Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure evolution of silicone rubber-based composites during ceramization in different conditions

Pędzich Z., Bukańska A., Bieliński D. M., Anyszka R., Dul J., Parys G.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 4

251-255

EN

The work describes the microstructural changes occurring during the ceramization of silicone rubber-based composites in different conditions. Ceramization is a phenomenon which assures the compactness of polymer-based composites in the case of its thermal degradation caused by open fire or exposure to high temperatures. Polymer-based materials used as wire coatings contain a certain amount of mineral additives. Their type, volume, and grain size distribution are decisive for shaping the microstructure of a ceramized body. Moreover, the ceramization conditions can strongly influence its final microstructure. The total porosity, open porosity, pore size distribution and ceramized body compactness evolve with changes to the degradation temperature of the composites at which they have been studied.

PL

W niniejszej pracy opisano zmiany mikrostrukturalne kompozytów silikonowych poddanych ceramizacji w różnych warunkach. Ceramizacja jest procesem zapewniającym zwartość kompozytów polimerowych w przypadku termicznej degradacji materiałów, spowodowanej ogniem bądź poddaniem ich na działanie wysokiej temperatury. Polimerowe materiały przeznaczone na osłony przewodów elektrycznych zawierają określoną ilość napełniaczy mineralnych. Ich rodzaj, udział objętościowy oraz wielkość cząstek decydują o mikrostrukturze warstwy ceramicznej. Co więcej, o strukturze kompozytów po ceramizacji w znacznej mierze decydują również warunki, w jakich prowadzono proces ceramizacji. Całkowita objętość porów, objętość porów otwartych, dystrybucja wielkości porów oraz zwartość struktury zmienia się wraz ze zmianą temperatury degradacji, w jakiej badano kompozyty.

2

Ceramizable silicone rubber composites. Influence of type of mineral filler on ceramization

Bieliński D. M., Anyszka R., Pędzich Z., Parys G., Dul J.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 4

256-261

EN

The phenomenon of silicone rubber ceramization is based on preventing the release of volatile compounds resulting from the thermal decomposition of the polymer matrix through the creation of a ceramic coating on the composite surface. Usually, the coating is composed of mineral filler particles, combined with a fluxing agent. The ceramic barrier created is to protect the copper wire inside the cable from melting, which is additionally strong enough to maintain the mechanical integrity of the electrical circuit. The paper presents experimental data on the mechanical properties of silicone rubber composites, the morphology and strength of their ceramized layer and associated thermal characteristics and flammability of the materials. The results were analysed in terms of their material composition, type, size and surface modification of the mineral fillers. The composite with wollastonite exhibited the most stable structure and properties. Their porosity was the least dependent on the thermal conditions of ceramization, leaving a considerable amount of sub-micron pores up to the highest temperatures.

PL

Zjawisko ceramizacji kauczuku silikonowego polega na przeciwdziałaniu uwalnianiu się lotnych związków powstających w wyniku termicznej dekompozycji matrycy polimerowej, poprzez utworzenie ceramicznej powłoki na powierzchni kompozytu. Najczęściej powstaje ona wskutek połączenia cząstek napełniaczy mineralnych za pomocą szklistego topnika. Tego typu ceramiczna bariera ma za zadanie zabezpieczyć miedzianą żyłę wewnątrz przewodu elektrycznego przed stopieniem, będąc jednocześnie na tyle wytrzymałą mechanicznie, aby zapewnić integralność obwodu elektrycznego. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki badań właściwości mechanicznych silikonowych kompozytów ceramizujących, badania morfologii i wytrzymałości powstającej fazy ceramicznej oraz związane z tym zjawiskiem: charakterystykę termiczną i palność badanych materiałów. Uzyskane wyniki badań analizowano z punktu widzenia składu materiału, rodzaju, rozmiaru oraz modyfikacji powierzchni napełniaczy mineralnych. Najbardziej stabilną strukturą i właściwościami odznaczały się kompozyty zawierające wollastonit. Ich porowatość była najmniej zależna od termicznych warunków ceramizacji, zachowując znaczną zawartość porów o rozmiarach submikronowych aż do najwyższych temperatur.

