Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zinc and graphene oxide composites as new protective coatings for oil and gas pipes

Asghar M. Sajid Ali, Amir Muhammad, Hussain Umer, Sabri Mohammed M.

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 7-8

378--385

EN

A method was developed to obtain a durable coating consisting of zinc and graphene oxide (Zn-GO) in order to reduce the mechanical wear and tear rate of oil and gas pipelines made of steel. Graphene oxide was obtained from graphite by wet chemical oxidation (unmodified and modified Hummers’ method) using potassium permanganate and sulfuric acid. The process was carried out at various temperatures. The steel was covered with an ultrathin layer of Zn-GO using the electrophoretic deposition method. The GO particle size (< 90 nm) was confirmed by XRD and laser analysis. For GO particles obtained by the modified Hummers’ method, a significant correlation was observed in the scratch (R2 = 0.87) and the Vickers microhardness tests (R2 = 0.93), which indicates a lower wear rate of Zn-GO-coated steel.

PL

Opracowano metodę otrzymywania trwałej powłoki składającej się z cynku i tlenku grafenu (Zn-GO) w celu zmniejszenia zużycia mechanicznego rurociągów naftowo-gazowych wykonanych ze stali. Tlenek grafenu pozyskano z grafitu metodą mokrego utleniania chemicznego (niezmodyfikowana i zmodyfikowana metoda Hummersa) z użyciem nadmanganianu potasu i kwasu siarkowego. Proces prowadzono w różnej temperaturze. Stal powlekano ultra cienką warstwą Zn-GO techniką osadzania elektroforetycznego. Metodą XRD i analizą laserową potwierdzono wielkość cząstek GO (≤ 90 nm). Dla cząstek GO otrzymanych zmodyfikowaną metoda Hummersa zaobserwowano znaczącą korelację w teście zarysowania (R2 = 0.87) i mikrotwardości Vickersa (R2 = 0.93), co świadczy o mniejszym stopniu zużycia stali pokrytej powłoką Zn-GO.

2

The use of chitosan as an effective carrier of theophylline – an anti-asthmatic drug

Aziz Noor Firas, Hussein-Al-Ali Samer Hasan, Ghareeb Mowafaq Mohammed, Nashwan Nashwan Abdallah

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 3

157--168

EN

In order to solve the problem of frequent drug dosing and increase its effectiveness, theophylline (THP) was deposited on chitosan nanoparticles (CSNPs). THP-CSNPs nanocomposites with the composition of 50, 75, 100 or 150 mg of chitosan (CS) and 25, 50, 75, 100 or 200 mg of tripolyphosphate (TPP) at pH 4.0, 5.0, 6.0 and 6.5 were prepared, and a constant weight of THP of 100 mg. The nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (PXRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The rate of drug release was also tested. The Minitab 18 program was used to analyze the results. The independent variables were the CS, TPP, and pH, while loading efficiency, zeta potential, and particle size were the dependent variables. The nanocomposites successfully transported and protected the drug, providing its sustained release.

PL

W celu rozwiązania problemu częstego dawkowania leku i zwiększenia jego efektywności teofilinę (THP) osadzono na nanocząstkach chitozanu (CSNPs). Przygotowano nanokompozyty THP-CSNPs o składzie 50, 75, 100 lub 150 mg chitozanu (CS) oraz 25, 50, 75, 100 lub 200 mg trójpolifosforanu (TPP) przy pH 4,0, 5,0, 6,0 i 6,5 oraz stałej masie THP wynoszącej 100 mg. Nanokompozyty charakteryzowano za pomocą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (PXRD), skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją polową (FE-SEM), spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR). Zbadano również szybkość uwalniania leku. Do analizy wyników wykorzystano program Minitab 18. Niezależnymi zmiennymi były CS, TPP i pH, podczas gdy wydajność ładowania, potencjał zeta i wielkość cząstek były zmiennymi zależnymi. Nanokompozyty z powodzeniem transportowały i zabezpieczały lek, zapewniając jego przedłużone uwalnianie.

