KOMPOZYTY- NAUKA-PRZEMYSŁ 2013

Pierwsza Ogólnopolska Konferencja Naukowo - Techniczna

KOMPOZYTY- NAUKA-PRZEMYSŁ’2013

2 – 4 grudnia 2013 USTROŃ-Jaszowiec , Hotel Jawor, ul. Wczasowa 51

2

Pierwsza Ogólnopolska Konferencja Naukowo - Techniczna

KOMPOZYTY- NAUKA-PRZEMYSŁ’2013

2 – 4 grudnia 2013 USTROŃ-Jaszowiec , Hotel Jawor, ul. Wczasowa 51

3

4

Organizatorzy Konferencji

 Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu  C-L Sp.z.o.o.,Dystrybutor materiałów do produkcji kompozytów, Słupsk  Plasticon Composites S.A, Toruń  Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Gliwice

Patronat: Patronat Honorowy nad Konferencją objął Wiceprezes Rady Ministrów, Minister Gospodarki Pan Janusz Piechociński i

Opracowanie techniczne Lidia Kurzeja, Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu

ISBN:978-83-6355-28-3 Druk:

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Gliwice Zakład poligraficzno-Wydawniczy Gliwice, ul. Plebiscytowa 1 e-mail;[email protected] 5

CEL KONFERENCJI

Celem konferencji jest prezentacja aktualnych wyników badań i tendencji rozwoju w zakresie otrzymywania, badania i zastosowania kompozytów

polimerowych.

Zamierzeniem

organizatora

jest

stworzenie forum do wymiany poglądów i doświadczeń, oraz zwiększenie

integracji

pomiędzy

środowiskiem

naukowym

i

przemysłem.

6

KOMITET NAUKOWY Dr inż. Krzysztof BORTEL, IMPIB, Gliwice Dr inż. STEFAN KUBICA Dr inż. Lidia KURZEJA, IMPIB, Toruń Mgr inż. Zygmunt KOŁEK, Plasticon, Toruń Mgr inż. Jerzy MIŚKÓW, C-L, Słupsk Dr inż. Józef RICHERT Toruń, IMPIB Prof. dr hab. inż. Adam WIŚNIEWSKI, WITU, Warszawa Prof. dr hab. inż. Zbigniew ROSŁANIEC, ZUT, Szczecin Prof. dr hab. inż. Danuta ŻUCHOWSKA, Politechnika Wrocławska Prof. dr hab. inż. Marian ŻENKIEWICZ, UKW, Bydgoszcz

KOMITET ORGANIZACYJNY dr inż. Lidia Kurzeja, Przewodnicząca, IMPIB, Toruń mgr inż. Grażyna Król: SITPChem, Gliwice

7

RAMOWY PROGRAM 2 grudnia,

(poniedziałek)

8.00 - 10.00 10.30 - 11.00 11.00 - 13.00 13.00 - 15.00 15.00 - 16.30 16.30 - 16.50 16.50 - 18.00 18.00

-

19.30

- Spotkanie integracyjne przy muzyce

3 grudnia,

(wtorek)

7.30 8,45 11.10 11.25 13.20 14.45 16.30 16.50

- Śniadanie - Referaty, dyskusja, prezentacja firm - Przerwa - Referaty, dyskusja, prezentacja firm - Obiad - Referaty, dyskusja, prezentacja firm - Przerwa - Referaty, dyskusja, prezentacja firm

-

8.45 11.10 11.25 13.20 14.45 16.30 16.50 18.35

Śniadanie i Rejestracja Otwarcie Konferencji Referaty, dyskusja, prezentacja firm Obiad Referaty, dyskusja, prezentacja firm Przerwa Sesja posterowa Kolacja

20.00 -

- Uroczysta kolacja przy muzyce

4 grudnia ,

(środa

8.00 9.00 11.00 12.30

- Śniadanie - Referaty, dyskusja, prezentacja firm - Podsumowanie i zakończenie Konferencji - Obiad

- 9.00 - 11.00 - 12.00 -

8

PONIEDZIAŁEK, 2 grudnia 2013

SESJA I

Przewodniczący: prof. dr hab. inż. Zbigniew ROSŁANIEC

10.30 -11.00

Otwarcie konferencji

11.00-13.00

Referaty, dyskusja, prezentacja firm

L.P.

1.

2.

3.

