Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Flax fiber reinforced PET-G composites with improved interfacial adhesion

Hartung David, Seidlitz Holger, Osiecki Tomasz, Sztorch Bogna, Przekop Robert E., Kazimierczuk Magdalena

Polimery

|

2025

|

Vol. 70, nr 2

113--123

EN

Recycled PET-G (rPET-G) composites reinforced with flax fiber were obtained. To improve interfacial adhesion, the fiber was treated by washing and finishing with bio-based epoxidized soybean oil and admixture acid. The effect of fiber surface treatment on its properties and those of the composites was evaluated by TGA, FT-IR and SEM, as well as by contact angle, flexural and tensile measurements. The results indicated delayed degradation of the treated flax fiber with a fiber mass loss of about 4 wt%. The flexural strength and modulus increased for the washed and finished flax fiber compared to the untreated one. While the tensile properties were influenced by structural effects resulting from the fiber treatment. These findings contribute to the development of more sustainable and high-performance natural fiber-reinforced thermoplastic composites.

PL

Otrzymano kompozyty PET-G z recyklingu (rPET-G) wzmocnione włóknem lnianym. Aby poprawić oddziaływania międzyfazowe, włókno poddano obróbce przez mycie i wykończenie na bazie biologicznej epoksydowanym olejem sojowym i kwasem admerginowym. Wpływ obróbki powierzchni włókna na jego właściwości i właściwości kompozytów oceniano za pomocą TGA, FT--IR i SEM, a także pomiarów kąta zwilżania, właściwości mechanicznych przy zginaniu i rozciąganiu. Wyniki wskazały na opóźnioną degradację poddanego obróbce włókna lnianego z utratą masy włókna wynoszącą ok. 4% mas. Wytrzymałość na zginanie i moduł sprężystości wzrosły w przypadku umytego i wykończonego włókna lnianego w porównaniu z niepoddanym obróbce. Natomiast właściwości mechaniczne przy rozciąganiu zależały od efektów strukturalnych wynikających z zastosowanej obróbki włókna.

2

The effect of chemical modifications with spherosilicates of nanocomposite waterborne polyurethane hydrophilic coatings on anti-icing properties

Ziętkowska Katarzyna, Kozera Rafał, Przybyszewski Bartłomiej, Łabęda Anna, Boczkowska Anna, Sztorch Bogna, Przekop Robert E., Pilz Monika, Karl Christian W.

Composites Theory and Practice

|

2025

|

R. 25, nr 1

1--10

EN

A guarantee of safe and efficient power production by the means of green energy sources is an extremely important task, necessary to the popularize environmental-friendly solutions. Ice accumulation and water droplet erosion are some serious obstacles to increasing the power output of the wind energy sector. A proposed solution to minimize the effects of severe weathering on composite wind turbine blades is the use of anti-icing hybrid coatings. One of the strategies is to utilize protective polyurethane coatings, none of which exhibit icephobic properties. In this paper waterborne polyurethane coatings modified with nanocompounds from the group of spherosilicates were investigated in terms of water repellent and anti-icing behavior. The roughness of the surface was measured as it significantly influences the aforementioned characteristics of the material. The hydrophobicity was evaluated by means of water contact angle (WCA) at room temperature, roll-off angle (RoA) and contact angle hysteresis (CAH) measurements. All of the modifiers increased the contact angle, modifying the reference material from hydrophilic to slightly hydrophobic. The ice adhesion strength (IA), which was used to characterize the icephobic behavior was decreased even by 45% in comparison to the unmodified reference material.