3

Synthesis of hydrogel nanocomposites and their application in removing dyes and impurities

Ebrahimi Rajabali, Taherkhani Mahboubeh

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 5

276--285

EN

Polyacrylate hydrogels containing starch, ZnSe and Fe3O4 nanoparticles were obtained. The polymerization process was carried out in an ultrasonic field. The structure (SEM, FTIR, XRD), swelling properties and the ability of hydrogels to adsorb dyes (methylene blue, methyl orange, methyl red and Eriochrome Black T) and heavy metals (Cu2+) from wastewater were investigated. Hydrogels containing AgCl nanoparticles were also obtained, which, due to their antibacterial properties, can be potentially used in medicine.

PL

Otrzymano hydrożele poliakrylanowe zawierające nanocząstki skrobi, ZnSe i Fe3O4. Proces polimeryzacji prowadzono w polu ultradźwiękowym. Zbadano strukturę (SEM, FTIR, XRD), właściwości pęczniejące oraz zdolność hydrożeli do adsorpcji barwników (błękit metylenowy, oranż metylowy, czerwień metylowa i czerń eriochromowa T) oraz metali ciężkich (Cu2+) ze ścieków. Otrzymano również hydrożele zawierające nanocząstki AgCl, które ze względu na właściwości antybakteryjne mogą znaleźć potencjale zastosowanie w medycynie.

4

Sustainable production of an iron-eggshell nanocomposite and investigating its catalytic potential for phenol removal

Mohammed Noor A., Saeed Liqaa I., Mhemid Rasha Khalid Sabri

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2023

|

Vol. 30, nr 3

387--403

EN

The research conducted here will hopefully lead to the creation of a practical, inexpensive method for purging aqueous solutions of contaminating phenolic chemicals. A biosorbent system comprised of eggshells and iron was studied for its potential to effectively detoxify phenol. Both the eggshell and the iron systems were used in the preparation of the adsorbents in order to achieve the desired result of having the properties of both systems. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray diffraction (XRD) were used for characterisation. Batch tests were conducted to evaluate the adsorption capacity of eggshells and iron under the influence of different operating parameters (shaking speed, pH, initial phenol content, and contact time). In the design-expert modelling, the optimisation conditions were found to be a pollutant concentration = 30.0 mg . L–1, pH of 3.00, adsorbent dose = 0.11 mg . L–1, shaking speed = 150 rpm, and time = 120 min for an phenol reduction rate of 94.4 % which it was extremely near to the experimentally value (96.6 %). The CCD modelling that was performed in the RSM verified the findings that were predicted. On the basis of laboratory results, the prediction proved accurate.

5

Influence of EDM process parameters of novel Al7010/B4C/BN hybrid metal matrix nanocomposite

Dirisenapu Gopichand, Salavaravu Laxmanaraju, Dumpala Lingaraju

Composites Theory and Practice

|

2023

|

R. 23, nr 4

191--196

EN

In this present research work, the electrical discharge machining (EDM) characteristics of an Al7010/2%B4C/2%BN (the reinforcement particles are taken as wt.%) hybrid metal matrix nanocomposite (HMMNC) are discussed. The effect of the EDM process variables like the discharge current (I), pulse on time (Pon), pulse off time (Poff) and gap voltage (Vg) on the response characteristics like the material removal rate (MRR), tool wear rate (TWR), and surface roughness (SR) are presented. The results revealed that the MRR, TWR, and SR grew with an increase in Ip and Pon. MRR, TWR, and SR increased with a rise in Poff up to 25 μs then declined. MRR, TWR, and SR decreased with an increment in gap voltage. The highest MRR was observed for a discharge current of 8 A, Pon of 60 μs, Poff of 25 μs and Vg of 30 V. SR and TWR were the smallest at Ip of 2 A, Pon of 15 μs, Poff of 55 μs and Vg of 60 V. The scanning electron microscope (SEM) micrographs of the machined surfaces revealed voids, craters and micro cracks.

