Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Otrzymywanie i charakterystyka glinokrzemianowych materiałów mezoporowatych do zastosowań w modyfikacji polimerów

Czycz D., Grzechowiak J. R., Pigłowski J.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 11-12

824--830

PL

Metodą syntezy bezpośredniej otrzymano mezoporowate glinokrzemianowe sita molekularne AlSBA-15 (ang. aluminum incorporated Santa Barbara Amorphous No. 15) charakteryzujące się rozwiniętą powierzchnią właściwą, dużą średnicą mezoporów i dobrą stabilnością wynikającą ze zwiększonej grubości ścian. Określono wpływ rodzaju prekursora Al [izopropanolanu glinu (AIP) lub siarczanu(VI) glinu (AS)] oraz stosunku molowego Si/Al na: właściwości strukturalne syntetyzowanego AlSBA-15 – scharakteryzowane metodami dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD), analizy izoterm sorpcji N2 i za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) – oraz skład oznaczany metodami atomowej spektrometrii absorpcyjnej (AAS) i spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego Al27 z wirowaniem próbki pod kątem magicznym (Al27 MAS NMR). Na podstawie wyników badań można sądzić, że otrzymane mezoporowate glinokrzemiany są obiecującymi materiałami do wykorzystania w charakterze aktywnych napełniaczy tworzyw polimerowych.

EN

The direct synthesis method was used to prepare mesoporous aluminosilicate molecular sieves AlSBA-15 (aluminum incorporated Santa Barbara Amorphous No. 15) characterized by high surface area, large mesopores and good stability due to the increased thickness of mesopore walls. The effect of aluminum precursor type (aluminum isopropoxide – AIP, aluminum sulfate – AS) and Si/Al molar ratio on the structural parameters (determined using XRD, N2 sorption isotherm analysis and TEM) as well as composition (analyzed by AAS and Al27 MAS NMR) of AlSBA-15 materials were investigated. From the results of these studies, it can be supposed that the synthesized mesoporous aluminosilicates are promising materials for the use as active fillers in polymer modification.

2

Struktura i wybrane właściwości nanokompozytów poliamidu 6 z organofilizowanym montmorylonitem

Szustakiewicz K., Steller K., Pigłowski J.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 7-8

550--556

PL

Przedstawiono wyniki badań nanokompozytów otrzymanych z poliamidu 6 (PA 6) napełnianego 5 % mas. montmorylonitu organofilizowanego przy użyciu dwóch czwartorzędowych soli amoniowych o różnej strukturze chemicznej (MO1, MO2). Kompozyty poliamid 6 /organofilizowany montmorylonit wytwarzano za pomocą wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej. Próbki do badań formowano metodą wtryskiwania lub prasowania. Strukturę nanokompozytów, w szczególności stopień delaminacji nanonapełniaczy, oceniano metodą WAXS oraz TEM. Wytworzone nanokompozyty scharakteryzowano pod względem właściwości mechanicznych, reologicznych, termicznych oraz palności. Stwierdzono, że rodzaj środka organofilizującego wywiera bardzo istotny wpływ na stopień dyspersji nanonapełniaczy w poliamidowej matrycy, a w konsekwencji na właściwości nanokompozytów.

EN

The paper presents the results of a study on the nanocomposites prepared from polyamide 6 (PA 6) and montmorillonite, organophilized with two quaternary ammonium salts of different chemical structures (MO1, MO2), used as a filler at a concentration of 5 wt.%. The PA 6/organophilized montmorillonite composites were prepared using a co-rotating twin screw extruder. The test samples were made by injection or compression moulding. The structure of nanocomposites, in particular the degree of nanofiller exfoliation, was assessed using WAXS and TEM methods. The produced nanocomposites were characterized for the mechanical, rheological and thermal properties as well as flammability. It was found that the type of organically modifying agent exerts a substantial influence on the degree of nanofiller dispersion in a polyamide matrix, and in effect, on the final properties of nanocomposites.

3

Magnetomechanical properties of magnetorheological composites

Małecki P., Szewczyk A., Pigłowski J.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 1

47-51

EN

According to Takagi's definition, an intelligent material is able to react to external stimulus by a significant change in its properties in order to make a proper and successful response to the stimulus. The rheological behaviour of magnetorheological composites (MRC) can be controlled continuously, rapidly and reversibly by an applied magnetic field. In this paper, an acrylic copolymer with carbonyl iron powder (CIP) is tested in conditions of mechanical and magnetic stimulations. Chitosan-coated magnetic particles are made in order to change the hydrophilic surface character of CIP to hydrophobic and as a result, obtain better compatibility between the particles and the matrix. The test samples are subjected to cyclic shearing with a constant frequency of 1 Hz. The change in the magnetomechanical properties is expressed by the relative change in hysteresis loop area δW and stress amplitude δ τ. An increasing content of carbonyl iron in the composites and the strength of magnetic field H causes an increase in the hysteresis loops area. Material containing modified particles has a significantly bigger hysteresis loop area than samples filled with unmodified carbonyl iron powder. Based on this knowledge, it can be concluded that this sample can dissipate much more mechanical energy.