3

Anti-icing and hydrophobic performance of chemically modified waterborne polyurethane hybrid coatings

Kozera Rafał, Przybyszewski Bartłomiej, Ziętkowska Katarzyna, Łabęda Anna, Boczkowska Anna, Sztorch Bogna, Przekop Robert E., Karl Christian W., Pilz Monika

Composites Theory and Practice

|

2025

|

R. 25, nr 1

21--29

EN

The problem of ice is evident in many industries, such as aviation, transport and energy. The accumulation of ice not only causes monetary losses, but also threatens safety. In the aviation industry, ice build-up leads to changes in aerodynamics as well as damage to parts and sensors. This in turn contributes to emergency landings, flight cancellations, the need to replace parts, and increased energy consumption. Ice build-up can be prevented by using active or passive systems. Due to the cost, time-consuming nature and environmental disadvantages of using active systems, the development of anti-icing coatings is becoming increasingly popular. In this work, an air spraying method was used to fabricate the sample. A waterborne polyurethane paint was applied to aluminum substrates. Modification of these coatings with functionalized organosilicon compounds was done. Compounds with the same core were used. The organosilicon compounds contained functional groups that direct hydro- and icephobic properties of the surface. Roughness, wettability (contact angle and roll-off angle) and ice adhesion force measurements were taken. Lower roll-off angle values were obtained for each of the chemical modifications. The reduction was more than 75%. On this basis, it can be concluded that the hydrophobic properties of the coatings were improved. A decrease in the ice adhesion force values was obtained, which demonstrated the favorable effect of the icephobic properties of the coatings. This reduction for two of the types of modification was more than 50% compared to the reference sample. The results of the roughness, wettability and ice adhesion were also linked, showing what relationships exist between them.

4

Novel pla composites modified with steel fibres and (3-thiopropyl) polysilsesquioxane derivatives

Pakuła Daria, Sztorch Bogna, Romańczuk-Ruszuk Eliza, Marciniec Bogdan, Przekop Robert E.

Acta Mechanica et Automatica

|

2024

|

Vol. 18, no. 4

707--713

EN

In recent years, a significant increase in the development of new composite materials with desirable mechanical, thermal or surface properties has been observed. One of the popular polymers on the market is polylactide. This article explores how to modify the polymer using steel fibres and organosilicon compounds (SSQ-SH, SSQ-SH-OCT, and SSQ-SH-OFP) to enhance its properties. Test samples were obtained by injection molding with varying concentrations of 0.5%, 1%, 1.5%, 2.5%, and 5% of steel fibres. Mechanical tests, including tensile strength, elongation at break, and impact strength, were conducted, along with an analysis of the contact angle. The modified samples showed higher impact strength values, with the PLA /steel fibres /SSQ-SH sample seeing an increase of 12%. The addition of modifiers with fluoroalkyl groups led to a contact angle increase of 8.5% compared to neat PLA. Thermal tests (TGA) were also carried out to determine the influence of fibres and organosilicon compounds on decomposition.

5

The influence of surface physicochemistry of solid fillers on dispersion in polyurea systems

Dobrosielska Marta, Pakuła Daria, Sztorch Bogna, Popiół Maciej, Klonowski Bartosz, Brząkalski Dariusz, Marciniec Bogdan, Przekop Robert E.

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 2

83--90

EN

Polyurea coatings are obtained by hydrodynamic spraying by means of high-pressure, spray-coatingequipment. A chemical reaction between the isocyanate and amine components occurs in the time of approximately 6 seconds, which enables use of the coated object almost immediately after coating application. Polyurea coating modification results in changes in their properties and a cost reduction. In this work modifiers such as expanded graphite, talc and chalk, which are inexpensive, easily commercially obtainable fillers were employed. The curing degree was measured by FT-IR spectroscopy, thermal stability by thermogravimetric analysis (TG) and phase transition temperatures by differential scanning calorimetry (DSC). For the systems stored under different conditions, the tensile strength and Shore hardness in the D scale were also measured. SEM/EDS analysis was performed to assess the dispersion of the modifiers in the polyurea coatings. To determine the hydrophobic-hydrophilic character, contact angle analyses were performed. The addition of the fillers improves some of the parameters, e.g. the thermal stability and mechanical properties.

