Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Polyurethanes as a Potential Medical-Grade Filament for Use in Fused Deposition Modeling 3D Printers – a Brief Review

Przybytek A., Gubańska I., Kucińska-Lipka J., Janik H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 6 (132)

120--125

EN

The possibility of using 3D printing technology (3DP) in medical field is a kind of revolution in health care. This has contributed to a rapid growth in demand for 3D printers, whose systems and materials are adapted to strict medical requirements. In this paper, we reporta brief review of polyurethanes as a potential medical-grade filament for use in Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printer technology. The advantages of polyurethanes as medical materials and the basic operating principles of FDM printers are presented. The review ofpresent solutions in the market and literature data confirms the large interest in 3D printing technologies for the production of advanced medical devices. In addition, it is shown that thermoplastic-elastomer polyurethanes may be an effective widespread class of material inthe market as thermoplastic filament for FDM 3D printers.

PL

Możliwość stosowania technologii druku 3D (3DP) do zastosowań w medycynie stanowi swego rodzaju rewolucję w służbie zdrowia. Przyczyniło się to do znaczącego wzrostu zapotrzebowania na nowe drukarki oraz materiały, które są dostosowane do wymagań medycznych. W artykule przedstawiono zalety materiałów poliuretanowych, które mogą znaleźć zastosowanie jako filamenty klasy medycznej do druku 3D w technologii Fused Deposition Modeling (FDM). Opisano również podstawowe zasady działania drukarek FDM. Przegląd dostępnych rozwiązań przemysłowych oraz doniesień literaturowych potwierdził słuszność stosowania technologii druku 3D do produkcji spersonalizowanych wyrobów medycznych, wskazując jednocześnie na niewystarczającą liczbę dostępnych certyfikowanych biomedycznych materiałów dedykowanych tej technologii.

2

Thermoplastic elastomer filaments and their application in 3D printing

Przybytek A., Kucińska-Lipka J., Janik H.

Elastomery

|

2016

|

T. 20, nr 4

32--39

EN

The paper provides an overview on the materials used in the 3D printing technology (the Polish and foreign market) with a particular focus on flexible filaments and their possible application in the industry. There are described the techniques of 3D printing and modern filaments available on the market. There is observed the increase of interest in the production of products from filaments based on thermoplastic elastomers (TPE), including the applications in the electronics and medicine, especially in tissue engineering. Ability to modify the physical and mechanical properties of thermoplastic elastomers, combined with their unique elastic and processability properties, opens new possibilities for engineers, designers and bio-engineers. The possibility to use new materials in 3D printing can contribute to faster development of research and accelerates implementation of innovative products.

PL

Praca stanowi przegląd dostępnych na rynku krajowym i zagranicznym materiałów używanych w technologii druku 3D. Szczególną uwagę poświęcono elastycznym włóknom (ang. flexible filaments) oraz ich potencjalnemu zastosowaniu w przemyśle. Przedstawiono i oceniono stosowane technologie druku 3D. Scharakteryzowano nowoczesne włókna kompozytowe, ich właściwości i zastosowanie. Opisano także najnowsze doniesienia literaturowe związane z otrzymywaniem nowoczesnych termoplastycznych elastomerów (TPE) do wykorzystania w technologii druku 3D. Na podstawie przeanalizowanych publikacji zauważono ogromny wzrost zainteresowania wykorzystaniem termoplastycznych poliuretanów (TPU) w przemyśle elektronicznym, medycznym oraz obuwniczym. Dostępne na rynku nowoczesne produkty wykonane przy użyciu drukarek 3D z wykorzystaniem TPU, potwierdzają te doniesienia. Interesujące jest wykorzystanie wodnych dyspersji TPU z możliwą kontrolą bioaktywności do zastosowań w inżynierii tkankowej. Dodatek do wodnych dyspersji TPU, biopolimerów lub poli(tlenku etylenu) (PEO) powoduje znaczny wzrost ich lepkości. Pozwala to na użycie tego materiału w drukarkach 3D w technologii niskotemperaturowego drukowania (LFDM). Możliwość kontrolowanej zmiany właściwości fizycznych i mechanicznych, wyjątkowa elastyczność, trwałość oraz łatwość przetwórstwa termoplastycznych elastomerów otwierają nowe możliwości wykorzystania druku 3D. Dzięki temu technologia ta przestaje być narzędziem jedynie do prototypowania – umożliwia ona drukowanie materiałów gotowych do użytku na skalę przemysłową.