6

The modern approach to manufacturing of carbon-rhenium nanocomposites

Dobrzańska-Danikiewicz A. D., Wolany W.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2022

|

Vol. 115, nr 2

57--63

EN

Purpose: The aim of the paper is to present the high-temperature method of producing MWCNTs-Re nanocomposites, the selection of satisfactory production conditions and the presentation of the results of microscopic and spectroscopic studies of nanocomposites produced by this method. Design/methodology/approach: Two methods of manufacturing carbon-rhenium nanocomposites were tested: ineffective chemical synthesis and high-temperature reduction using H2, which was proven successful and allowed the production of nanocomposites with the expected properties. The received nanocomposites were investigated using Transmission Electron Microscope (TEM), and Scanning Electron Microscope (SEM), as well as were subjected to spectroscopic examination. Findings: The article presents three steps of MWCNTs-Re nanocomposites fabrication using the high-temperature method, functionalization, impregnation and reduction. As part of own work, satisfactory conditions for producing those nanocomposites using a materials science and heuristic analysis were selected. Research limitations/implications: The proposed high-temperature method allows to join rhenium nanoparticles with MWCNTs permanently. It is reasonable to test in the future whether the method is also effective for other carbon nanomaterials and/or nanoparticles of other metals. Practical implications: MWCNTs-Re nanocomposites can be used as sensors of gases that are harmful to the environment. It was also confirmed that the MWCNTs-Re_4 nanocomposite has catalytic properties. Originality/value: The paper presents a modern approach to the manufacturing of MWCNTs-Re nanocomposites, which assumes the use of a high-temperature furnace to heat the material in a hydrogen atmosphere.

7

Synergistic effect of ball milling time and nano‑sized Y2O3 addition on hardening of Cu‑based nanocomposites

Salur Emin

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

art. no. e103, 1--18

EN

A fruitful combination of powder metallurgy and the mechanical alloying route is one of the most promising process for producing advanced Cu-based nanocomposites. In this study, three different material systems, namely, pure copper (Cu), 5 wt% Cr reinforced Cu matrix composites, and 1 wt% Y2O3 reinforced Cu-Cr matrix nan-composites were synthesized by ball milling method at different milling times. The influence of different ball milling times (0.5, 2, and 4 h) and different types of reinforcements (Cr and Y2O3) on the powder and sintered parts properties were thoroughly analyzed with a holistic approach. The milled powders were then consolidated using a cold press followed by a liquid phase sintering process. Results revealed that the Cr and Y2O3 particles were fractionally dispersed and imbedded in the ductile Cu matrix with respect to increasing milling time. Milling for 4 h of Cu-Cr-2O3 powders produced the lowest level of particle size (28 μm) with reduced and flattened and uniformly distributed reinforcement phases due to intense plastic deformation induced shearing effect and dominant powder-ball-jar collisions. Besides, the ball milling process of the same powders concluded a decrement of crystallite size to 35 nm in concomitant with an increase of lattice strain and dislocation density ⁓ % 0.3 and 0.8×1015 line/m2 , respectively. Brinell hardness of the sample produced by these powders increased from 39 to 95 HB. A ⁓%145 striking increase of hardness could be attributed to the strong hindrance of high-dense dislocations triggered by several concurrent strengthening mechanisms. Nevertheless, relative density results of sintered samples revealed that the addition of Cr and Y2O3 along with increasing milling time deteriorated the density due to the higher hardness and brittleness of milled powders and accompanying worsened compressibility and sinterability. The source of noticed differences between hardness and density results were discussed within the process-structure-performance framework.