INSTYTUCJA

AUTORZY, TYTUŁ PREZENTACJI Anna Boczkowska, Paulina Chabera, Ewelina Ciecierska, Paulina Latko

POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Instytut Inżynierii Materiałowej

Kompozyty polimerowe wzmacniane włóknami węglowymi z dodatkiem nanorurek węglowych

Michał Gmitrzuk, Zbigniew Smoczyński WOJSKOWY INSTYTUT TECHNIKI PANCERNEJ i SAMOCHODOWEJ, Sulejówek

WOJSKOWY INSTYTUT TECHNIKI PANCERNEJ i SAMOCHODOWEJ, Sulejówek

Właściwości wytrzymałościowe w tym balistyczne kompozytów polimerowych wytwarzanych metodą VARTM

Michał Gmitrzuk, Zbigniew Smoczyński Wpływ wysokoenergetycznego udaru na postać niszczenia balistycznych kompozytów szklanych i węglowych

13.00- 15.00 obiad

9

SESJA II

Przewodniczący: prof. dr hab. inż. Anna BOCZKOWSKA

15.00-16.30 Referaty, dyskusja, prezentacja firm

1

ROMA Sp. z o.o. Wojskowa Akademia Techniczna, 3 Des Art sp.z o.o 2

4.

Roman Romanowski 1, Natalia Myszka 1, Marian Klasztorny2. Daniel Nycz3 Analiza projektowania i obliczeń statycznych kompozytowych przekryć prostokątnych na wybranym przykładzie”.

Bartłomiej Przybyszewski 5.

6.

UNIWERSYTET TECHNICZNY Drezno, Niemcy

NANOMATERIALS, Leszek Stobiński, Warszawa

Properties of dissimilar joint of advanced materials for lightweight structures

Leszek Stobiński Produkcja i badania platkowego grafenu i tlenku grafemu

16.30- 16.50 PRZERWA

16.50 -18.00 SESJA POSTEROWA

18.00

KOLACJA

19.30 -

SPOTKANIE INTEGRACYJNE przy muzyce

10

WTOREK, 3 grudnia 2013 SESJA III

Przewodniczący: mgr inż. Jerzy MIŚKÓW FIRMA

8.45-11.10 7.

TYTUŁ PREZENTACJI Dr n.t.Józef RICHERT

IMPIB, Toruń Prezentacja Instytutu IMPIB w Toruniu

8.

9.

10.

11.

C-L SP. z o.o. Słupsk + CENTRUM TRANSFERU TECHNOLOGII KOMPOZYTÓW Kaniów

CL BTK + CTTK Bielskiego Parku Technologicznego Lotnictwa, Przedsiębiorczości i Innowacji jako projekt wspierający innowacyjne działania przedsiębiorstw w zakresie technologii wytwarzania wyrobów kompozytowych.

DIAB POLSKA - Szwecja

Nowoczesne rozwiązania zastosowań materiałów spienionych PCV w lotnictwie, produkcji łopat siłowni wiatrowych i wentylatorów przemysłowych.

AKZO – NOBEL , Holandia

Systemy inicjujące reakcje sieciowania poliestrów .

LANTOR , Holandia

Materiały rdzeniowe i warstwy podżelkotowe do produkcji kompozytów w formach otwartych i zamkniętych.

11.10- 11.25 PRZERWA 11.25- 13.20 12.

13.

14.

ALLCOMP POLSKA Katowice

PPHU KAUPOSIL Siemianowice Śl.

PHOENIX EQUIPMENT Polska Miastko

15. MASTERMODEL, Bielsko-Biała

Optymalizacja rozkroju warstwowych materiałów wypełnieniowych do kompozytów Membrany silikonowe w metodach worka próżniowego i infuzyjnych. Matryce akrylowe na przykładzie systemu Acrylic One. Najnowsze rozwiązania aplikatorów stosowanych do produkcji wyrobów kompozytowych. Komputerowe wspomaganie procesów projektowania struktur kompozytowych. Technologia LRTM z wykorzystaniem systemu TERMOULD.

13.20- 14.45 OBIAD

11

FIRMA

TYTUŁ PREZENTACJI

14.50- 16.30

16.

17.

18.

16.30-16.50

MASTERMODEL, Bielsko-Biała

ASHLAND POLSKA Warszawa ZYVAX INC, USA

Pokaz LRTM w formie TERMOULD

Wybrane zagadnienia doboru żywic poliestrowych i epoksywinyloestrowych. Polimerowe środki rozdzielające do żywic poliestrowych i epoksydowych.

