Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Corrosion protection of 316L stainless steel by (PVDF/HA) composite coating using a spinning coating technique

Hussein Asra Ali, Dawood Nawal Mohammed, Al-Kawaz Ammar Emad

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 2

art. no. e136810

EN

Polymer coatings are increasingly used in varied fields and applications from simple coatings of barrier to intricated nanotechnology based composite. In the present study, polyvinylidene fluoride(PVDF)/Hydroxyapatite (HA )coatings were produced by spin coating technique over 316L SS. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) were used to observe the coated 316L SS substrates surface morphology. The corrosion protection efficiency of pure polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride/HA nanocomposite coatings on 316L SS was inspected using potentiodynamic polarization along with the ions release techniques in Hank’s solution. A superior biocompatibility and an improved protection performance against corrosion were obtained for the 316L SS samples with nanocomposite coatings compared with the pure polyvinylidene fluoride coatings and pristine 316L SS counterparts. The 316L SS samples coated by PVDF/HA nanocomposite showed enhanced corrosion protection within Hank’s solution. The corrosion of 316L SS samples within Hank’s solution increased from 92.99% to 99.99% when using 3wt% HA due to increasing the PVDF inhibition efficiency. Good agreements in the electrochemical corrosion parameters were obtained from using ions release and potentiodynamic polarization tests.

2

Influence of process-material conditions on the structure and biological properties of electrospun polyvinylidene fluoride fibers

Zaszczyńska A., Sajkiewicz P. Ł., Gradys A., Tymkiewicz R., Urbanek O., Kołbuk D.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 3

627--633

EN

Polyvinylidene fluoride (PVDF) is one of the most important piezoelectric polymers. Piezoelectricity in PVDF appears in polar b and ɣ phases. Piezoelectric fibers obtained by means of electrospinning may be used in tissue engineering (TE) as a smart analogue of the natural extracellular matrix (ECM). We present results showing the effect of rotational speed of the collecting drum on morphology, phase content and in vitro biological properties of PVDF nonwovens. Morphology and phase composition were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), respectively. It was shown that increasing rotational speed of the collector leads to an increase in fiber orientation, reduction in fiber diameter and considerable increase of polar phase content, both b and g. In vitro cell culture experiments, carried out with the use of ultrasounds in order to generate electrical potential via piezoelectricity, indicate a positive effect of polar phases on fibroblasts. Our preliminary results demonstrate that piezoelectric PVDF scaffolds are promising materials for tissue engineering applications, particularly for neural tissue regeneration, where the electric potential is crucial.

3

Performance of Electrospun Polyvinylidene Fluoride Nanofibrous Membrane in Air Filtration

Xiao Yuanxiang, Wen Enlong, Sakib Nazmus, Yue Zhonghua, Wang Yan, Cheng Si, Militky Jiri, Venkataraman Mohanapriya, Zhu Guocheng

Autex Research Journal

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

552--559

EN

Polyvinylidene fluoride (PVDF) fibrous membranes with fiber diameter from nanoscale to microscale were prepared by electrospinning. The structural parameters of PVDF fibrous membrane in terms of fiber diameter, pore size and its distribution, porosity or packing density, thickness, and areal weight were tested. The relationship between solution concentration and structural parameters of fibrous membrane was analyzed. The filtration performance of PVDF fibrous membrane in terms of air permeability and filtration efficiency was evaluated. The results demonstrated that the higher solution concentration led to a larger fiber diameter and higher areal weight of fibrous membrane. However, no regular change was found in thickness, porosity, or pore size of fibrous membrane under different solution concentrations. The air permeability and filtration efficiency of fibrous membrane had positive correlations with pore size. The experimental results of filtration efficiency were compared with the predicted values from current theoretical models based on single fiber filtration efficiency. However, the predicted values did not have a good agreement with experimental results since the fiber diameter was in nanoscale and the ratio of particle size to fiber diameter was much larger than the value that the theoretical model requires.

4

Modyfikacja mechanochemiczna kompozytów z polifluorku winylidenu jako składników elektrolitów akumulatorów litowo-jonowych

Kozdra S., Opaliński I., Leś K., Chauveau J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 6

233--236

PL

PVDF modyfikowano metodą mieszania wysokoenergetycznego w młynie planetarno-kulowym z dodatkiem Li3N, LiNH2 i Aerosilu. Przygotowano folie kompozytów polimerowych. Analizowano strukturę chemiczną i krystaliczną folii metodą FTIR oraz SAXS. Zmierzono przewodnictwo właściwe techniką EIS. Wyniki wskazują na korzystny wpływ modyfikacji mechanochemicznej na właściwości chemiczne i elektrochemiczne kompozytów, jako potencjalnych składników elektrolitów stałych akumulatorów litowo-jonowych.