8

The impact of reduced graphene oxide on the properties of polyamide 6

Sabet Maziyar, Hosseini Seyednooroldin

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 4

224--233

EN

Polyamide 6 (PA6) nanocomposites with electric and thermal conductive properties were formulated via melt processing of PA6 and different inclusion of reduced graphene oxide (RGO). These nanocomposites showed that the small percolation threshold and the perfect formation of conductive link form with 0.5 wt % and ~3.0 wt % of RGO, respectively. Examination of crystallization confirmed that RGO enabled the crystallization of PA6 structure mostly through speeding up the formation of crystal nucleus, reaching the biggest and the smallest of crystal grain extent with RGO inclusion up to 2.0 wt % what enabled the generation of the most unflawed crystalline matrix. Dynamic rheological testing results indicated the frequency-independence of G’ and abruptly decrease phase angle at the small-frequency area via RGO content of 2.0 wt % specifies the alteration state from liquid-state to solid-state rheological performance, and validates the development of percolation link structure with RGO in the function of a crosslinking factor. The progress of fire-retardant characteristics of PA6 was attained due to the inclusion of RGO in the PA6 structure. Morphological research showed that RGO was spread consistently in the PA6 structure. The outcomes of cone calorimetry showed that the flame-retardant characteristics of PA6 were promoted with the addition of RGO in the PA6 structure. These tests show substantial capacity for the bulk manufacture of electric conductive polymer/RGO nanocomposites.

PL

Na bazie poliamidu 6 (PA6), przetwarzanego w stanie stopionym z dodatkiem różnej ilości zredukowanego tlenku grafenu (RGO), otrzymano nanokompozyty charakteryzujące się przewodnictwem elektrycznym i termicznym. Nanokompozyty o zawartości 0,5% mas. RGO wykazywały niski próg perkolacji, a próbki o zawartości ~3% mas. GRO – doskonale utworzoną fazę przewodzącą. Badania potwierdziły, że dodatek do PA6 2,0% mas. RGO umożliwił krystalizację struktury PA6, głównie w wyniku przyspieszenia tworzenia się jądra krystalicznego, i osiągnięcie zarówno największych, jak i najmniejszych wymiarów ziaren krystalicznych, co pozwoliło na utworzenie maksymalnie bezbłędnej matrycy krystalicznej. Wyniki dynamicznych testów reologicznych wskazały na niezależność modułu elastyczności (G’) od częstotliwości i na gwałtowne zmniejszenie kąta fazowego w obszarze małej częstotliwości w wypadku próbek nanokompozytów o zawartości RGO 2% mas., typowe dla zmian właściwości reologicznych przy przejściu ze stanu ciekłego do stanu stałego i potwierdzające rozwój struktury połączeń perkolacyjnych PA6 z RGO, pełniącym funkcję czynnika sieciującego. Włączenie do struktury PA6 zredukowanego tlenku grafenu przyczyniło się do polepszenia właściwości ogniochronnych otrzymanych nanokompozytów. Ocena morfologii próbek nanokompozytów wykazała, że cząstki RGO rozproszyły się równomiernie w strukturze PA6. Na podstawie wyników kalorymetrii stożkowej stwierdzono uniepalniający wpływ dodatku RGO do PA6. Wykazano, że opisaną metodą można otrzymywać na skalę masową przewodzące prąd nanokompozyty PA6/RGO.

9

Nanokompozyty na osnowie polipirolu w ochronie metali przed korozją – przegląd literatury

Zaręba Aleksandra

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 3

169--174

PL

Korozji, jako procesu korzystnego termodynamicznie, nie można zatrzymać, ponieważ metale występują naturalnie w postaci rud tlenkowych lub soli metali. Dla gospodarki jest to niestety proces kapitałochłonny i niepożądany, jednak z zastosowaniem odpowiednich strategii działania można ograniczyć jego skalę. Niniejszy przegląd literatury, głównie z lat 2018–2020, skupia się na powłokach kompozytowych opartych na polimerze przewodzącym – polipirolu (PPy), wybranych tlenkach metali oraz, ewentualnie, domieszkach surfaktantów i innych związków. Celem pracy jest wykazanie roli polipirolu – polimeru przewodzącego, a przy tym ekologicznego, w ochronie konstrukcji przed korozją metali.