PRZERWA

16.50- 18.35 19.

20.

21.

TROTON Sp. z o.o. Gościno Ząbrowo

Nowa generacja materiałów polerskich oraz lakiernicze powłoki ochronne kompozytów

ITP- System, Dąbrowa Górnicza

Nanotechnologie w kompozytach polimerowych.

LABINDEX, Warszawa

Wykorzystanie homogenizacji ultradźwiękowej w produkcji kompozytów i barwników.

20.00 -

uroczysta kolacja

12

ŚRODA, 4 grudnia 2013 SESJA IV

Przewodniczący: Dr n.t. Józef RICHERT

9.00-11.00

Referaty, dyskusja, prezentacja firm PLASTICON S.A. Toruń

22.

Artur Chudziński, Marek Kamiński Wyroby z Tworzyw kompozytowych w połączeniu z fluoroplastami ( duallaminaty

IMPIB, Oddział Farb i Tworzyw, Gliwice

23.

Izabela Gajlewicz Metody badań palności materiałów polimerowych

PLASTICON POLAND, S.A. Toruń

Zygmunt Kołek,Kazimierz Jędrzejewski

24. Wielkogabarytowe instalacje z kompozytów poliestrowo-szklanych (tws

PLASTON-P, Sp. Z o.o. Gliwice

25.

Kazimierz Walczak, Aspekty badania palności kompozytów polimerowych

Marek Sachowiak 26.

RENOVIS Sp. z o.o. Dąbrowa Górnicza

Nowoczesne systemy oświetlania lampami LED hal przemysłowych i terenów otwartych

Artem Khyprostow 27.

SPECTROLAB. Łomianki

Systemy do badań wytrzymałościowych INSTRON w zastosowaniach do badań materiałów kompozytowych.

11.00 – 12.00 Podsumowanie i zakończenie konferencji 12.30- obiad

13

Lista Posterów Numer posteru

AUTORZY, TYTUŁ, INSTYTUCJA Anita BIAŁKOWSKA1, Mohamed BAKAR2, Marta LENARTOWICZ1

Poliuretany Kondensacyjne z odcieków gliceryn powstałych przyprodukcji biodiesla jako modyfikatory nanokompozytów epoksydowych

1. 1

IMPiB, Oddział Farb i Tworzyw w Gliwicach Uniwersytet Humanistyczno-Technologiczn, Radom

2

Marta CHYLIŃSKA, Halina KACZMAREK, Aleksandra BURKOWSKA, Maciej WALCZAK

2.

Nowe Tworzywo polimerowe o właściwościach biocydowych zawierające polimer z ugrupowaniem N-halaminowym Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń

Ewa KICKO-WALCZAK , Grażyna RYMARZ, Izabela GAJLEWICZ

3.

Obniżenie palności żywic termoutwardzalnych. Efekt synergiczny bezhalogenowych retardantów palenia z nanonapełniaczami IMPiB, Oddział Farb i Tworzyw, Gliwice

Lidia KURZEJA

4.

Odporność korozyjna kompozytu ARC 982 IMPiB, Toruń Lidia KURZEJA1, Urszula SZELUGA2, Stefan KUBICA1

5.

Epoxy composites with short carbon fiber and nano particles. 1

2

IMPIBToruń, Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych, PAN, Zabrze

Magdalena METLER, Halina KACZMAREK

6.

Działanie promieniowania UV na nanokompozyty poli(kwasu akrylowego) z nanocząstkami srebra

14

Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń Anna PIETRUSZKA*, Anna WOJTALA

7.

Kompozyty polietylenowe o zmniejszonej palności z dodatkiem wybranych związków żelaza Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej „Blachownia”, Kędzierzyn- Koźle. Katarzyna SZPILSKA1, Krystyna CZAJA2, Stanisław KUDŁA1

8.

Kompozyty polipropylenowe z udziałem haloizytu modyfikowanego surowcami pochodzenia naturalnego Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej „Blachownia”, Kędzierzyn- Koźle.

Aleksandra WĘGLOWSKA

9.

