfikatorami. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu termicznego analizatora różnicowego firmy Netzsch. Pomiarów dokonano w zakresie temperatury 20°C - 250°C, przy szybkości ogrzewania 2°/min. Zaobserwowano niezbyt silny wpływ modyfikatorów na położenie dwóch maksimów na krzywej DSC zmodyfikowanego polietylenu, natomiast stwierdzono dosyć istotne zmiany ciepła obu przemian.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przeglądowym (91 poz. lit.) omówiono proces dyspergowania napełniacza w mieszankach gumowych, które mogą być stosowane jako materiały konstrukcyjne. Na wstępie zdefiniowano podstawowe pojęcia stosowane do opisu tego procesu. Dalej omówiono metody charakterystyki napełniaczy zwracając uwagę na wpływ ich rozdrobnienia i równomiernego rozproszenia w matrycy na właściwości fizyczne otrzymywanych materiałów. Podkreślono znaczenie parametrów technologicznych procesu sporządzania mieszanek gumowych. Opisano różne mechanizmy dyspergowania i określono warunki ich występowania. Przytoczono proste modele i równania opisujące wspomniane mechanizmy.
EN
In the review (91 references) the process of a filler dispergation in the rubber blends, which can be used as constructional materials, was discussed. In the introduction the basic notions used for the process description were defined. Then the methods of the fillers’ characteristics were discussed. Especially the effects of filler size reduction and its uniform dispersion in the matrix on the physical properties of the materials obtained were noticed. An importance of technical parameters of the process of rubber blends’ preparation was stressed. Various mechanisms of the dispergation process were described and the conditions of their presence were determined. The simple models and equations describing the mechanisms mentioned were given.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przeglądowy (83 pozycje literaturowe) został poświęcony omówieniu metod badań, które mogą znaleźć zastosowanie do oceny stopnia dyspersji napełniacza w matrycy kauczuku. Dokonano systematycznego omówienia tych metod grupując je z punktu widzenia zjawisk i właściwości układu będących przedmiotem badań. Zwrócono uwagę na fakt, że stopień dyspersji napełniacza (DI) to efekt wypadkowy, na który składa się aglomeracja/agregacja jak i równomierność dystrybucji napełniacza w matrycy kauczuku. Na podstawie wyników badań uzyskanych za pomocą nowoczesnych technik pomiarowych wskazano na możliwość wpływu budowy wewnętrznej aglomeratów na właściwości fizyczne gumy. Przedstawiono także kilka modeli matematycznych stosowanych do oceny stopnia dyspersji napełniacza.
EN
In the review (83 references) the methods useful for assessment of dispersion degree of filler in a rubber matrix were presented. Systematic discussion of the methods, grouped from the phenomena and properties of the systems tested points of view, has been done. It was marked that dispersion degree of filler is a resultant of agglomeration/aggregation and uniformity of a filler distribution in rubber matrix. On the basis of the results of investigations carried out using modern measuring techniques the possibility of effect of agglomerate structure on physical properties of a rubber was indicated. Several mathematic models applied for evaluation of dispersion degree of filler were also presented.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem pracy było zbadanie wpływu modyfikacji warstwy wierzchniej wybranych polietylenów wysokoenergetyczną wiązką jonów argonu na twardość oraz właściwości tribologiczne materiałów. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostrukturalnych i mikromechanicznych polietylenów: PE-LD, PE-HD, PE-UHMW. Próbki były bombardowane jonami argonu z energią 160 keV i 320 keV do dawek: 10^13, 10^14, 10^15 cm^-2. Bombardowanie jonami powoduje uwalnianie wodoru z polimeru (radioliza), co w istotny sposób wpływa na budowę jego makrocząsteczek i strukturę. Rozkład zawartości wodoru w warstwie wierzchniej badanych polimerów wyznaczano metodą reakcji jądrowych. Głębokość zasięgu modyfikacji zależy od zasięgu jonów i wynosi ok. 400 nm dla energii wiązki 160 keV i ok. 800 nm przy bombardowaniu polietylenów z energią 320 keV. Pomiary mikrotribologiczne badanych materiałów zostały wykonane z użyciem tribotestera z węzłem tarcia typu "kulka-płaszczyzna". Zaobserwowano wzrost współczynnika tarcia dla małych dawek bombardowania jonowego, który przy większych dawkach ulegał obniżeniu. W ramach badań właściwości mechanicznych zmierzono twardości metodą nanoindentacji przy zastosowaniu mikroskopu AFM wyposażonego w głowicę Hysitron. Wraz ze wzrostem dawki następował wzrost twardości polietylenu. Dla małych dawek zmiany były stosunkowo nieznaczne, ale w przypadku największej dawki bombardowania powierzchni PE-UHMW zanotowano prawie 40-krotny wzrost twardości materiału. Zaobserwowane zmiany właściwości mechanicznych i tribologicznych w zależności od rodzaju polietylenu oraz dawki bombardowania Ar+ można wyjaśnić modyfikacją budowy makrocząsteczek zmianami strukturalnymi zachodzącymi wskutek bombardowania jonowego. Zmiany współczynnika tarcia przedyskutowano w oparciu o wyniki pomiarów twardości i oznaczeń mikrochropowatości śladu tarcia.