PL

Według definicji Takagiego, materiał inteligentny to taki, który jest zdolny do reagowania na bodźce zewnętrzne przez zmianę swych właściwości dla pożądanego i skutecznego odpowiedzenia na te bodźce. Reologiczne właściwości kompozytów magnetoreologicznych mogą być kontrolowane w sposób ciągły, szybki i powtarzalny poprzez zastosowanie zewnętrznego pola magnetycznego. W pracy badano kompozyty kopolimeru akrylowego i proszku żelaza karbonylkowego w warunkach stymulacji mechanicznej i magnetycznej. Przeprowadzono modyfikację powierzchni cząstek magnetycznych w celu zmiany jej charakteru z hydrofilowego na hydrofobowy oraz uzyskaniu lepszej kompatybilności między cząstkami a matrycą. Efekt modyfikacji potwierdza analiza FTIR. Próbki badano w warunkach cyklicznego ścinania ze stałą częstotliwością 1 Hz. Zmianę właściwości magnetomechanicznych wyraża się poprzez zmianę pola pętli histerezy δW i amplitudy naprężenia δ τ . Wraz ze zwiększeniem zawartości żelaza karbonylkowego w kompozycie i natężenia pola magnetycznego następuje zwiększenie pola pętli histerezy. Kompozyty zawierające 31% obj. cząstek magnetycznych modyfikowanych chitozanem wykazują 4-krotnie większą pętle histerezy niż odpowiednia próbka z żelazem bez modyfikacji. W warunkach badania, przy odkształceniu 25 • 10-3 i polu H = 100 kA/m pole pętli wynosi 100 J/m3, gdzie dla próbki z modyfikowanymi cząstkami osiąga wartość 430 J/m3. Oznacza to, że materiał lepiej tłumi drgania, tj. rozprasza energię mechaniczną. Efekt ten związany jest ze wzrostem kompatybilności między cząstkami magnetycznymi a matrycą polimerową.

4

Nanokompozyty z mieszaniny odpadów PA6, PELD i warstwowych glinokrzemianów

Szustakiewicz K., Podlasiński B., Pigłowski J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2012

|

[R.] 18, nr 6

666-670

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad nanokompozytami uzyskanymi z mieszaniny poliamidu 6 i polietylenu małej gęstości oraz organicznie modyfikowanych montmorylonitów. Układy dodatkowo kompatybilizowano przy pomocy kopolimeru etylen-akrylan metylu. Kompozyty wykonano przy pomocy współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej i zbadano właściwości mechaniczne, palność (LOI), morfologię (DSC, SEM) oraz strukturę glinokrzemianów w kompozytach (XRD).

EN

The article reports on investigation of nanocomposites based on blend of polyamide 6 and low density polyethylene filled with organically modified montmorillonites. Additionally compatibilizer (ethylene-co-methyl acrylate) was added. The composites were obtained in twin screw co rotating extruder. Mechanical properties of all composites were conducted as well as flammability (LOI), morphology (SEM, DSC) and structure of silicates in all composites (XRD).

5

X-ray scattering and calorimetric studies of organoclays obtained by ion-exchange

Kiersnowski A., Trelińska-Wlaźlak M., Gazińska M., Pigłowski J.

Polimery

|

2011

|

T. 56, nr 9

671-675

EN

Structure and thermal behavior of organoclays has important influence on properties of clay-based polymer nanocomposites. Depending on starting materials, i.e. the mineral and amphiphilic compounds, one can obtain organoclays differing in properties. Therefore the careful choice of substrates is the way to predict and tailor ability to accommodate molecules in the interlayer spaces, catalytic activity or thermal stability of these complexes. In this paper, we present results of structural and calorimetric studies of the systems obtained of the synthetic silicate called SOMASIF modified with stoichiometric amounts of three different quaternary alkylammonium salts. SAXS studies clearly indicate that interlayer spacing (d001) of silicate, calculated from the main diffraction maximum, grows strictly linearly with the length of long aliphatic chains bonded to quaternary nitrogen atoms. Further analysis of the diffractograms leads to the conclusion that the ion exchange results in formation of a mixture of three phases with different values of interlayer spacing (d001). Results of DSC measurements suggested that, despite being adsorbed on the surface of silicates, quaternary ammonium cations may undergo phase transitions similar to the moieties in the bulk. The temperature range of these transitions was however found to be distinctly shifted towards lower values in comparison to the alkylammonium salts alone. Thermogravimetric analysis (TGA) was applied to estimate thermal stability as well as the coverage of silicate surface with amphiphilic molecules.

PL

Struktura i charakterystyka termiczna organofilizowanych glinokrzemianów warstwowych (rys. 1, tabela 1) ma istotny wpływ na właściwości nanokompozytów polimerowych otrzymanych z udziałem tego typu napełniaczy. Decydujący wpływ na właściwości takich napełniaczy ma dobór związków amfifilowych (takich jak czwartorzędowe sole amoniowe) stosowanych do modyfikacji glinokrzemianów. Przedstawiono wyniki badań: termograwimetrycznych, kalorymetrycznych i rentgenograficznych układów otrzymanych na drodze organofilizacji syntetycznej fluoromiki o handlowej nazwie SOMASIF, za pomocą trzech homologicznych, czwartorzędowych bromków alkiloamoniowych. Pomiary SAXS wykazały, że wymiana jonowa przeprowadzona przy użyciu stechiometrycznej (w stosunku do pojemności jonowymiennej minerału) ilości soli prowadzi do powstania układu złożonego z trzech faz odznaczających się różnymi odległościami międzypłaszczyznowymi (d001) (rys. 2—4). W przypadku fazy dominującej, wartość d001 jest liniowo zależna od długości najdłuższego łańcucha alkilowego związanego z atomem azotu. Zależność taka sugeruje, że cząsteczki soli amoniowych w obrębie galerii wykazują uporządkowaną strukturę o charakterze parakrystalicznym. Badania przeprowadzone metodą mikrokalorymetrii skaningowej (DSC, rys. 5) dostarczyły danych wskazujących, że układy takie mogą ulegać przemianom fazowym zbliżonym do topnienia i krystalizacji. Skutkiem interkalacji cząsteczek soli do dwuwymiarowych galerii montmorylonitu jest znaczne obniżenie wartości temperatury przejść fazowych. Stabilność termiczną uzyskanych układów oraz stopień obsadzenia powierzchni materiału amfifilowymi cząsteczkami soli oceniano na podstawie pomiarów termograwimetrycznych (tabela 2).