EN

Corrosion cannot be stopped due to its thermodynamically favorable character, since metals occur naturally in the form of oxide ores or metal salts. It is an adverse and capital-intensive process for the economy. However, it can be alleviated by adopting various strategies. This review of the literature, mainly from 2018–2020, focuses on composite coatings based on a conductive polymer – polypyrrole (PPy) and on some metal oxides with the possible use of surfactant admixtures and other compounds. The aim of the study is to emphasize the role of polypyrrole – a conductive and ecological polymer – in the protection of structures against metal corrosion.

10

Effects of carbon nanotubes and graphene on the structure and properties of natural rubber

Sui Jinyong, Gu Zheng, Zhang Xiaoyi, Li Zhenxu, Song Lining, Yang Lina, Wang Ning

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 4

217--223

EN

Natural rubber (NR) is an important strategic material for national defense industry. It is also used in the food industry and medicine. However, due to the unsaturated double bond, its aging resistance, mechanical properties and solvent resistance are very poor. In order to improve these properties, carbon nanotubes (CNTs) and reduced graphene oxide (rGO) were used, added at 1 : 1 ratio. The NR/CNTs/rGO nanocomposites were obtained by mechanical mixing aft er adding 1, 2, 3 and 4 phr of fi ller. The infl uence of the fi ller content on the structure (TEM), vulcanization properties, abrasion and solvent resistance, mechanical properties, dynamic mechanical properties (DMA) and thermal properties (TGA) of nanocomposites was investigated. Increasing the content of CNTs/rGO increased the crosslinking density of the composites. TEM studies showed that CNTs and graphene sheets were evenly dispersed throughout the NR matrix. They also had good compatibility with the rubber matrix. The addition of CNTs and graphene increased the abrasion and solvent resistance as well as improved the mechanical properties. TGA analysis showed that the nanocomposites had excellent thermal stability. The best properties were obtained with the CNTs/rGO content of 2 phr.

PL

Kauczuk naturalny (NR) stanowi ważny materiał strategiczny dla przemysłu obronnego. Znajduje również zastosowanie w przemyśle spożywczym i medycynie. Jednak obecność w cząsteczce nienasyconych podwójnych wiązań powoduje osłabienie jego odporności na starzenie, pogorszenie wytrzymałości mechanicznej i odporności na działanie rozpuszczalników. W celu poprawy tych właściwości do kauczuku naturalnego wprowadzono nanorurki węglowe (CNTs) i zredukowany tlenek grafenu (rGO), dodawane w stosunku 1 : 1. Nanokompozyty NR/CNTs/rGO otrzymywano metodą mechanicznego mieszania NR z 1, 2, 3 lub 4 phr napełniacza (CNTs/rGO). Zbadano wpływ zawartości dodatku na strukturę (TEM), właściwości wulkanizacyjne, właściwości mechaniczne, odporność na ścieranie i działanie rozpuszczalnika, dynamiczne właściwości mechaniczne (DMA) i właściwości termiczne (TGA) wytworzonych kompozytów. Zwiększenie udziału CNTs/rGO powodowało zwiększenie gęstości usieciowania kompozytów. Z badań TEM wynika, że cząstki CNTs i grafenu były równomiernie rozproszone w osnowie NR i wykazywały dobrą kompatybilność z kauczukiem naturalnym. Dodatek CNT i grafenu zwiększył odporność na ścieranie i działanie rozpuszczalników oraz poprawił właściwości mechaniczne naturalnego kauczuku. Na podstawie analizy TGA stwierdzono, że nanokompozyty charakteryzowały się doskonałą stabilnością termiczną. Najlepszymi właściwościami użytkowymi odznaczały się kompozyty NR zawierające 2 phr CNTs/rGO.