PL

Powłoki polimocznikowe otrzymywane są na drodze natrysku hydrodynamicznego za pomocą wysokociśnieniowych aparatów do powlekania natryskowego. Reakcja chemiczna pomiędzy składnikiem izocyjanianowym a aminowym następuje w czasie około 6 sekund, dzięki czemu możliwe jest użytkowanie powleczonego elementu niemal natychmiast po aplikacji. Modyfikacja powłok polimocznikowych powoduje zmianę ich właściwości oraz obniżenie kosztów produkcji. W pracy wykorzystano takie modyfikatory, jak grafit ekspandowany, talk oraz kredę, które są tanimi, łatwo dostępnymi komercyjnie napełniaczami. Stopień dosieciowania powłok badano za pomocą analizy spektroskopowej FT-IR, stabilność termiczną określono przy użyciu analizy termograwimetrycznej (TG), a temperatury przejść fazowych za pomocą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC). Dla układów przechowywanych w różnych warunkach wykonano również badania odporności powłok na rozciąganie oraz zbadano twardość w skali Shore’a D. W celu określenia charakteru hydrofobowo-hydrofilowego przeprowadzono badania kąta zwilżania. Zbadano również dyspersję napełniaczy stałych w polimerze za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz określono skład chemiczny układów techniką EDS. Dodatek napełniaczy powoduje polepszenie niektórych parametrów, m.in. stabilności termicznej czy właściwości mechanicznych.

6

Microsilica filler for polyurea systems

Pakuła Daria, Dobrosielska Marta, Sztorch Bogna, Popiół Maciej, Klonowski Bartosz, Brząkalski Dariusz, Marciniec Bogdan, Przekop Robert E.

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 2

76--82

EN

Microsilica is widely used as a reinforcing filler due to its high commercial availability and low price, which plays a significant role in reducing production costs. It fills the empty volumes of the material and decreases the porosity, which in turn improves the mechanical properties of composites. Polyurea coatings modified with microsilica and aerosil were prepared using a spray-coating machine. The materials were characterised in terms of thermal stability (thermogravimetric analysis - TGA, differential scanning calorimetry - DSC), mechanical properties (tensile strength, Shore D scale hardness), and hydrophilic-hydrophobic properties. To confirm the structure of the obtained materials, FT-IR spectroscopy was used. SEM analysis was performed to assess the dispersion of the modifiers in the polyurea coatings. The physicochemical properties of the obtained compositions were measured after ageing the samples under different conditions, including storing at room temperature, curing for 5 and 14 days at 80°C and weathering for 500 h with UV irradiation in a weathering station. The collected results show that the addition of microsilica improves not only the mechanical properties, but also the thermal stability of the obtained composites.

PL

Mikrokrzemionka stosowana jest powszechnie jako napełniacz wzmacniający ze względu na dobrą komercyjną dostępność materiału oraz niską cenę, co w znacznym stopniu przyczynia się do obniżenia kosztów produkcji. Wypełnia wolne przestrzenie w materiale oraz zmniejsza porowatość, dzięki czemu wpływa na poprawę właściwości mechanicznych kompozytów. Powłoki polimocznikowe modyfikowane microsilicą oraz aerosilem otrzymano przy użyciu urządzenia do powlekania natryskowego. Materiały scharakteryzowano pod kątem stabilności termicznej (analiza termograwimetryczna TGA, różnicowa kalorymetria skaningowa DSC), właściwości mechanicznych (wytrzymałość na rozciąganie, pomiar twardości w skali Shore’a D), właściwości hydrofilowo-hydrofobowych. Do potwierdzenia struktury otrzymanych materiałów wykorzystano analizę spektroskopową FT-IR. Wykonano analizę SEM w celu określenia dyspersji modyfikatorów w powłokach polimocznikowych. Badania właściwości fizykochemicznych oraz mechanicznych przeprowadzono po kondycjonowaniu próbek w różnych warunkach, tj. temperatura pokojowa, wygrzewanie w temperaturze 80˚C przez 5 dni oraz 14 dni, proces starzenia przez 500 godzin w komorze UV. Z przeprowadzonych badań wynika, że dodatek mikrokrzemionki do osnowy polimerowej poprawia nie tylko właściwości mechaniczne, ale i stabilność termiczną uzyskanych kompozytów.