6

Polyamide 6/organomontmorillonite nanocomposites based on waste materials

Szustakiewicz K., Gazińska M., Kiersnowski A., Pigłowski J.

Polimery

|

2011

|

T. 56, nr 5

397-400

EN

The article reports research on waste polyamide 6 and organomontmorillonite nanocomposites. The composites were prepared utilizing masterbatches in a twin screw co-rotating extruder. X-ray diffraction (XRD) studies revealed the exfoliation of layered silicates in polymer matrix. Tensile tests proved that the addition of five per cent of the organomontmorillonite may be regarded as a facile and cheap approach to improve the mechanical properties of waste polyamide 6.

PL

W artykule opisano wyniki badań nad nanokompozytami otrzymanymi z odpadowego poliamidu 6 oraz organicznie modyfikowanych montmorylonitów. Kompozyty wykonano z przedmieszek otrzymywanych w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej. Badania rentgenograficzne wykazały, że delaminacja warstwowych glinokrzemianów w kompozycie jest całkowita (rys. 1-2) oraz częściowa (rys. 3) i zależy od rodzaju poliamidu użytego do wytworzenia przedmieszki. Testy wytrzymałościowe potwierdziły, że dodatek kilku procent warstwowego organomontmorylonitu do odpadu poliamidowego może być względnie prostą i tanią metodą otrzymania materiałów o bardzo dobrych parametrach mechanicznych (tabela 2).

7

Biodegradable polyester blend and copolyesters studied by positron annihilation and other methods

Dębowska M., Rudzińska-Girulska J., Serwadczak M., Kiersnowski A., Pigłowski J.

Nukleonika

|

2010

|

Vol. 55, No. 1

57-64

EN

Two polyesters, i.e. an aromatic one: poly(butylene terephthalate) – PBT and an aliphatic one: poly(ĺ- -caprolactone) – PCL were mixed in melt to obtain a biodegradable product. DSC, 1H NMR, SEM, WAXS, SAXS, BOD and PALS measurements were performed to study the homopolymers as well as their physical blend and copolyesters. The latter were obtained due to the transesterification reaction. Ortho-positronium (o-Ps) annihilation lifetimes were used to create the distributions of free volume. The progressive changes in probability density function of free volume, i.e. increase in large free volume holes contribution to the total free volume, appearing when going from the homopolymers to the blend and then to the copolyesters reflect the influence of: the addition of aliphatic polyester, the weight fraction of it in the composition and transesterification. The higher contribution of larger free volume holes corresponds well with the reduced crystallinity of compositions revealed in X-ray diffraction and the worsening of the regularity of structure of the macromolecules involved in formation of crystals, deduced from the 1H NMR.

8

Structure and mechanical properties of biodegradable copolyesters and blends based on poly (butylenes terephthalate)

Kiersnowski A., Szymczak S., Serwadczak M., Szustakiewicz K., Pisula W., Pigłowski J.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2009

|

Vol. 53, nr 3

223-229

EN

The contribution presents results of the research on biodegradable systems based on poly(butylcnc tcrcphthalatc) (PBT) either melt-blended or copolymerizcd with poly( 1,4-butylene succinate) (PTMS) or poly(e-caprolactonc) (PCL). Syntheses of copolycsters were carried out in a twin-screw extruder using of dibutyltin dilaurate as a catalyst. DSC results indicated that the blends were phase-separated systems while copolymcrs were semicrystallinc homogenous materials. The x-ray diffraction was used to study the molecular and supramolecular structure of blends and copolycsters. The results of structural investigation were then correlated with mechanical properties and biodegradability of the obtained materials.

9

Badania właściwości warstwy wierzchniej węglików spiekanych przygotowanych do procesu klejenia

Mirski Z., Pigłowski J., Piwowarczyk T.

Przegląd Spawalnictwa

|

2007

|

R. 79, nr 5

12-16

PL

Przedstawiono różne metody przygotowania węglików spiekanych do procesu klejenia. Scharakteryzowano warstwę wierzchnią materiałów, ze szczególnym zwróceniem uwagi na możliwość wystąpienia zanieczyszczeń. Omówiono podział i wybrane teorie adhezji, łącznie z koncepcją teorii uogólnionej. Opisano wybrane metody umożliwiające jakościową i ilościową ocenę stopnia przygotowania powierzchni elementów klejonych do procesu łączenia. Scharakteryzowano metodykę wykonywania pomiarów kąta zwilżania i parametrów, które można na jego podstawie wyznaczyć. Zamieszczono wyniki pomiarów chropowatości oraz kąta zwilżania dla różnych cieczy i czasu nakładania kropli na płytkach węglikowych przygotowanych wybranymi metodami. Przedstawiono problemy zwilżalności i wpływ przygotowania powierzchni węglików spiekanych na właściwości połączeń klejowych węglików spiekanych ze stalą.