3

Influence of crystalline additives to silicone rubber based composites on their microstructure after ceramization process

Pędzich Z., Bieliński D. M., Dul J., Zarzecka-Napierała M.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 4

342-346

EN

The paper presents the results of investigations on the composition of mineral components used for ceramizable silicone rubber-based composites. By using different crystalline phase additives, it is possible to assure the proper course of composite degradation and its transformation during the ceramization process. Three crystalline components were tested as an additive to silicone rubber - bentonite, kaolinite and wollastonite. They were added simultaneously with the glassy phase. These compounds during firing evolved (decomposed) and introduced into the ceramized material a polycrystalline structure, responsible for its properties. The characteristic of the ceramized composite body created during heating was investigated by mercury porosimetry. The porosity evolution was described in the range of 600÷1050°C.

PL

Praca prezentuje wyniki badań nad składem mieszanki mineralnej stosowanej w kompozytach na osnowie silikonowe, ulegających w czasie degradacji wysokotemperaturowej zjawisku ceramizacji. Stosując dodatek różnych faz krystalicznych, możliwe jest zapewnienie takiego przebiegu procesu degradacji kompozytu i jego ceramizację. Badano wpływ trzech faz krystalicznych jako dodatków do gumy silikonowej - bentonitu, kaolinitu i wollastonitu. Były one dodawane równolegle z fazą szklistą. W czasie spalania kompozytu składniki te ewoluowały (przemiany polimorficzne, rozkład) i budowały w ceramizującym kompozycie polikrystaliczną mikrostrukturę odpowiedzialną za jego właściwości. Charakterystykę mikrostrukturalną powstających w czasie spalania sceramizowanych tworzyw określano za pomocą porozymetrii rtęciowej. Opisano ewolucję porowatości powstającej w zakresie temperatur degradacji 600÷1050°C.

4

Stanowiskowe badania porównawcze okładzin hamulcowych ze spoiwem polimerowym nowej generacji

Bieliński D., Dobrowolski O., Dul J., Pruba P., Michalska K.

Tribologia

|

2009

|

nr 2

11-19

PL

Obiekt badań stanowiły prototypowe okładziny hamulcowe ze zmodyfikowanym spoiwem polimerowym. Idea modyfikacji polegała na uelastycznieniu żywicy fenolowo-formaldehydowej za pomocą dodatku 5–30% wag. elastomerów, wprowadzanych do niej na drodze tribochemicznej. Kompozyty żywiczne zawierały kauczuk butadienowo-akrylo-nitrylowy (konwencjonalny bądź uwodorniony), akrylowy, chloroprenowy, silikonowy lub polisilseskwioksany (POSS) z funkcjonalnymi grupami metylowymi bądź fenylowymi. Badania stanowiskowe mechanizmu hamulcowego kół przednich samochodu FIAT "Seicento", wyposażonego w klocki z nowym spoiwem polimerowym, przeprowadzono na stanowisku bezwładnościowym w Laboratorium Badań Hamulców PIMOT, wykonując próby skuteczności hamowania "na zimno" oraz badania czułości na prędkość według p. 3 Regulaminu EKG ONZ nr 90. Uzyskane wyniki porównano do oryginalnych zespołów okładziny hamulcowej Ferit I/D 458 FG oraz Fers-TC. Dodatkowo oznaczono właściwości cierne okładzin (tzw. próba Kraussa), według p. 8 Regulaminu EKG ONZ nr 90.

EN

Prototype friction brakes with lining made of modified resin bonding were the subject of the studies. The idea of polymer modification in a tribochemical way, leading to a decrease of its toughness, resulted in grafting of 5-30 wt. % of elastomer. Resin composites: The following elastomers were tried as modifiers: butadiene-acrylonitrile rubber (conventional Or hydrogenated), acrylic rubber, chloroprene rubber, silicone rubber or polysilsesquioxanes (POSS) with methyl or phenyl functional groups. Bench tests on front axle braking system of FIAT "Seicento" having brake blocks containing new polymer bonding, were run on an inert mass stand at Braking System Laboratory of Automotive Industry Institute (PIMOT). Efficiency of braking under "cold conditions" as well as its speed sensitivity, according to p. 3 of the Regulation EKG ONZ no. 90 were tested. The results obtained were compared to commercial brake blocks: Ferit I/D 458 FG and Fers-TC, used as references. Tribological properties of the blocks were tested using the Krauss test, according to p. 8 of the Regulation EKG ONZ no. 90 were additionally determined.