Badania procesu łączenia poliamidu PA66 CF3O z zastosowaniem metody ogrzewania wibracyjnego Instytut Spawalnictwa, Gliwice

15

STRESZCZENIA PREZENTACJI I POSTERÓW

16

KOMPOZYTY POLIMEROWE WZMACNIANE WŁÓKNAMI WĘGLOWYMI Z DODATKIEM NANORUREK WĘGLOWYCH DO ZASTOSOWAŃ W LOTNICTWIE Anna BOCZKOWSKA, Paulina CHABERA, Ewelina CIECIERSKA, Paulina LATKO Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej ,Wołoska 141, 02-507 Warszawa [email protected]

W ostatnich latach powszechnie stosowane metaliczne konstrukcje lotnicze sukcesywnie zastępowane są strukturami kompozytowymi, a w szczególności kompozytami polimerowymi wzmacnianymi włóknami węglowymi. Spośród licznych zalet, jakie towarzyszą tej zamianie są też i wady związane przede wszystkim z wyraźnym pogorszeniem przewodności elektrycznej materiału. Ma to bezpośredni wpływ na elektryczne funkcje jakie spełnia konstrukcja lotnicza, takie jak odprowadzanie ładunku elektrycznego, ochrona przed działaniem pola elektromagnetycznego oraz ochrona przed uderzeniem piorunów. Jest to spowodowane faktem, że pojedyncze włókna węglowe, chociaż mają właściwości przewodzące, otoczone są nieprzewodzącą osnową polimerową (najczęściej epoksydową), która działa jak warstwa izolująca i ma wpływ na przewodność nie tylko w płaszczyźnie elementu kompozytowego, ale w szczególności na jego przekroju. Celem prezentowanych badań jest poszukiwanie alternatywnych rozwiązań dla struktur metalicznych, dających w efekcie materiał przewodzący o mniejszej masie i prowadzących do obniżenia kosztów produkcji lotniczych elementów, takich jak poszycie skrzydeł czy kadłuba. Jedną z możliwości poprawy właściwości elektrycznych jest wprowadzenie nanorurek węglowych do osnowy polimerowej. W tym celu do osnowy epoksydowej wprowadzone zostały wielościenne nanorurki węglowe niemodyfikowane i modyfikowane aminowymi grupami funkcyjnymi. Opracowano również termoplastyczne włókniny o małej gramaturze z dodatkiem nanorurek węglowych. Udział wagowy nanorurek węglowych zmieniano od 0 do 5% w przypadku żywic epoksydowych i do 7% w przypadku termoplastycznych włókien. Dyspersja nanorurek węglowych w osnowie polimerowej była badana za pomocą wysokorozdzielczej skaningowej mikroskopii elektronowej. Zbadano przewodność elektryczną wytworzonych nanokompozytów, jak też ich właściwości termiczne i wybrane mechaniczne. Stwierdzono, że parametry wytwarzania nanokompozytów istotnie wpływają na rozmieszczenie nanorurek węglowych w osnowie polimerowej.

Co więcej przewodność elektryczna

nanokompozytów istotnie zależy od równomierności rozmieszczenia nanorurek w osnowie polimerowej. Stwierdzono w skali laboratoryjnej, że wprowadzenie nanorurek węglowych może prowadzić do zwiększenia skrośnej przewodności kompozytu polimerowego wzmacnianego włóknami węglowymi. Co więcej wprowadzenie nanorurek węglowych do osnowy polimerowej może prowadzić do uzyskania materiału wielofunkcyjnego łączącego przewodność elektryczną z termiczną i lepszymi właściwościami mechanicznymi w powiązaniu z możliwościami jego monitorowania.

17

CARBON FIBRE REINFORCED POLYMER MATRIX COMPOSITES WITH ADDITION OF CARBON NANOTUBES FOR AIRCRAFT APPLICATION Anna BOCZKOWSKA, Paulina CHABERA, Ewelina CIECIERSKA, Paulina LATKO Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, Wołoska 141,02-507Warszawa [email protected]