EN

Different methods of preparation of sintered carbides for gluing are presented in this paper. The surface layer of materials is characterized paying special attention to the possibility of occurrence of contaminations. Division and selected theories of adhesion, including the conception of general adhesion theory are discussed. Selected methods, which help to make a qualitative and quantitative evaluation of preparation degree of joined element surfaces to gluing process are described. Experimentation methodology of measurements of contact angle and parameters, which can be determined by correlation to it, is characterized. The examination results of roughness and boundary contact angle for different liquids and time of drop spreading, on the plate of sintered carbides prepared by different methods are presented. Wettability problems and the influence of a preparation method of sintered carbides surface on properties of glued sintered carbides - steel joints are discussed.

10

Synteza nowych czwartorzędowych soli amoniowych do organofilizacji nanokompozytowych napełniaczy polimerowych

Zieliński W., Piasecki A., Pigłowski J.

Chemik

|

2007

|

Vol. 60, nr 7-8

VIII-VIII

11

Preparation and characterization of copolyesters of poly(tetramethylene succinate) and poly(butylene terephthalate)

Pisula W., Pigłowski J., Kummerlöwe C.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 5

341-350

EN

Polymer blends of poly(tetramethylene succinate) (PTMS), a biodegradable aliphatic polyester, and poly(butylene terephthalate) (PBT), a non-biodegradable polyester with aromatic elements, were prepared by melt mixing. Transesterification reactions between both polyesters were promoted by the addition of zinc acetate as a catalyst. The transesterification reaction was evaluated by FT-IR measurements combined with solubility tests and 1H NMR spectroscopy. The molecular structure of the copolyesters is influenced by the catalyst content and the initial blend composition. Thermal and mechanical properties and the morphology of the resulting material were characterized.

PL

Na drodze mieszania stopionych poliestrów: poli(bursztynianu butylenowego) (PTMS) i poli(tereftalanu butylenowego) (PBT) uzyskano mieszaniny o różnym składzie ilościowym. Obydwa polietery różnią się zasadniczo właściwościami. PTMS jest polimerem biodegradowalnym, podczas gdy PBT mimo podobieństwa w budowie, ze względu na obecność aromatycznego pierścienia w łańcuchu głównym, nie wykazuje tej cechy. W przypadku prostego mieszania uzyskuje się niejednordną mieszaninę, którą łatwo rozdzielić wykorzystując różnice w rozpuszczalności. Dodatek octanu cynku sprzyja reakcji transestryfikacji i uzyskaniu kopoliestru. Strukturę kopoliestru badano za pomocą FT-IR (rys. 1 i 2, tabela 2) oraz 1H NMR (rys. 3 i 4). Struktura mieszaniny silnie zależy od składu kompozycji (rys. 5 i 6). Przykładowo krystaliczność PBT w mieszaninie PBT/PTMS 80/20 otrzymanej w obecności katalizatora niewiele się zmienia i praktycznie zanika w mieszaninie PBT/PTMS 20/80. W pracy zamieszczono również właściwości termiczne (rys. 9 i 10, tabela 3), mechaniczne (rys. 14, tabela 4) oraz obrazy morfologii badanych mieszanin (rys. 11-13).

12

Otrzymywanie, struktura oraz właściwości użytkowe nanokompozytów z warstwowych glinokrzemianów i poli(e-kaprolaktonu)

Pigłowski J., Kiersnowski A., Dołęga J.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 10

704-715

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczącej wyników dotychczasowych badań nanokompozytów, w których polimerową matrycą jest poli(e-kaprolakton) (PCL), a rolę napełniacza odgrywa montmorylonit (MMT). Przedstawiono budowę i właściwości MMT, jak również możliwości jego modyfikacji za pomocą różnych związków amfifilowych oraz wybrane właściwości PCL ze szczególnym uwzględnieniem jego biodegradowalności i kompatybilności z wieloma innymi polimerami. Scharakteryzowano dwie podstawowe metody otrzymywania kompozytów PCL/MMT, mianowicie mieszanie napełniacza ze stopionym polimerem i polimeryzację e-kaprolaktonu w obecności organofilizowanego MMT. Omówiono wybrane właściwości mechaniczne mikro- i nanokompozytów PCL o różnych zawartościach napełniacza, a także kompozytów z matrycą polimerową stanowiącą mieszaninę PCL i innych polimerów (PVC, PP, PE lub SAN). Przedstawiono również właściwości barierowe oraz stabilność termiczną omawianych kompozytów.

EN

The article is a review of literature concerning the results of past investigations of nanocomposites consisted of poly(e-caprolactone) (PCL) matrix and montmorillonite (MMT) as a filler. The structure (Fig. 1), properties and possibilities of MMT modifications with various amphiphilic compounds were presented. As well the selected PCL properties, especially its biodegradability and compatibility with many other polymers were discussed. Two main methods of preparation of PCL/MMT composites were characterized namely melt blending and in-situ way via polymerization of e-caprolactone in the presence of organophilized MMT (Fig. 2). The selected mechanical properties of micro- and nanocomposites of PCL with different filler contents (Table 1, Fig. 3) as well as of composites with polymer matrix consisted of PCL blend with another polymers (PVC, PP, PE or SAN, Table 2) were discussed. Barrier properties and thermal stability of the composites discussed were also characterized.