11

Badanie wpływu rodzaju nanocząstek na właściwości adhezyjne poliestrowej żywicy nienasyconej modyfikowanej poliuretanem

Suroń Patryk, Białkowska Anita, Bakar Mohamed

Modelowanie Inżynierskie

|

2021

|

T. 42, nr 73

63--68

PL

W pracy przedstawiono wpływ rodzaju nanocząstek na właściwości adhezyjne nienasyconej żywicy poliestrowej modyfikowanej poliuretanem. Otrzymano kompozycje żywicy poliestrowej z udziałem trzech różnych rodzajów nanocząstek (NanoBent ZS1, Bentone 34 i Cloisite 5) i z różną ich ilością w próbkach (1%, 2%, 3%).Następnie oznaczono wytrzymałość na ścinanie i odrywanie kompozytów. Na podstawie uzyskanych wyników wytypowano ilość nanonapełniacza stosowanego do modyfikacji żywicy poliestrowej w kompozycjach hybrydowych. Trójskładnikowe kompozycje różniły się zawartością poliuretanu (2,5%, 5%, 7,5% i 10%)oraz rodzajem i wytypowaną ilością użytego nanonapełniacza. Stwierdzono, że największą poprawę oznaczanych właściwości odnotowano w próbkach hybrydowych zawierających 2% Bentone 34 i 2,5% poliuretanu oraz kompozycji zawierającej 1% Cloisite 5 i 2,5% poliuretanu.

EN

The work presents the effect of nanoparticles on the adhesive properties of unsaturated polyester resin modified with polyurethane. Compositions with three different nanoparticles (NanoBent ZS1, Bentone 34 and Cloisite 5) and different amounts (1%, 2%, 3%) were prepared and tested for their tensile and shear adhesive strength. Based on the obtained results, appropriate hybrid composites based on different polyurethane content (2.5%, 5%, 7.5% and 10%) were prepared. It was shown, that he highest improvement of adhesive properties was observed for a hybrid composite containing 2% Bentone 34 and 2.5% polyurethane as well as composite based on 1% Cloisite 5 and 2.5% polyurethane.

12

Conductive polymer nanocomposites for medical applications

Kuczkowska Justyna, Długoń Elżbieta, Bezkosty Patryk, Nizioł Jacek, Błażewicz Marta, Sitarz Maciej

Engineering of Biomaterials

|

2021

|

Vol. 24, no. 163

118

13

Nanocellulose as a new sustainable material for various applications: a review

Fahma F., Febiyanti I., Lisdayana N., Arnata I.W., Sartika D.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2021

|

Vol. 109, nr 2

49--64

EN

Purpose: This paper presents a comprehensive review of nanocellulose and its application in several applications, including composites, biomedical, and food packaging fields. Design/methodology/approach: General explanations about cellulose and nanocellulose have been described. Different types of nanocellulose (cellulose nanofibers, cellulose nanocrystals, bacterial nanocellulose) as well as their isolation processes (mechanical process, chemical process) have been reviewed. Several surface modifications have been explained to improve the dispersion of nanocellulose in non-polar polymers. The possible utilization of nanocellulose in composites, biomedical, and food packaging fields have also been analysed. Findings: This review presents three application fields at once, namely composites, biomedical, and food packaging fields. In the composite field, nanocellulose can be used as a reinforcing agent which increases the mehcnical properties such as tensile strength and toughness, and thermal stability of the final composites. In the biomedical field, nanocellulose is reinforced into hydrogel or composites which will be produced as tissue scaffolding, wound dressing, etc. It is found that the addition of nanocellulose can extend and control the drug release. While in the packaging field, nanocellulose is added into a biopolymer to improve the barrier properties and decrease the water and oxygen vapor transmission rates. Research limitations/implications: Nanocellulose has a hydrophilic nature, thus making it agglomerated and difficult to disperse in most non-polar polymers. Therefore, certain surface modification of nanocellulose are required prior to the preparation of composites or hydrogels. Practical implications: Further research regarding the toxicity of nanocellulose needs to be investigated, especially when applying it in the biomedical and food packaging fields. Originality/value: This review presents three application fields at once, namely composites, biomedical, and food packaging fields.