3

Standaryzacja i certyfikacja degradacji środowiskowej tworzyw sztucznych. Cz. II

Janik H., Kucińska-Lipka J., Wawrowska M.

Analityka : nauka i praktyka

|

2016

|

nr 3

56--59

PL

Rozkład tworzyw sztucznych w środowisku jest złożonym procesem, którego przebieg w dużym stopniu zależy od rodzaju tworzywa sztucznego i od warunków, na które tworzywo jest narażone.

4

Standaryzacja i certyfikacja degradacji środowiskowej tworzyw sztucznych

Janik H., Kucińska-Lipka J., Wawrowska M.

Analityka : nauka i praktyka

|

2016

|

nr 1

60--63

PL

Pojawienie się ostatnio na rynku produktów z polimerów biodegradowalnych stymuluje podstawanie coraz to nowszych uregulowań dobrowolnych, a także obowiązkowych w Unii Europejskiej.

5

Polyurethanes modified with natural polymers for medical application. Part II. Polyurethane/gelatin, polyurethane/starch, polyurethane/cellulose

Kucińska-Lipka J., Gubańska I., Janik H.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 3

197--200

EN

This paper is a literature overview of biomedical PUR modifications with natural polymers such as starch, cellulose and gelatin. Properties like biodegradability and biocompatibility of modified PUR cause that these materials may be used as wound dressings, tissue scaffolds, tissue implants and also vascular grafts.

PL

Artykuł stanowi kontynuację przeglądu literaturowego dotyczącego modyfikacji poliuretanu (PUR) za pomocą polimerów naturalnych, takich jak: skrobia, celuloza i żelatyna, w celu nadania mu właściwości predestynujących do zastosowań medycznych. Dzięki właściwościom tych naturalnych polimerów, modyfikowane nimi poliuretany mogą znaleźć zastosowanie jako opatrunki, rusztowania w inżynierii tkankowej, implanty tkanek twardych i miękkich a także naczyń krwionośnych.

6

Polyurethanes modified with natural polymers for medical application. Part 1. Polyuretane/chitosan and polyurethane/collagen

Kucińska-Lipka J., Gubańska I., Janik H.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 9

678--684

EN

For over three decades polyurethanes (PUR or PU) have been reported for application in a variety of medical devices. These polymers consist of hard and soft segments, which allow for more subtle control of their structure and properties. By varying the composition of the different segments, properties of PUR can be tuned up for use in many areas of medicine. Recently, there is a great interest in modification of biomedical PUR with natural polymers making them more attractive and environmentally friendly. This group of natural polymers include chitosan and collagen. Chitosan is a crystalline polysaccharide. It is second most abundant natural polymer next to cellulose that is used in medical field. Chitosan can be applied in vastly diverse fields, ranging from waste management to food processing and medicine because of its biocompatibility, biological activity and biodegradability. Collagen is the component of tissues in nature and due to several properties it is considered for various applications in biomedical sciences. It is widely used in cosmetics surgery, healing burn wounds, orthopaedic, surgery and tissue engineering. This paper is an overview of novel achievements in medical grade PURmodifications with the use of natural polymers. Such PUR-natural polymer blends, due to their properties, may be applied aswound dressings, scaffolds in tissue engineering, tissue implants and vascular grafts.