In recent years one can notice a gradual migration from metallic aeronautical structures to composite ones, particularly CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymers). Among the many advantages of this evolution, there are also some disadvantages; one of them is the loss of intrinsic electrical conductivity of the material. This has a direct effect on the electrical functions of structures, like ESD (Electro-Static Discharge), EMI (Electro-Magnetic Interference) shielding and the LSP (Lightning Strike Protection) effectiveness. This is due to the fact that the single carbon fibre/yarns (conductive by themselves) are actually surrounded by the resin matrix (typically epoxy resin) that works as an electrical isolation layer and affects the electrical conductivity in plane and particularly through thickness. Aim of the presented studies is to find alternative non-metallic materials/solutions to achieve electrical conductivity aiming at a lower weight and lower overall cost for production of aircraft structural components (typically wing covers or fuselage skin panels). One option to improve the electrical conductivity is to incorporate carbon nanotubes in the polymer matrix. This can be done using epoxy resin as a matrix and multi-wall CNTs with non-modified or modified surface with amino groups. Also the thermoplastic veils doped with CNTs were developed and studied. The weight fraction of CNTs was varied from 0 up to 5% in the case of epoxy resin or up to 7% in the case of thermoplastic fibres. The distribution of CNTs in the polymer matrix was studied using HRSEM technique. Electrical conductivity of fabricated nanocomposites was measured, as well as their thermal and selected mechanical properties. It was found that the processing conditions strongly influence on the even distribution of CNTs. Moreover, electrical properties of nanocomposites strongly depend on the homogeneous and uniform distribution of carbon nanotubes in the polymer matrix. It was found at lab scale that CNTs doping can increase the transverse electrical conductivity of CFRP. Moreover, the incorporation of CNTs into the polymer matrix has the potential of creating materials with multi- functional properties, e.g. a combination of electrical, thermal conductivity and improved mechanical performance in addition to self-sensing capabilities.

18

WŁAŚCIWOŚCI WYTRZYMAŁOŚCIOWE, W TYM BALISTYCZNE, KOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH WYTWARZANYCH METODĄ VARTM Michał GMITRZUK*, Zbigniew SMOCZYŃSKI* *

Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej ,ul. Okuniewska 1, 05-070 Sulejówek [email protected], [email protected]

Kompozyty polimerowe bazujące na włóknach szklanych, węglowych bądź aramidowych pozwalają na zmniejszenie masy pojazdów opancerzonych poprzez zastąpienie stopów metali równie wytrzymałymi i zarazem lżejszymi kompozytami. Posiadają one właściwości heterogeniczne oraz są materiałami anizotropowymi. Mają niską gęstość oraz wysoką wytrzymałość właściwą. W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości wytrzymałościowych oraz balistycznych kompozytów polimerowych wykonywanych metodą VARTM (z ang.: Vacuum Assised Resin Transfer Molding). Do badań użyto tkanin węglowych i szklanych utworzonych z włókien jednokierunkowych o strukturze czteroosiowej [45, 0, -45, 90] i gramaturze ~ 600 g/m2. Wykonane z nich płyty balistyczne posiadały taką samą liczbę warstw zbrojenia. Badania wytrzymałościowe próbek wykonanych z płyt balistycznych węglowych i szklanych przeprowadzono za pomocą trzech metod: wytrzymałości na rozciąganie, wytrzymałości na zginanie oraz próby udarności sposobem Charpy’ego. Wszystkie próby przeprowadzono w trzech temperaturach: -40ºC, temperaturze otoczenia oraz 50ºC. Wyznaczono z nich takie parametry jak wytrzymałość na rozciąganie σm, moduł Young’a w kierunku wzdłużnym E, wytrzymałość na zginanie σf, moduł Younga przy zginaniu Ef, udarność acU. Badania balistyczne zakładały wykonanie prób ostrzałem odłamkiem 1,1 g zgodnie z dokumentem standaryzacyjnym STANAG 2920, za pomocą których wyznaczono granicę balistyczną V50 poszczególnych płyt balistycznych. W artykule wykazano, że granica balistyczna odłamka standardowego 1,1g dla kompozytów o tej samej liczbie warstw zbrojenia lecz różnym rodzaju tkaniny różni się o około 10%. Wykonane kompozyty węglowe charakteryzowały się lepszymi właściwościami balistycznymi; były również lżejsze od kompozytu szklanego o około 1 kg na jednostkę powierzchni. Ponadto w badaniach balistycznych użyto porównawczo dwóch rodzajów żywicy epoksydowej. Testy wykazały iż granica balistyczna w zależności od użytej żywicy różni się w granicach 6%.