EN

PVDF powder was modified using high energy mixing in a planetary ball mill with Li3N, LiNH2 and Aerosil additives. Composite membranes were prepared. Chemical and crystal structure were analysed by FTIR and SAXS methods. Ionic conductivity was measured by EIS. The results suggest positive influence of mechanochemical modification on electrochemical properties of composites as a potential electrolyte component for rechargeable lithium ion batteries.

5

Materiałowe i technologiczne uwarunkowania stanu naprężeń własnych i anizotropii wtórnej powłok cylindrycznych wytłaczanych z polietylenu

Pusz A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 153

1-134

PL

Obecność naprężeń w ściance wytłoczonej rury przejawia się odkształceniem obwodowym i wzdłużnym szczególnie widocznym na swobodnym końcu rur. Na podstawie wielkości odkształcenia i modułu sprężystości podłużnej można wyznaczyć naprężenia w danej chwili czasu, a znając moduł relaksacji, określić naprężenia w ściance, gdy rura osiąga temperaturę otoczenia po wyjściu z urządzenia chłodzącego linii wytłaczarskiej. Podejmowane próby określenia naprężeń własnych oparte są na pomiarze odkształceń i wprowadzeniu odpowiadającego im stanu naprężeń. W analizie stanu odkształcenia nie podjęto analizy wyjaśniającej proces powstawania naprężeń własnych. Obecność naprężeń po wystudzeniu rury pozwala domniemać, że naprężenia w ściance rury generowane są w trakcie zestalania polimeru. Przyczyną powstania naprężeń są zmiany objętości właściwej na froncie zestalenia. Zmniejszająca się objętość polimeru związana z gradientem temperatury wywołuje w tym obszarze naprężenia rozciągające, a w warstwach zewnętrznych ścianki naprężenia ściskające. Przemieszczający się w głąb ścianki rury front zestalenia kształtuje rozkład naprężeń na jej grubości. Naprężenia te mają charakter technologiczny, a ich rozkład jest charakterystyczny dla technologii wytłaczania. Naprężenia własne, jako naprężenia wstępne, wpływają na roboczy stan obciążenia rury. Przy obciążeniu wewnętrznym ciśnieniem cieczy lub gazu do naprężeń własnych dodają się naprężenia wywołane ciśnieniem. W zależności od czasu, który upłynął od wytłoczenia rury, może wystąpić przekroczenie naprężeń dopuszczalnych wynikających z granicy plastyczności polimeru. W analizie procesów z udziałem wymiany ciepła prócz naprężeń własnych, także należy wziąć pod uwagę stan struktury polimeru, szczególnie jeżeli zaliczany jest do polimerów krystalicznych, gdyż warunki chłodzenia pociągają za sobą jej zróżnicowanie. W przypadku formowania rury, struktura polimeru zależeć będzie od odległości od powierzchni zewnętrznej stykającej się ze ścianką kalibratora. Strumień ciepła przepływa promieniowo ku powierzchni zewnętrznej, a zestalenie postępuje w kierunku przeciwnym. Najpóźniej temperaturę otoczenia osiągają warstwy wewnętrzne. Na skutek niskiej przewodności cieplnej polimerów prędkość studzenia wpłynie na morfologię fazy krystalicznej. Wraz ze wzrostem odległości od powierzchni zewnętrznej zwolnienie prędkości studzenia sprzyjać będzie rozwojowi fazy krystalicznej. Brak chłodzenia wewnętrznej powierzchni rury prowadzi do otrzymania struktury gruboziarnistej, z dobrze wykształconymi sferolitami o niskiej odporności na pękanie, a równocześnie na postępującym w głąb ścianki froncie zestalenia naprężenia termiczne będą wpływały na kształt sferolitów. Należy spodziewać się orientacji struktury i w konsekwencji anizotropii własności, szczególnie mechanicznych, ścianki rury na grubości oraz w warstwie o danym promieniu. Celowe jest rozpoznawanie przebiegu zmian stanu naprężeń, gdyż stanowi to istotny przyczynek do wyjaśnienia procesów zachodzących podczas kalibrowania, co umożliwia trafniejsze prognozowanie własności eksploatacyjnych rur z polimerów termoplastycznych oraz ich stanów granicznych. Stan naprężeń własnych w ściance rury można wyznaczyć rozwiązując równanie przewodzenia ciepła, układ równań równowagi wiążących składowe główne stanu naprężeń wywołane gradientem temperatury oraz ciśnieniem formowania, ze zdefiniowanymi warunkami brzegowymi, początkowymi i funkcjami własności termicznych i mechanicznych tworzywa. Tak postawiony problem wymaga zastosowania metod numerycznych ze względu na uwikłany układ równań, nieliniowe, zależne od temperatury i stanu naprężenia współczynniki materiałowe oraz niestacjonarne pole temperatury. Charakter zagadnienia narzuca zastosowanie zorientowanych problemowo metod programowania. W pracy przedstawiono model fizyczny procesu zestalania, równania prowadzące do wyznaczenia temperatury i naprężeń w czasie zestalenia, oraz wyniki symulacji z wykorzystaniem opracowanego do tego celu oprogramowania. Symulację przeprowadzono na podstawie danych wytrzymałościowych i termicznych dla PE-HD. Zaprezentowano również wyniki badań własności mechanicznych próbek pobranych z różnych warstw ścianki w prostopadłych kierunkach.