PL

Artykuł stanowi przegląd literaturowy dotyczący nowych osiągnięć w zakresie modyfikacji biomedycznego poliuretanu (PUR lub PU), przy użyciu polimerów naturalnych, takich jak: chitozan i kolagen. Segmentowa budowa makrocząsteczki poliuretanu (segmenty sztywne i elastyczne) umożliwia subtelną kontrolę i sterowanie strukturą i właściwościami PUR oraz dostosowywanie ich do potrzeb w zależności od przewidywanych zastosowań. Łączenie poliuretanów z polimerami naturalnymi, tj. chitozan lub kolagen czyni je bardziej atrakcyjnymi i przyjaznymi dla środowiska. Biokompatybilny, aktywny biologicznie i biodegradowalny krystaliczny polisacharyd — chitozan — może być wykorzystywany w różnorodnych dziedzinach, począwszy od gospodarki odpadami a na medycynie kończąc. Kolagen natomiast, stanowiący budulec tkanek, ze względu na swoje właściwości może być szeroko stosowany w chirurgii kosmetycznej, w leczeniu ran oparzeniowych, stomatologii, ortopedii i inżynierii tkankowej. Poliuretany modyfikowane chitzanem lub kolagenem mogą służyć jako materiały na opatrunki, rusztowania w inżynierii tkankowej, implanty tkanek twardych i miękkich a także naczyń krwionośnych.

7

Novel Polyurethanes as Antifouling Paint Matrices

Kucińska-Lipka J., Janik H., Gubańska I.

Advances in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, nr 1(35)

5--10

EN

The new poly(ester-ether urethane)s (PEEUR) were prepared in two stage synthesis from formerly obtained oligo(alkylene ester-ether)diols (OAEE) and 4,4‘-diphenylmethane diisocyanate (MDI). PEEUR samples were subjected to crosslinking with styrene in the presence of radical polymerization initiators: methyl ethyl ketone peroxide (MEKPO) or cobalt 2-ethyl cyclohexanoate (EtHCo). Crosslinked PEEUR were characterized by their physicochemical and mechanical properties. Tensile strength of crosslinked PEEURs was in the range 63-29 MPa, hardness values were from 92 to 97°ShA, and glass transition temperature was in the range 59-74°C. For PEEURs filled with biocides tensile strength was in the range 6,8-8,5MPa, hardness values were from 82 to 92°ShA, and glass transition temperature was in the range 57-72°C. Optical microscopic observations showed that the materials obtained were homogeneous in micrometric scale.

8

Synteza, budowa i właściwości chemiczne nienasyconych oligo(alkilenoestro-etero)dioli

Kucińska-Lipka J., Janik H., Balas A.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 7-8

530-535

PL

Przeprowadzono serie reakcji polikondensacji nienasyconych oligo(alkilenoestro-etero)dioli (OAEE) z udziałem komonomerów kwasowych [kwasu adypinowego (KA), bezwodnika maleinowego (BM), bezwodnika ftalowego (BF)] oraz komonomerów glikolowych {glikolu dietylenowego (DG), glikolu etylenowego (EG), glikolu 1,3-propylenowego (PG), ?,?-dihydroksy[oligo(oksyetylenu)] (POE), a także ?,?-dihydroksy[oligo(oksytetrametylenu)] (PTMG)}, bez użycia katalizatora. Aby uzyskać nienasycone OAEE zakończone grupami hydroksylowymi, w syntezach stosowano nadmiar substratów glikolowych. Przebieg procesu kontrolowano na drodze pomiaru liczby kwasowej. Otrzymane OAEE charakteryzowano metodą FT-IR oraz analizy elementarnej, oznaczano wartość liczby hydroksylowej (LOH) oraz liczby jodowej (LJ), na podstawie LOH obliczano ciężar cząsteczkowy a także termograwimetrycznie oceniano odporność termiczną produktów. Stwierdzono, że nienasycone OAEE wytworzone przy użyciu nadmiaru PG odznaczają się największym ciężarem cząsteczkowym i dobrą odpornością termiczną.