13

Modyfikowane bentonity (montmorylonity) jako podstawa rozwoju nanomateriałów polimerowych w kraju

Spychaj T., Heneczkowski M., Pigłowski J., Oleksy M., Kowalczyk K., Kiersnowski A., Galina H.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 6

1296-1302

PL

Omówiono wyniki badań nad modyfkacją organoflizującą bentonitów (od krajowego dostawcy zakładów Górniczo-Metalowych „Zębiec” S.A.) oraz ich stosowaniem w różnych materiałach polimerowych, uzyskane w trzech zespołach badawczych politechnik: Rzeszowskiej, Szczecińskiej oraz wrocławskiej, w ramach projektu zamawianego PbZ-kbn-095/t08/2003. I tak, opisano rezultaty badań nad materiałami nanokompozytowymi z poliamidu 6 (pA6) oraz bentonitu/montmorylonitu (MMT) modyf-kowanego we własnym zakresie, za pomocą soli amoniowej otrzymanej z udziałem pochodnych olejów roślinnych – uzyskane przez zespół politechniki wrocławskiej. Korzystny wpływ zastosowanego organo-bentonitu (5 % wag.) stwierdzono porównując wartości: (i) naprężenia zrywającego (ok. 66 % wzrost), (ii) sztywności (wzrost modułu younga o ok. 40 %) oraz stabilność termiczną hDT nanokompozytów – z niemodyfkowanym PA6. Zespół Politechniki Rzeszowskiej przedstawił wyniki badań nad organoflizacją MMT za pomocą komercyjnej czwartorzędowej soli amoniowej firmy Lonza, a także efekt zastosowania uzyskanego organobentonitu na właściwości odlewów z kompozycji epoksydowych i z nienasyconych żywic poliestrowych. Sporządzano kompozycje z nienasyconej żywicy poliestrowej – polimal 109py (nŻp) oraz ma-łocząsteczkowej żywicy epoksydowej – epidian 6 (E6) o zawartości napełniacza: 0,5; 1,0; 3,0 i 5,0 % wag. Stwierdzono, że materiały napełnione modyfkowanym MMT cechują się znacznie lepszymi właściwościami mechanicznymi, w porównaniu do nienapełnionych: (i) wytrzymałości na rozciąganie (25 ÷ 72 % dla NŻP i 27 ÷ 78 % dla E6), (ii) twardości wg Brinella (30 ÷ 110 % dla NŻP i 25 ÷ 95 % dla e6) oraz (iii) udarności wg charpy’ego (50 ÷ 200 % dla NŻP i 30 ÷ 180 % dla E6). Przedstawiono też rezultaty badań nad modyfkacją hydrofobizującą bentonitów za pomocą soli amoniowych syntezowanych we własnym zakresie (z dostępnych na rynku surowców) oraz stosowania jednego z otrzymanych organobentonitów w wodorozcieńczalnych epoksydowych kompozycjach powłokowych, uzyskane przez zespół Politechniki Szczecińskiej. Przy użyciu różnych „własnych” soli amoniowych, wg opracowanej w zespole metody modyfkacji montmorylonitu, otrzymywano organobentonity wykazujące rozsunięcie płytek glinokrzemianowych dochodzące do ok. 41A. Już obecność 0,5 % wag. modyfkowanego MMT, w powłokach lakierowych naniesionych na podłoże stalowe (utwardzanych w temperaturze pokojowej przez 7 dni) wpływa na wyraźną poprawę cech użytkowych powłok: (i) przyczepności do podłoża wg PN-80/C-81531 (osiągnięcie 1° przyczepności, tj. najwyższej), (ii) odporności na zarysowanie wg PN-65/C-81527 (wzrost z 800 g do 1025 g obciążenia rylca) oraz (iii) obniżenie nasiąkliwości wg PN-76/C-81521 (spadek z 4,8 % wag. do 2,8 % wag., po dwóch dniach zanurzenia w wodzie destylowanej). Rezultaty przedstawionych badań, a także próby modyfkacji bentonitu w skali ćwierćtechnicznej w zgM „Zębiec” S.A. wskazują, że napełniacze organo-montmorylonitowe opracowane we wspólnym konsorcjum badawczym, mogą skutecznie konkurować z produktami handlowymi renomowanych producentów. wyniki te uzasadniają celowość kontynuowania prac nad technologią modyfkacji bentonitów i uruchomienia krajowej produkcji nanonapełniaczy glinokrzemianowych, a także zainteresowania nimi szerokiego kręgu odbiorców.

EN

Results of research on organophilic modification of bentonites (from domestic supplier – Zakłady Górniczo-Metalowe “Zębiec” S.A.) and their application in different polymeric materials have been described. The work was performed within the scientific project – PBZ-KBN-095/ T08/2003 in three research teams, at Universities of Technology from: Rzeszów, Szczecin and Wrocław. The research data about nanocomposite materials based on polyamide 6 (PA6) and bentonite/montmorillonite (MMT) modified with ammonium salt derived from vegetable oils obtained in Wrocław group has been presented. The beneficial effect of the organobentonite (5 wt %) was found by comparing: (i) stress at break (ca. 66 % increase), (ii) stiffness (ca. 40 % increase of Young’s modulus) and thermal stability HDT of the nanocomposites, with the respective data for unmodified PA6. The research team of Rzeszów University of Technology has presented the results of MMT modification using commercial quaternary ammonium salt (produced by Lonza), as well as the effect of application of the organobentonite – on the properties of the casting materials based on epoxy and unsaturated polyester resins. The compositions of unsaturated polyester resin – Polimal 109Py (UPR) and low molecular weight epoxy resin – Epidian 6 (E6) containing different amount of the filler: 0.5, 1.0, 3.0, and 5.0 wt % were prepared. It was found that the materials filled with modified MMT show upgraded mechanical properties, as compared to those for unfilled: (i) tensile strength (25 ÷ 72 % for UPR and 27 ÷ 78 % for E6), (ii) Brinell hardness (30 ÷ 110 % for UPR and 25 ÷ 95 % for E6) and (iii) Charpy impact strength (50 ÷ 200 % for UPR and 30 ÷ 118 % for E6). The results of Szczecin University of Technology research group on hydrophobic modification of two types of bentonites with ammonium salts synthesised in own laboratory (from commercially available substrates) and the application one of the organophilized MMT in waterborne epoxy coating compositions have been described. These organobentonites revealing the aluminosilicate plates displacement up to ca. 41A were obtained using the developed method. It was shown that the presence of even 0.5 wt % of the modified MMT in varnish coat applied on steel plate (hardened for seven days at room temperature) influenced the improvement of the coating properties: (i) adhesion in accordance with PN -80/C-81531 (the highest value of 1° was attained), (ii) scratch resistance in accordance with PN -65/C-81527 (an increase from 800 g to 1025 g of burin loading) and (iii) decrease of water uptake in accordance with PN -76/C-51521 (from 4.8 wt % to 2.8 wt %, after two days of immersion in distilled water). The results of presented research as well as quartertechnical bentonite modification tests at ZG M “Zębiec” SA revealed that organomontmorillonites developed in a scientific research consortium might effectively compete with products offered by commercial producers. These figures substantiate the necessity of continuation of the research on bentonite modification technology and implementation of domestic production of aluminosilicate nanofillers for wide circle of final users.