EN
The objective of the present work was to study the effects of high energy ion beam modification of surface layers of selected polyethylenes on their hardness and tribological properties. Results of microstructural and micromechanical investigations of different polyethylenes: LDPE, HDPE and UHMWPE, are presented. The samples were bombarded with Ar ions of energy 160 keV or 320 keV at three different doses of: 1x1O^13, 1x1O^14 or 1x1O^15 cm^-2. Ion bombardment result in releasing of hydrogen atoms from the surface layer of polymer (radiolysis), what significantly influences its molecular and supermolecular stucture. The depth distributions of hydrogen atoms in the surface layer of the polyethylenes studied was measured by means of nuclear reaction analysis. Thickness of the modified layer depends on the energy of ions and is equal to 400 nm or 800 nm for 160 keV and 320 keV incident ion energy, respectively. Tribological measurements were carried out using a tribotester of the „ball-on-disc" friction pair. An increase of the coefficient of friction was detected for low irradiation doses, whereas for higher doses its value was found decreasing. Hardness of the modified layers was measured with an AFM microscope equipped with a Hvsitron head, applying nanoindentaion method. An increase of hardness of polyethylene upon irradiation was noted. Forlow doses of ion bombardment the changes observed were relatively smali but e.g. for high-dose irradiated UHMWPE the final hardness is about 40 times higher than that measured for the pristine sample. Observed changes of irradiated polymers in mechanical and tribological properties are dependent on a kind of polyethylene and a dose of argon bombardment. They can be explained taking into account both molecular and supermolecular structure modifications of the material induced by the bombarding ions. Changes to the coefficient of friction of the polyethylenes were discussed on the basis of hardness data and microroughness of the friction trace.
Kauczuk butadienowo-styrenowy (SBR) zmodyfikowano poprzez dodanie wybranych oligomerów: oligo(tlenków etylenu) (PEG), oligo-etylenów (PE) lub polialkoholi winylowych) (PVA), różniących się w pierwszych dwóch grupach ciężarem cząsteczkowym, a w przypadku PVA stopniem hydrolizy i/lub właściwościami Teologicznymi. Zbadano morfologię wewnętrzną mieszanin, a w przypadku modyfikatorów o krótszych cząsteczkach kinetykę ich segregacji powierzchniowej i morfologię wykwitu. Stwierdzono związek pomiędzy współczynnikiem tarcia, energią rozpraszaną w układzie podczas tarcia oraz odpornością elastomeru na zużycie ścierne a obecnością wykwitu i jego morfologią. Heterogeniczność mieszanin obecna nawet na poziomie mikroskopowym wpływa na znaczne pogorszenie właściwości tribologicznych elastomerów, co zaobserwowano w wyniku modyfikacji SBR za pomocą PVA czy PE3 (oligoetylenu o największym ciężarze cząsteczkowym). Natomiast wprowadzenie do kauczuku zdolnych do segregacji powierzchniowej PEG oraz PE1 i PE2 nie spowodowało wprawdzie obniżenia współczynnika tarcia, ale poprawiło odporność SBR na zużycie ścierne. Efekt jest najbardziej widoczny w stosunku do modyfikatorów o najmniejszym ciężarze cząsteczkowym.