EN

The series of polycondensation reactions of unsaturated oligo(alkylene-ester-ether)diols (OAEE) with acidic comonomers [adipic acid (KA), maleic anhydride (BM), phthalic anhydride (BF)] and glycol comonomers {diethylene glycol (DG), ethylene glycol (EG), 1,3-propylene glycol (PG), ?,?-dihydroxy[oligo(oxyethylene)] (POE) and ?,?-dihydroxy[oligo(oxytetramethylene)] (PTMG)} were carried out without catalysts (Table 1). An excess of glycol substrates was used to obtain unsaturated OAEE terminated with hydroxyl groups. The course of the process was controlled via measurements of acid value (Lk) (Fig. 1, 2). OAEE obtained were characterized by FT-IR spectroscopy (Fig. 3) and elemental analysis (Table 2). The values of hydroxyl number (LOH) and iodine number (LJ) were determined. Molecular weight was calculated on the basis of LOH (Table 3) and thermal stability was evaluated thermogravimetrically (Table 4, 5). It has been found that unsaturated OAEE prepared with an excess of PG showed the largest molecular weight and good thermal stability.

9

Synteza, budowa chemiczna i właściwości sieciowanych styrenem poli(estro-eterouretanów) otrzymanych z nienasyconych oligo(alkilenoestro-etero)dioli i 4,4'-diizocyjanianu difenylometanu

Kucińska-Lipka J., Janik H., Balas A.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 11-12

781-785

PL

Metodą dwuetapową, w reakcji syntezy wytworzonych uprzednio oligo(alkilenoestro-etero)dioli (OAEE) z 4,4'-diizocyjanianem difenylometanu (MDI) otrzymano nowe nienasycone poli(estro-eterouretany) (NPEEUR), które następnie poddano sieciowaniu styrenem wobec inicjatorów polimeryzacji rodnikowej: nadtlenku metyloetyloketonu (MEKPO) i 2-etylocykloheksanianu kobaltu (EtHCo). Usieciowane PEEUR scharakteryzowano na podstawie badań wytrzymałości mechanicznej, analizy termicznej dynamicznych właściwości mechanicznych (DMTA), analizy termograwimetrycznej (TG) oraz obserwacji mikroskopowych (TEM). Budowę potwierdzono metodą FT-IR. Wytrzymałość na rozciąganie uzyskanych poli(estro-eterouretanów) mieści się w przedziale 8-29MPa, twardość w zakresie 24,9-28,3°Sh D, odporność termiczna wyrażona wartością temperatury ubytku 10% masy próbki zawiera się w przedziale 298-333°C, a temperatura ß-relaksacji mechanicznej przybiera wartości od 50°C do 76°C. Ocena mikroskopowa wykazała, że otrzymane materiały są jednorodne w skali mikrometrycznej.

EN

The new poly(ester-etherurethane)s (PEEUR) were prepared in two stage syntheses from formerly obtained oligo(alkylene ester-ether)diols (OAEE) and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI). PEEUR samples were subjected to crosslinking with styrene in the presence of radical polymerization initiators: methyl ethyl ketone peroxide (MEKPO) or cobalt 2-ethyl cyclohexanoate (EtHCo) (Table 1). Crosslinked PEEUR were characterized by their mechanical strength properties, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), thermogravimetric analysis (TG) (Table 2) and transmission electron microscopy (TEM) (Fig. 2). The structures were confirmed by FT-IR method (Fig. 1). Tensile strength of poly(ester-etherurethane)s prepared was in the range 8-29MPa, hardness: 24.9-28.3°Sh D, thermal stability (expressed as temperature of 10% weight loss) in the range 298-333°C and glass transition temperature was 50-76°C. Microscopic observations showed that the materials obtained were homogeneous in micrometric scale.