5

Zastosowanie analizy termicznej i termowizji w badaniach materiałów okładzin hamulcowych

Dobrowolski O., Bieliński D., Dul J., Mandryk R., Nyszko G.

Tribologia

|

2008

|

nr 2

145-152

PL

Dokonano oceny wpływu modyfikacji nowolakowej żywicy fenolowo--formaldehydowej za pomocą różnego rodzaju elastomerów na jej właściwości termiczne oraz charakterystykę tribologiczną, szybkość nagrzewania i efektywność odprowadzania ciepła ze strefy tarcia przez kompozyty cierne sporządzone na modyfikowanej osnowie. Stwierdzono, że dodatek kauczuku generalnie nie pogarsza odporności termicznej żywicy. Ma jednak wpływ na morfologię i właściwości kompozytu. Najlepsze charakterystyki eksploatacyjne uzyskano w przypadku żywicy modyfikowanej kauczukiem butadienowo-akrylonitrylowym (NBR) i jego karboksyłowanym analogiem (XNBR). W tym przypadku osnowa polimerowa jest materiałem jednofazowym, o podwyższonej odporności termicznej i wytrzymałości mechanicznej w warunkach dynamicznych, generującym najmniej ciepła wewnątrz materiału w trakcie tarcia.

EN

The influence of the modification of phenol - formaldehyde resin (FF) by the incorporation of various elastomers on its thermal properties and tribological characteristics, heating rate and the efficiency of heat transfer from the friction zone by break pads made of FF composites, has been evaluated. The addition of elastomer generally does not deteriorate thermal stability of a resin. However, it influences morphology and the properties of a composite. The best exploitation characteristics were obtained for FF modified by acrylonitrile - butadiene rubber (NBR) or its carboxylated analogue (XNBR). In these cases the polymer matrix represents the monophase structure of improved thermal stability and mechanical strength under dynamic conditions, which generates the lowest amount of heat in break pad material during friction.

6

Skrobia jako składnik mieszanek gumowych. Część III. Jodowanie i obróbka enzymatyczna skrobi ziemniaczanej

Bieliński D.M., Głąb P., Pyskło L., Dul J.

Elastomery

|

2005

|

T. 9, nr 2

11-20

PL

Podjęto próby modyfikacji skrobi ziemniaczanej przez jodowanie na powierzchni i w wodnym roztworze oraz poddano ją obróbce enzymatycznej (endo-amylaza). Zbadano budowę, energię powierzchni oraz wielkość i morfologię cząstek produktów modyfikacji, wykorzystując do tego celu spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), inwersyjną chromatografię gazową (IGC) oraz mikroskopię stereoskopową z analizą obrazu. Stwierdzono znaczne zmiany charakteru energetycznego powierzchni i struktury warstwy wierzchniej skrobi poddanej jodowaniu. W przypadku obróbki enzymatycznej zanotowano pewien nieznaczny wzrost udziału wody w warstwie wierzchniej skrobi. Zaproponowane metody modyfikacji bardzo wyraźnie obniżały stopień aglomeracji cząstek skrobi ziemniaczanej. Skrobia ziemniaczana poddana modyfikacji mieszała się znacznie łatwiej z NBR niż skrobia natywna. Modyfikacja wpływała jednak w niewielkim stopniu na przyrost momentu wulkametrycznego i właściwości mechaniczne gumy napełnionej z dodatkiem skrobi. W przypadku NBR napełnionego sadzą z dodatkiem skrobi poddanej obróbce enzymatycznej, zaobserwowano nawet pewne pogorszenie właściwości mechanicznych gumy. Stwierdzono wpływ dodatku modyfikowanej skrobi ziemniaczanej na tarcie gumy napełnionej sadzą lub krzemionką po stali, badane w warunkach pracy zarówno "na sucho", jak i "na mokro" - przy smarowaniu wodą. Ogólnie skutkuje on obniżeniem współczynnika tarcia napełnionego kauczuku, które przejawia się najsilniej w przypadku użycia skrobi poddanej jodowaniu na powierzchni. Nie potwierdzono efektu antypoślizgowego, który miałby być konsekwencją wzrostu histerezy gumy w następstwie pęcznienia skrobi w wodzie.