14

Is Positron Annihilation in Polyamide 6 Affected by Morphology ?

Dębowska M., Pigłowski J., Ślusarczyk C., Schmidt P., Rudzińska-Girulska J., Suzuki T., Yu R., Biniaś W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2005

|

Vol. 13, no. 5 (53)

64--68

EN

This paper presents the DSC, WAXS, SAXS, and Raman scattering measurement results, as well as the spectra the ortho-positronium mean lifetime for three PA 6 samples of different morphology. The aim of this work was estimation if the morphology of the samples influences the positron annihilation mechanism. From the ortho-positronium annihilation characteristics, it is seen that above the glass transition temperature of the unmodified PA 6, the intensity of the long-lived component depends on the packing of PA 6 chains in part of the crystalline regions in the sample. We state that only the results from the WAXS and SAXS measurements give the most detailed picture of the morphology of the investigated samples, and that the ortho-positronium characteristics seem to agree well with the WAXS and SAXS data.

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów DSC, WAXS, SAXS, rozpraszania ramanowskiego oraz widm czasów życia pozytonów dla 3 próbek PA6, różniących się morfologią. Celem pracy było zbadanie czy morfologia próbek wpływa na mechanizm anihilacji pozytonów. Szczególną uwagę zwrócono na czas życia i natężenie tej składowej w widmie czasów życia pozytonów, która odpowiada anihilacji orto-pozytu w objętości swobodnej polimeru. Jak wiadomo charakterystyki anihilacyjne orto-pozytu są od szeregu lat wykorzystywane do badania swobodnej objętości w polimerach. Zastosowana obróbka poliamidu 6 (para wodna w autoklawie i szybkie chłodzenie ciekłym azotem) spowodowała głównie zmiany udziału form krystalicznych α i γ w próbkach. Zwiększenie udziału formy γ (o mniejszej gęstości) w próbce szybko chłodzonej przejawiło się w zwiększeniu natężenia składowej w widmie czasów życia pozytonów, związanej z anihilacją orto-pozytu w swobodnej objętości polimeru. Czas życia tej składowej okazał się nieco większy w próbkach o najlepiej wykształconej strukturze krystalicznej (obróbka w autoklawie), co przypisano wpływowi fazy krystalicznej w tych próbkach na sąsiednie obszary amorficzne. Spośród zastosowanych w pracy metod wyniki uzyskane metodami WAXS i SAXS najlepiej korespondują z informacjami uzyskanymi w pomiarach widm czasu życia pozytonów.

15

Otrzymywanie i struktura interkalowanych nanokompozytów poli([sigma]-kaprolakton)/syntetyczny montmorylonit

Kiersnowski A., Leśniewicz A., Żyrnicki W., Pigłowski J.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 52, nr 25

377-380

PL

Nanokompoyty [1] z matrycą PCL otrzymano na drodze interkalacyjnej polimeryzacji kaprolaktonu w obecności 10, 30 i 50% wag. uwodnionego syntetycznego montmorylonitu sodowego. W celu zbadania wpływu glinokrzemianu na przebieg polimeryzacji przeprowadzono dodatkowy eksperyment polegający na otrzymaniu poli([epsilon]-kaprolaktonu) w obecności różnych ilości wody. W obu przypadkach uzyskano małocząsteczkowy PCL (Mw=5360-22432). Badania kinetyczne przeprowadzone metodami NMR oraz GPC wykazały, że obecność montmorylonitu w układzie powoduje znaczny wzrost szybkości hydrolizy laktonu oraz szybszy wzrost łańcuchów polimerowych. Wyniki analizy XRD dowodzą, że [epsilon]-kaprolakton łatwo ulega interkalacji do obszarów międzywarstwowych montmorylonitu powodując jego pęcznienie. Zaskakujące okazało się , że odległości międzypłaszczyznowe glinokrzemianu (d001.) są mnijesze w uzyskanym nanokompozycie (1,40 nm) niż w montmorylonicie spęcznionym [epsilon]-kaprolaktonem (1,50 nm). Wyniki takie sugerują, że poli([epsilon]-kaprolakton) tworzy wewnątrz galerii montmorylonitu dodatkową podwójną pseudowarstwę.