EN

The presence of stresses in the wall of a extruded pipe is manifested through circumferential and longitudinal strain, visible especially at the free end of a pipe. On the basic of the value of the strain as well as the longitudinal modulus of elasticity, it is possible to determine stresses at a specific moment in time. Knowing the modulus of relaxation it is possible to determine the stresses in the wall when a pipe reaches the ambient temperature after leaving a cooling device of an exrusion line. Attempts to determine internal stresses are based on the measurement of stains and introducing stresses related to them. A further analysis to explain the process of their formation was not undertaken. The presence of stresses after cooling of a pipe makes it possible to presume that stresses in the wall of a pipe are generated during the solidification of a material. The reason for the generation of stresses is the changes of specific volume at the front of a solidifying material. A decreasing volume of material related to a temperature gradient generates tensile stresses in the area in question whereas compressive stresses in the external layers. The front of the solidification of the wall moving deeper into the wall of a pipe forms the distribution of stresses in the thickness of the wall. The said stresses are technological in nature and their distribution is typical of an extrusion technology. Internal stresses affect the working state of the load of a pipe as preliminary stresses. In case of inner load exerted by the pressure of liquid or gas, internal stresses are increased by the stresses exerted by the aforementioned pressure. Depending on the time that has passed since a pipe was moulded, it is possible that allowed stresses resulting from a yield point of a material will be exceeded. During the analysis of processes involving heat exchange, in addition to internal stresses, it is also necessary to take into consideration the condition of the structure of the material used for the wall of a pipe. It is especially necessary, if the material is rated among crystalline one as cooling conditions involve the diversification of the structure of polymer. In case of the formation of a pipe, the structure of material depends on the distance from the external surface contacting the wall of a former. A heat flux flows in a radial manner towards the external surface and the solidification of the wall material advances in the opposite direction. The internals layers reach the ambient temperature at the latest. As a results of the poor heat conductivity of polymers, cooling rate affects the morphology of the crystalline phase. Along with the increase of the distance from the external surface, the slowing down of the slow cooling rate will facilitate the development of the crystalline phase. The absence of cooling of the internal surface of a pipe gives rise to the formation of a coarse-grained structure with well-shaped spherulites characterized by low resistance to cracking. At the same time, on the solidification front moving deeper into the wall, the thermal stresses influence the shape of spherulites. One ought to expect the orientation of the structure and the resultant anisotropy of the properties on the thickness of the wall of a pipe as well as the anisotropy in the layer of a specific radius. It is advisable to determine the course of changes of stresses as this knowledge is a significant contribution to the explanation of the processes occurring during sizing and thus enabling a more accurate prediction of operating properties of thermoplastic pipes and their limiting states. The internal stresses in the wall of a pipe can be determined by solving the equation of heat conduction, the system of equations of equilibrium including the major components of the state of stresses included by temperature gradient and moulding pressure with defined boundary the initial conditions and the functions of the thermal and mechanical properties of a material. The problem presented above requires the use numerical methods due to a confounded system of equations, non-linear material coefficients depending on a temperature and stress as well as an unsteady temperature field. The character of the issue imposes the use of problem-oriented programming methods. This work will contains the physical model of the solidification process, equations loading to the determination of the temperature and stresses during the solidification as well as the results of a simulation determined with the use of software developed for this purpose. The simulation was conducted on the basic of resistance- and heat-related data for PE-HD. Results of mechanical tests of samples token from perpendicular directions and different layers of wall are also presented.

6

Wpływ parametrów zgrzewania doczołowego rur na własności wytrzymałościowe i plastyczne złączy wykonanych z polifluorku winylidenu PVDF

Dziuba S.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2003

|

R. 47, nr 2

54--60

PL

Omówiono podstawowe właściwości polifluorku winylidenu (PVDF) oraz zamieszczono skrótowy opis metody zgrzewania doczołowego rur z podaniem głównych parametrów mających wpływ na jakość złączy zgrzewanych. Artykuł zawiera także opis przebiegu badań technologicznych, wytrzymałościowych, plastycznych i makroskopowych złączy zgrzewanych oraz wyniki tych badań, na podstawie których określono najkorzystniejsze podstawowe parametry zgrzewania rur z PVDF.

EN

The essential properties of PVDF and the method of butt welding of PVDF pipes together with the main welding parameters influencing the joints quality have been presented in short. It has been described the course of technological and mechanical testing of welded joints as well as their macroscopic examination. The results of the tests on the basis of which the most advantageous welding parameters for PVDF pipes were established, have been given as well.