EN

Attempts to modify potato starch by iodination on the surface or in solution, as well as enzymatic treatment (endo-amylase) have been undertaken. Composition, the surface energy, dimensions and morphology of starch particles were determined by a Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR), inverse gas chromatography (IGC) and stereoscopic microscopy with picture analysis. Significant changes of energetic character of the surface and structure of the surface layer of starch subjected to iodination were detected. In the case of enzymatic treatment of potato starch some, not very high uptake of water was found. Proposed methods of modification reduce significantly degree of starch particles agglomeration. Modified potato starch exhibits better dispersability in NBR than the native one. However, modifications practically do not effect an increase of vulcametric modulus and mechanical properties of a filled rubber with addition of starch. For rubber filled with carbon black and addition of starch subjected to enzymatic treatment, some decrease of mechanical properties was even observed. Influence of a modified potato starch addition on friction of NBR filled with carbon black or silica against steel, measured under dry conditions as well as the water lubrication ones, were detected. Generally, it results in lowering of the coefficient of friction of the filled rubber, which manifests itself the strongest for the surface iodination of starch. Anti-slip effect, believed to be a consequence of an increase of the system hysteresis due to swelling of starch in water, has this time not been confirmed.

7

Skrobia jako składnik mieszanek gumowych. Część II. Skrobia modyfikowana

Pyskło L., Dul J., Potocki K., Bieliński D., Ślusarski L.

Elastomery

|

2004

|

T. 8, nr 1

3-14

PL

Przeprowadzono próby modyfikacji skrobi ziemniaczanej drobnoziarnistej metodami chemicznymi i fizykochemicznymi. Do badań w mieszankach gumowych wyselekcjonowano produkty modyfikacji skrobi o najlepszej postaci użytkowej. Zostały one zbadane w mieszankach wzorcowych SBR i NBR, w których 10 cz. mas. sadzy N-330 zastąpiono równoważną ilością produktu modyfikacji skrobi. Najlepsze właściwości wulkanizatów SBR uzyskano w przypadku kompozytów skrobi i żywicy nonylofenolowo-formaldehydowej (RA 16) oraz żywicy nonylofenolowo-formaldehydowej i plastyfikatora wysokoaromatycznego (RA 28). W mieszankach NBR dobrze wypadły kompozyty skrobi z żywicą nonylofenolowo-formaldehydową i plastyfikatorem poliestrowym oraz mieszaninami NBR i żywicy fenolowo-formaldehydowej nowolakowej. Kompozyty RA 16 i RA 28 zbadano w mieszankach produkcyjnych na bieżnik opon wielkogabarytowych i spody obuwia. W przypadku mieszanki na bieżnik opon wielkogabarytowych nie potwierdziły się informacje o korzystnym wpływie skrobi na współczynnik tarcia gumy na mokrej nawierzchni. Zarówno dodatek skrobi ziemniaczanej jak i jej kompozytów powodował zmniejszenie współczynników tarcia na gładkiej suchej i mokrej nawierzchni. Dobre wyniki uzyskano w przypadku mieszanki na spody obuwia. Zastąpienie 10 cz. mas. sadzy N-330 równoważną ilością kompozytu RA 28 i korekta składu polegająca na zmniejszeniu ilości żywicy kumaronowo- indenowej umożliwiła uzyskanie podobnych właściwości wytrzymałościowych wulkanizatów oraz współczynników tarcia i odporności na ścieranie jak dla mieszanki produkcyjnej.

EN

The modified starch was evaluated in SBR and NBR compounds. The best mechanical properties had SBR compounds containing composites of starch and nonylophenolic formaldehyde resin (RA 16) and starch, nonylophenolic formaldehyde resin and highly aromatic oil (RA 28). In NBR compound more suitable were composites of starch and blends NBR/phenolic formaldehyde novolac resin. The composites of starch and nonylophenolic formaldehyde resin and starch, nonylophenolic formaldehyde resin and highly aromatic oil were tested in a tread compound of giant tyres and a footwear sole compound. It was not confirmed that starch can increase the tyre tread coefficient of friction on wet surface. The footwear sole compound containing 20 phr of the composite of starch, nonylophenolic formaldehyde resin and highly aromatic oil showed good mechanical and tribological properties.