14

Hybrydowe nanokompozyty typu metal-białko serwatkowe

Rodzik Agnieszka, Pomastowski Paweł, Railean-Plugaru Viorica, Buszewski Bogusław

Analityka : nauka i praktyka

|

2021

|

nr 2

4--12

PL

Obok całej gamy związków nieorganicznych i organicznych ważną i interesującą grupę związków biologicznie aktywnych stanowią białka serwatkowe. Mają one zdolność do oddziaływania z jonami metali. Aby zrozumieć zjawiska oddziaływań metal-białko, ważne jest opracowanie i wdrożenie nowych, innowacyjnych metod analitycznych, połączonych z badaniami zmian aktywności biologicznej oraz analizą wpływu tych oddziaływań.

15

Granular metal-dielectric nanocomposites as an alternative to passive SMD

Boiko Oleksandr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 12

158--161

EN

AC electrical properties of granular metal-dielectric nanocomposites (FeCoZr)x(PbZrTiO3)(100-x) have been examined. The study was carried for frequencies from 50 Hz to 1 MHz and measurement temperatures of 81 K – 293 K. The samples above percolation threshold xc considered to be resistive. Layers subdued to thermal treatment in air atmosphere behave as perfect capacitors, especially for low temperatures. Nanomaterials below xc demonstrate inductive-like properties. Tested samples could provide an alternative to conventional SMD components.

PL

Ziarniste nanokompozyty typu metal-dielektryk o strukturze (FeCoZr)x(PbZrTiO3)(100-x) zbadano pod kątem właściwości elektrycznych w przedziale temperatur pomiarowych 81 K – 293 K oraz częstotliwości pomiarowych 50 Hz – 1 MHz. Materiały powyżej progu perkolacji xc wykazują rezystancyjny charakter, warstwy wygrzane w temperaturze 573 K – typowo pojemnościowy typ, natomiast nanokompozyty poniżej xc poddane obróbce termicznej – właściwości indukcyjne. Badane nanostruktury stanowią alternatywę dla konwencjonalnych elementów SMD.

16

The influence of halloysite on the physicochemical, mechanical and biological properties of polyurethane-based nanocomposites

Mrówka Maciej, Szymiczek Małgorzata, Machoczek Tomasz, Lenża Joanna, Matusik Jakub, Sakiewicz Piotr, Skonieczna Magdalena

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 11-12

784--791

EN

The impact of the addition of the nanofiller – halloysite – on the mechanical, physicochemical and biological properties of a nanocomposite, in which thermoplastic polyurethane fulfilled the role of the matrix was investigated. The nanocomposite was obtained by extrusion in three variants with 1, 2 and 3 wt % halloysite. The nanostructure of the obtained materials was confirmed using Atomic Force Microscopy (AFM). Based on the mechanical tests carried out, it was proven that the obtained nanocomposites were characterized by a tensile modulus greater than the polyurethane constituting the matrix. The density and hardness of the nanocomposites had changed within error limits compared to unmodified polyurethane. Biological tests showed no cytotoxicity of all the tested materials to normal human dermal fibroblasts (NHDF). Degradation tests were carried out in artificial plasma and showed that samples with 2 wt % halloysite addition had the best ratio of tensile strength and elongation at break to elasticity modulus.

PL

Zbadano wpływ naturalnego nanonapełniacza – haloizytu – na właściwości mechaniczne, fizykochemiczne oraz biologiczne kompozytu wytworzonego na bazie termoplastycznego poliuretanu. Nanokompozyt o zawartości 1, 2 i 3% mas. haloizytu otrzymywano na drodze wytłaczania. Nanostrukturę wytworzonych materiałów potwierdzono za pomocą mikroskopii sił atomowych (AFM). Na podstawie przeprowadzonych badań mechanicznych wykazano, że uzyskane nanokompozyty charakteryzują się modułem sprężystości większym niż poliuretan stanowiący osnowę. Zmiany gęstości i twardości niemodyfikowanego poliuretanu po dodaniu haloizytu mieściły się w granicach błędu pomiaru. Testy biologiczne nie wykazały cytotoksyczności wszystkich badanych materiałów wobec prawidłowych fibroblastów ludzkiej skóry (NHDF). Badania degradacji przeprowadzone w środowisku syntetycznego osocza wykazały, że próbki z dodatkiem 2% mas. haloizytu mają najlepszy stosunek wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia przy zerwaniu do modułu sprężystości.