EN
Styrene-butadiene rubber (SBR) was subjected to modification by admixing some olygomers: olygo(ethylene oxides) (PEG), olygoethylenes (PE) or polyvinyl alcohols) (PVA), different in the first two groups according to molecular weight, and in the case of PVA by the degree of hydrolysis and/or rheological properties. Bulk morphology of mixes was studied, and in the case of modifiers of shorter molecules kinetics of their surface segregation and bloom morphology were determined. Relation between coefficient of friction, energy dissipated during friction and wear resistance of elastomer and presence of bloom together with its morphology has been confirmed. Heterogeneity of mixes, taking place even at the micro level, adversely effects tribological properties of elastomers, what was observed for SBR modified with PVA or PE3 (olygoethylene of the highest studied molecular weight). On the other hand, admixing of PEG or PE1 and PE2 to rubber - modifiers able to surface segregation, did not, in the matter of fact, result in reduction of the coefficient of friction, but improved wear resistance of SBR. The effect is the most visible for the modifiers of the lower molecular weight.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Na wybranych przykładach mieszanin poliolefin [polietylenów małej gęstości (PE-LD) oraz kopolimerów etylen/propylen (EPM)] z kauczukiem butadienowo-styrenowym (SBR) bądź kauczukiem etylenowo-propylenowo-dienowym (EPDM)], a także siarkowych wulkanizatów kauczuków [SBR albo Cis-1,4-poliizoprenu (IR)] scharakteryzowano występowanie powierzchniowego gradientu struktury fizycznej i budowy chemicznej w materiałach polimerowych. Wyniki uzyskane m.in. metodami mikroskopowymi (AFM, SEM) i mikroindentacji potwierdzają segregację małocząsteczkowej frakcji polietylenu na powierzchni jego mieszanin z kauczukiem. Kinetyka zjawiska, morfologia i struktura warstwy wierzchniej zależą od właściwości fizykochemicznych obydwu składników mieszaniny. Wulkanizaty siarkowe odznaczają się powierzchniowym gradientem gęstości usieciowania (analiza budowy chemicznej węzłów sieci przestrzennej), który jest konsekwencją gradientu temperatury w gnieździe formy, powierzchniowej migracji małocząsteczkowych składników zespołu sieciującego oraz tzw. "dojrzewania" powstającej sieci przestrzennej. Zwrócono uwagę na możliwość sterowania przebiegiem wspomnianych zjawisk już na etapie przetwórstwa materiałów polimerowych. Przedstawiono też wyniki badań mikrotribologicznych, świadczące o dużym znaczeniu powierzchniowego gradientu budowy i struktury z punktu widzenia właściwości eksploatacyjnych części maszyn wykonanych z tych materiałów.
EN
Occurrence of surface gradient of physical or chemical structure of polymeric material has been characterized using selected examples of poly-olefin blends [low density polyethylene (PE-LD) and ethylene/propylene co-polymers (EPM) with either styrene-butadiene rubber (SBR) or ethylene-pro-pylene-butadiene rubber (EPDM)] as well as sulfuric vulcanizates [SBR or cis-l,4-polyisoprene (IR)L The results obtained using microscopic methods (AFM, SEM - Fig. 1 and 3) as well as by microindentation (Fig. 2 and 4) confirm the segregation of low molecular weight PE fraction on the surface of PE blend with rubber. Kinetics of the phenomenon, morphology and structure of a surface layer depend on physico-chemical properties of both components of a blend. Sulfuric vulcanizates show surface gradient of crosslinking density (analysis of chemical structure of space lattice nodes - Fig. 5) which results from gradient of temperature in a mold, surface migration of low molecular weight components of crosslinking system and so-called ,,maturing" of space lattice forming. Possibility of controlling of the courses of phenomena mentioned at the step of plastics processing has been mentioned. The results of microtribological investigations were also presented. They confirm a great importance of surface gradient of the structure from the point of view of operating properties of machine elements made of these materials.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.