8

Skrobia modyfikowana jako uzupełniający napełniacz mieszanek gumowych

Bieliński D., Ślusarski L., Pyskło L., Dul J., Potocki K.

Przemysł Chemiczny

|

2003

|

T. 82, nr 8-9

1113-1116

9

Skrobia jako składnik mieszanek gumowych. Cz. I. Skrobia niemodyfikowana

Pyskło L., Dul J., Bieliński D., Potocki K., Ślusarski L., Lewandowicz G.

Elastomery

|

2003

|

T. 7, nr 3

23-33

PL

Przeprowadzono szczegółowe badania właściwości kilku rodzajów skrobi otrzymywanych z różnych roślin: ziemniaczanej natywnej i drobnoziarnistej, kukurydzianej natywnej i woskowej, pszennej, grochowej, tapiokowej i amarantusowej. Skrobie te różnią się wielkością i kształtem granulek, powierzchnią właściwą, składem ilościowym oraz typem i stopniem krystaliczności. Najmniejsze granulki 1- 3 žm i największą powierzchnię właściwą 10 m2/g ma skrobia amarantusa, a największe 15 do 75 žm i najmniejszą powierzchnię 0,8 m2/g skrobia ziemniaczana natywna. Specjalnie selekcjonowana skrobia ziemniaczana, drobnoziarnista ma granulki o średnicy do 50 mm, z przewagą granulek o średnicy do 20 žm, i tylko nieznacznie większą od skrobi natywnej powierzchnię właściwą. Zbadano wpływ poszczególnych rodzajów skrobi na właściwości wzorcowej mieszanki SBR zastępując 7,5 i 15 phr. sadzy aktywnej N- 330 równoważną ilością skrobi. Dodanie do mieszanki SBR 15 cz. mas. badanych rodzajów skrobi powodowało bardzo wyraźne zmniejszenie wytrzymałości wulkanizatów na rozciąganie i rozdzieranie oraz ich odporności na wielokrotne rozciąganie (zmęczenieścieranie. W celu zwiększenia możliwości stosowania skrobi ziemniaczanej w mieszankach gumowych podjęto próby jej modyfikacji metodami chemicznymi i fizykochemicznymi. Wybrane produkty modyfikacji zostały zbadane w mieszankach gumowych. Wyniki badań zostaną omówione w części II publikacji.

EN

Comprehensive investigations of properties of starches obtained from different plants: potato native and fine-grained, corn native and waxy, wheat, pea, tapioca and amaranthus were performed. These types of starches differ in size and shape of granules, specific surface area, composition and type and degree of crystallinity. The smallest size of granules 1-3 žm and the largest specific surface area 10 m2/g has amaranthus starch, and the largest granules 15-75 žm and the smallest specific surface 0.8 m2/g has native potato starch. Specially selected fine-grained potato starch has average granule size 50 žm with majority of granules of smaller size than 20 žm. Influence of above mentioned types of starch on rheological and mechanical properties of standard SBR compound containing 50 phr of carbon black N-330 was investigated. 7.5 phr and 15 phr of starch were substituted for the same amount of N-330. Substitution of 15 phr of starch for equivalent quantity of carbon black N-330 caused significant deterioration of mechanical properties, fatigue resistance and abrasion resistance of vulkanizates. The fine-grained potato starch has been modified by means of chemical and physicochemical methods and selected products have been tested in rubber compounds. The modification products and test results will be discussed in the Part II.

10

Osiągnięcia Instytutu Przemysłu Gumowego w dziedzinie żywic fenolowych

Dul J.

Elastomery

|

2003

|

T. 7, nr 3

34-37

PL

Omówiono najważniejsze osiągnięcia w badaniach nad syntezą i technologią wytwarzania żywic fenolowych. Omówiono wdrożone technologie i dziedziny, w których żywice zostały zastosowane

EN

The most important achievements in our studies on synthesis and manufacturing of phenolic resins are described. The implemented technologies and areas of their application are also presented.