17

First tests of extrusion process using arthroscopic 3D bioprinting handheld tools prototypes

Gapiński Tomasz, Lenartowicz Krzysztof, Galas Paulina, Gonsior Małgorzata, Ricotti Leonardo, Vannozzi Lorenzo

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 158 spec. iss.

60

18

Chitosan hydrogels modified with silk, graphene oxide or reduced graphene oxide

Szaraniec Barbara, Boruchowski Marcin, Gryń Karol, Chłopek Jan

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 158 spec. iss.

44

19

Swarm intelligence integrated approach for experimental investigation in milling of multiwall carbon nanotube/polymer nanocomposites

Kharwar Prakhar Kumar, Verma Rajesh Kumar, Mandal Nirmal Kumar, Mondal Arpan Kumar

Archive of Mechanical Engineering

|

2020

|

LXVII, nr 3

353--376

EN

In manufacturing industries, the selection of machine parameters is a very complicated task in a time-bound manner. The process parameters play a primary role in confirming the quality, low cost of manufacturing, high productivity, and provide the source for sustainable machining. This paper explores the milling behavior of MWCNT/epoxy nanocomposites to attain the parametric conditions having lower surface roughness (Ra) and higher materials removal rate (MRR). Milling is considered as an indispensable process employed to acquire highly accurate and precise slots. Particle swarm optimization (PSO) is very trendy among the nature-stimulated metaheuristic method used for the optimization of varying constraints. This article uses the non-dominated PSO algorithm to optimize the milling parameters, namely, MWCNT weight% (Wt.), spindle speed (N), feed rate (F), and depth of cut (D). The first setting confirmatory test demonstrates the value of Ra and MRR that are found as 1.62 µm and 5.69 mm3/min, respectively and for the second set, the obtained values of Ra and MRR are 3.74 µm and 22.83 mm3/min respectively. The Pareto set allows the manufacturer to determine the optimal setting depending on their application need. The outcomes of the proposed algorithm offer new criteria to control the milling parameters for high efficiency.

20

Indentation Hardness and Tribological Wear under the Conditions of Sliding Friction of the Surface Layer of Composites Based on Methacrylate Resins with Ceramic Nanofiller

Pieniak Daniel, Gauda Konrad

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 2

112--119

EN

The biomaterials, which are the subject of this work, are the dental restorative materials classified as light cured polymer matrix ceramic composites or resin based composites. The dental composite materials are needed for the repairment of human teeth. Fillings and other dental applications are exposed to the biomechanical loading in the chewing process. The wear resistance and hardness are important functional properties. Currently, nanofiller composites play an important role among dental composites. The objective of this paper was to study and analyze the friction, mechanical and wear properties of the surface of polymer matrix ceramic filed nanocomposites. Three material groups were used, one commercial composite Filek Z550 (3M ESPE, USA) and two experimental composites Ex-nano(G) and Ex-flow(G). The microindentation tests were conducted on the Micro Combi Tester device (Anton Paar GmbH, Germany). Rotating sliding ball-on-disc friction tests were performed against an alumina ball on 5 N load at 1 Hz in the bath of artificial saliva at 37°C. The linear wear and friction coefficients were evaluated. In the light of the obtained results of contact and friction strength tests, it was found that the performance depends on the production technology of the polymer-ceramic composites. The test results indicate that the share of filler nanoparticles the in experimental composites is advantageous due to the tribological wear.