EN

Bulk polymerizations of [epsilon]-caprolactone (CL) were conducted at 170oC in the presence of catalytic traces of water and 10,30 and 50 wt % of hydrated synthetic montmorillonite (M) without any additional catalyst. In noth cases a low molecular poly([epsilon]-caprolactone) (PCL) was produced (Mw=5360-22432). As revealed by NMR and GPC analyses the montmorillonite present in the system induced both significantly higher lactone hydrolysis and polymer chain growth rates. The XRD analysis revealed a intercalation, of CL inide the montmorillonite gallery. After monomer intercalation, the interlayer spacing (d001) increased from 1,25 to approx. 1,50 nm. Unexpectedly, the lactone polimeri-zation does not lead to further increase of d001 value. Our results suggested that PCL chains are flatly adsorbed onto the each side of silicate lamella creating pseudo-bilayers inside the interlayer region of silicate.

16

Badania SAXS i DSC nanokompozytów poli([sigma]-kaprolakton)/organofilizowany mantmorylonit

Kiersnowski A., Kozak M., Jurga S., Pigłowski J.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 52, nr 25

381-384

PL

Nanokompozyty [1] otrzymano na drodze interkalacyjnej polimeryzacji kaprolaktonu w obecności 10 i 50% wag. syntetycznego montmorylonitu sodowego organofilizowanego bromkiem heksadecylotrimetyloamoniowym (HTAB). Badania strukturalne uzyskanych nanokompozytów przeprowadzone techniką małokątowego rozpraszania promieni X przeprowadzone w zakresie -50 -+ 70C dowiodły, że odległość międzypłaszczyznowa d0001 oraz stopień uporządkowania układu rosną wraz ze wzrostem temperatury. Aby wyjaśnić naturę obserwowanych przemian, próbki przebadano techniką różnicowej mikrokalorymetrii skaningowej (DSC). W oparciu o wyniki eksperymentów SAXS i DSC stwierdzono, że skok wartości d001 obserwowany w zakresie 0-45C spowodowany jest procesem krystalizacji PCLw matrycy oraz w obrębie galerii krzemianu. Zmiany poniżej i powyżej tego zakresu są efektem rozszerzalności termicznej polimeru zawartego w przestrzeniach międzypłaszczyznowych montmorylonitu.

EN

Nanocomposites were obtained via intercalative polymerization in situ of [epsilon]-caprolactone in the presence of 10 and 50 wt.% of organophilized synthetic montmorillonite. SAXS investigations of obtained materials that have been carried out within a range of -50-+70C, revealed that interlayer spacing (d001) and ordering degree of silicate layers in obtained systems increase with increasing temperature. In order to find a possible explantation for such behavior a simple DSC experiments were done. According to results obtained from SAXS and DSC measurements the following conclusions have been drawn. The rapid decrease of d001 within 0-45C is a results of PCL crystallization both in nanocomposite matrix and internal areas of montmorillonite. Slow decrease of d001 value recorded above 45C and below 0C during sample cooling is a result of thermal expansion of polymer "trapped" inside the silicate gallery.

17

Otrzymywanie i właściwości nanokompozytów z matrycą z izotaktycznego polipropylenu

Pigłowski J., Trelińska-Wlaźlak M., Kiersnowski A., Smęda A.

Zeszyty Naukowe. Chemia / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 146

145-148

EN

Polypropylene-clay hybrids have been prepared by simple melt-mixing of three components, i.e., polypropylene (PP), maleic anhydride modified polypropylene (PP-g-MAH), and clays intercalated with various amines. Mechanical properties of nanocomposites were examined as a function of the alkyl chain length of the amine modifiers and addition of PP-g-MAH compatibilizer. Increase of Young's moduli from 620 MPa for neat PP to 850-1000 MPa for nanocomposites was found independent on alkyl chain length of the amine. The use of diamines did not result in better mechanical properties of nanocomposites. The maleic anhydride content of 0.6 wt.-% in compatibilizer seems to be insufficient for effective interfacial coupling reaction.

18

Otrzymywanie, struktura i właściwości nanokompozytów poli(epsilon-karpolakton)/monitorylonit i ich mieszanin z poli(chlorkiem winylu)

Kiersnowski A., Pigłowski J., Gancarz I., Smęda A.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 50, nr 23

182-185

PL

Nanokompozyty otrzymywano stosując syntetyczny montmorylonit sodowy modyfikowany bromkiem heksadecylotrimetyloamoniowym. Efektem modyfikacji była zmiana charakteru powierzchni montmorylonitu oraz dwukrotne zwiększenie odległości międzypłaszczyznowej (d001) montmorylonitu. Nanokompozyty z matrycą z poli(epsilon-kaprolaktonu) (PCL) otrzymywano posługując się techniką interkalacyjnej polimeryzacji kaprolaktonu in situ w obecności organofilizowanego glinokrzemianu. Stwierdzono, że w nanokompozytach następuje dalsza delaminacja glinokrzemianu połączona z zaburzeniem jego struktury warstwowej. Zaobserwowano zmniejszanie ciężaru cząsteczkowego polimeru wraz ze wzrostem zawartości modyfikowanego montmorylonitu. Badania mechaniczne miszanin nanokompozytów z PVC wykazały, że zawartość 6% wag. nanokompozytu o składzie PCL/M-HTAB 50/50% wag. powoduje wzrost modułu sztywności o ok. 50% w porównaniu z czystym PVC. Stwierdzono ponadto, że nie jest możlliwe uzyskanie mieszanin o większej zawartości nanokompozytu.