10

Właściwości elastomerów poliuretanowych przewidzianych do zastosowania jako rdzeń polimerowy w elementach warstwowych typu SPS

Datta J., Łaski M., Kucińska-Lipka J.

Przemysł Chemiczny

|

2007

|

T. 86, nr 1

63-67

11

Otrzymywanie i właściwości poliuretanowo-stalowych elementów sandwiczowych

Datta J., Łaski M., Witkiewicz W., Balas A., Kucińska-Lipka J.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 2

78-81

PL

Celem pracy było wykonanie elementów warstwowych z rdzeniem poliuretanowym opracowanym według własnych technologii i okładzinami stalowymi jako układy SPS (Sandwich Plate System) oraz zbadanie wytrzymałości na zginanie połączonych elementów. Etap pierwszy polegał na zsyntetyzowaniu lanych elastomerów uretanowych o różnym składzie chemicznym i odmiennej budowie segmentowej charakteryzujących się niską gęstością właściwą i podwyższoną sztywnością. Otrzymane poliuretany poddano badaniom wytrzymałościowym w warunkach statycznych i dynamicznych. Wyniki z badań umożliwiły wytypowanie systemu, który pozwalał uzyskać poliuretan o najkorzystniejszych właściwościach. Wytypowany lany elastomer uretanowy charakteryzował się wysoką wytrzymałością na rozciąganie oraz wysokim modułem sprężystości odpowiednio TSb = 57 MPa, E = 760 MPa, małym wydłużeniem przy zerwaniu eb = 146%, podwyższoną twardością H Brinella = 37 MPa, a gęstością materiału wynosiła ok. 1.2 g/cm3 (tab. 2). W drugim etapie prac uformowano elementy warstwowe składające się ze stalowych okładzin, pomiędzy które wprowadzono wytypowany lany elastomer uretanowy. Zastosowano okładziny stalowe o różnej charakterystyce powierzchni (rys. 2). Otrzymano elementy warstwowe, także z użyciem środków adhezyjnych. Sandwicze poddano ocenie poprzez pomiary właściwości mechanicznych za pomocą uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej MTS Systems Corporation. Przyjęto trójpunktowe podparcie pomiędzy uchwytami maszyny. Ustalono, że naprężenie ścinające w rdzeniu osiągnęło wartości większe od 1 MPa, natomiast naprężenie w okładzinach stalowych wyniosło ok. S = 35 MPa. Zarejestrowano zbliżone wartości modułu ścinania w rdzeniu ok. G = 95 MPa dla wszystkich przebadanych konstrukcji (tab. 3 i 4).

EN

The aim of the work was obtaining sandwiche structures from polyurethane's core and steel sheets as SPS constructions (Sandwich Plate Systems) and investigation of bending strength of sandwiches. Cast polyurethane elastomers of different monomers and at different stoichiometry were synthesized. The polymers had to characterizing low density and raised stiffness. Mechanical properties of obtained polyurethanes were estimated by using a tensile testing machine in static conditions and dynamic conditions by DMTA method. On the ground results the best constitution of polyurethane was chosen. The cast polyurethane elastomer characterized of high tensile strength and module of resilience, respectively Tsb = 57 MPa and E = 760 MPa, of low extension e = 146 % of raised hardness H Brinell = 37 MPa. Density of polyurethanes was 1.2 g/cm2 (Table 2). After that, sandwich constructions were obtained. Liquid polyurethane system was added between two steel surfaces. It was used steel with differ characteristics of steel surface (Fig. 2). In a few construction adhesives were added to bond polymer to steel. Obtained constructions were estimated by using tensile testing machines MTS Systems Corporation. It was used three point support between handles of machine during measures. On the ground of the results we established that cutting tension at polyurethane core was higher than 1 MPa and tension at steel elements of sandwich were about 35 MPa. It was affirmed that module of shearing at core was similar (G = 95 MPa) for all investigated sandwich constructions (Table 3 and 4).