EN

Synthetic sodium-montmorillonite (M) was organopfilized using hexadecyltrimethylammonium bromide (HTAB). As an effect of this modification the change of silicate's surface character from organophobic to organophilic and increase of interlayer spacing (d001) was obserwed. Nanocomposites of poly(epsilon-caprolactone)/organically modified montmorillonite (PCL/M-HTAB) were produced using interlative in situ polymerization. Neat poly(epsilon-caprolactone) (PCL) was synthesid using traces of water as a catalyst. WAXS measurements of obtained nanocomposites indicated, that futher delamination of M-HTAB in nanocomposites occured. Moreover, rerrangement of clay structure was observed. Viscosity-average molecular weight of matrix-PCL decreased with increasing M-HTAB content. Mechanical testing of blend containing 6,0 wt. % indicated increase of Young moduls approx 50 % in comparison with neat PVC (2,9 and 1,9 GPa respectively).

19

Badanie adhezji między poliamidem 6 i polipropylenem modyfikowanym plazmą mikrofalową

Gancarz I., Pigłowski J.

Polimery

|

2001

|

T. 46, nr 9

622-630

PL

Płytki wykonane z izotaktycznego polipropylenu modyfikowano plazmą mikrofalową gazów niepolimeryzujących: azotu, powietrza, amoniaku, argonu i dwutlenku węgla. Zmienne parametry procesu to czas modyfikacji i odległość materiału od czoła plazmy. Efekt modyfikacji stanowiący wzrost napięcia powierzchniowego PP z 28 mN/m do poziomu 40-45 mN/m jest widoczny już po krótkotrwałym działaniu plazmy (0,5 min); przedłużenie okresu obróbki plazmowej nie powoduje już istotnego wzrostu napięcia powierzchniowego (rys. 2). Efekty modyfikacji są największe, gdy źródło plazmy znajduje się blisko modyfikowanej powierzchni (rys. 5). Stwierdzono liniową zależność wytrzymałości złącz modyfikowany PP/PA6 w funkcji napięcia powierzchniowego modyfikowanego PP (rys. 7). Wykazano również, że wartości pracy adhezji oszacowane na podstawie wielkości termodynamicznych i uzyskanych w pomiarach wytrzymałości są podobne (tabela 1). Na podstawie pomiarów wytrzymałości obliczono objętość, w której zachodzą fluktuacje prowadzące do zniszczenia połączenia adhezyjnego (61 nm3). Uzyskana wartość jest zbliżona do tej uzyskanej z pomiarów czasu życia (53 nm3).

EN

Isotactic PP plates were treated with microwave plasma generated from nonpolymerizing gases, viz., nitrogen, air, ammonia, argon, and carbon dioxide. The surface tension of PP was examined in relation to plasma treatment time and distance of the plate from the plasma front. In the PP plate, surface tension was found to rise from 28 to 40-45 mN/m. The effect of plasma treatment, viz., hydrophilization of the PP surface, was attained within a short time (0.5 min); protraction of the treatment did not result in an essential increase in surface tension (Fig. 2). The treatment was most effective when the source of plasma was placed close to the surface of the plate (Fig. 5). The strength of modified PP-PA 6 joints was found to be directly related to the surface tension of modified PP (Fig. 7). The work of adhesion evaluated from thermodynamic data was similar to that estimated from adhesive bond strength measurements (Table 1). The space to accomodate the fluctuations resulting in the destruction of the adhesive joint, estimated from strength measurements to be 61 nm3 was quite close to the 53 nm3 evaluated from lifetime measurements.

20

Właściwości modyfikowanych mieszanin poliamidu 6 z izotaktycznym polipropylenem

Pigłowski J., Bandurski J., Jurkowski K.

Polimery

|

2000

|

T. 45, nr 10

693-700

PL

Zbadano wpływ kompatybilizacji na adhezję, morfologię, kinetykę krystalizacji i właściwości mechaniczne heterogenicznych mieszanin poliamidu 6 z izotaktycznym polipropylenem. W charakterze modyfikującego kompatybilizatora zastosowano triblokowe kopolimery poli[styren-b-(etylen-co-butylen)-b-styren] (SEBS) funkcjonalizowane bezwodnikiem maleinowyrn (MAH). Mieszaniny zawierające SEBS-g-MAH charakteryzują się bardziej regularną morfologią (rys. 8a-8e), lepszym zdyspergowaniem fazy rozproszonej, większą adhezją międzyfazową (rys. 2 i 3) oraz znacznie lepszą udarnością z karbem (rys. 9). Szybkość krystalizacji PA6 i PP-i w mieszaninach jest znacznie większa od szybkości krystalizacji samych tych polimerów (rys. 6 i 7). Budowa badanych kompatybilizatorów wywiera tylko niewielki wpływ na właściwości mechaniczne modyfikowanych nimi mieszanin (tabela 3).

EN

Adhesion, morphology, crystallization kinetics and mechanical properties of polyamide 6 (PA)-PP-i blends were studied in relation to the degree of compatibilization. Maleic anhydride (MAH)-functionalized poly(styrene-b(ethylene-co-butylene)-bstyrene) (SEES) triblock copolymers were used as compatibilizers. In the blends containing SEBS-g-MAH copolymers, the dispersion of phases was more regular and finer (Figs. 8a-8e), the adhesion at the interface was stronger (Figs. 2, 3) and notched impact strength was higher (Fig. 9). The rate of crystallization of PA6 and PP-i in the blends was much faster than that in neat polymers (Figs. 6, 7). The mechanical properties of the blends were only slightly affected by the structure of the compatibilizers used to modify them (Table 3).