19

STRENGTH AND BALLISTIC PROPERTIES OF POLYMER COMPOSITES FABRICATED WITH THE VARTM PROCESS Michał GMITRZUK*, Zbigniew SMOCZYŃSKI* *

The Military Institute of Automobile and Armour Technology,ul. Okuniewska 1, 05-070 Sulejówek [email protected], [email protected]

Polymer composites based on glass, carbon, or aramid fibres enable to reduce the weight of armoured vehicles in result of replacing metal alloys with equally strong, while at the same time lighter composites. They have heterogeneous properties and they are anisotropic. They are characterised by low density and high specific strength. The paper presents the results of a study on strength and ballistic properties of polymer composites fabricated with the VARTM process (Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding). For the study, carbon and glass fabrics made of unidirectional fibres with four-axes structure [45, 0, -45, 90] and grammage of ~ 600 g/m2 were used. Ballistic panels made of them had equal number of reinforced layers. The examination of the strength of samples made of carbon and glass ballistic panels was conducted with the use of three methods: tensile strength test, bending strength test and Charpy impact test. All tests were conducted at three temperatures: at -40ºC, ambient temperature, and 50ºC. In result, parameters such as tensile strength σm, longitudinal Young's modulus E, bending strength σf, Young’s bending modulus Ef, and impact resistance acU were determined. Ballistic study provided for trials with 1.1 g fragmentation fire in accordance with STANAG 2920 standardisation document, thanks to which a ballistic limit of V50 for individual ballistic panels was obtained. The article demonstrates that the ballistic limit for standard 1.1 g fragment in the case of composites with equal number of reinforced layers but different fabrics differs by approximately 10%. The carbon composites prepared were characterised by more favourable ballistic properties; they were also lighter than glass composite by approximately 1 kg per surface unit. Furthermore, two types of epoxy resin were used in the study for benchmarking purposes. Tests showed that the ballistic limit differs by no more than 6%, depending on the resin used.

20

WPŁYW WYSOKOENERGETYCZNEGO UDARU NA POSTAĆ NISZCZENIA BALISTYCZNYCH KOMPOZYTÓW SZKLANYCH I WĘGLOWYCH Michał GMITRZUK*, Zbigniew SMOCZYŃSKI* *

Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej,ul. Okuniewska 1 05-070 Sulejówek [email protected], [email protected]

Reakcja kompozytów polimerowych na wysokoenergetyczne uderzenia oraz mechanizm zniszczenia są bardzo złożone i zależą między innymi od takich parametrów jak prędkość oraz energia uderzenia penetratora (pocisku), ilość warstw zbrojenia w kompozycie, rodzaj pocisku a także kąt, pod jakim pocisk uderza w osłonę balistyczną. Ze względu na krótki czas kontaktu pomiędzy pociskiem a osłoną balistyczną oraz nieznaczną masę określonego rodzaju pocisku i jego wysoką prędkość, oddziaływania pomiędzy nimi mają charakter lokalny. Zatem pochłanianie energii kinetycznej występuje w małej objętości materiału otaczającej strefę rażenia pocisku a dominującym modelem zniszczenia jest perforacja. W artykule przedstawiono badania wpływu uderzeń wysokoenergetycznych przy użyciu dwóch rodzajów penetratorów, na rodzaj niszczenia kompozytów szklanych i węglowych. Do badań użyto nieodkształcalnych penetratorów w postaci odłamków standardowych 1,1 g oraz pocisków z odkształcalnym rdzeniem 9 mm FMJ Parabellum. Płyty balistyczne wykonano przy pomocy metody VARTM (z ang.: Vacuum Assised Resin Transfer Molding) używając tego samego rodzaju tkaniny oraz osnowy (żywicy epoksydowej). Wykazano, że kształt oraz materiał, z którego są wykonane pociski, mają duże znaczenia podczas penetracji kompozytów. Porównując energie kinetyczne obydwu penetratorów wykazano, że pocisk o mniejszej energii, a zarazem mniej rozwiniętej powierzchni czołowej, posiada większą zdolność penetracji. Stwierdzono, że główną przyczyną delaminacji w kompozytach z warstwami zbrojenia w postaci tkanin utworzonych z włókien jednokierunkowych o strukturze czteroosiowej [45, 0, -45, 90] i gramaturze ~ 600 g/m2 jest propagacja pęknięć wzdłuż uprzywilejowanych kierunków włókien wzdłużnych. Ponadto dokonano porównania sposobu niszczenia kompozytów szklanych oraz węglowych przy użyciu odłamka standardowego 1,1 g. Badania porównawcze zrealizowano dla tej samej ilości warstw tkanin oraz stosując ten sam rodzaj osnowy polimerowej, natomiast konstrukcje kompozytów różniły się rodzajem zastosowanej tkaniny. Badania przeprowadzono dla warunków perforacji kompozytu przez pocisk oraz jego zatrzymania w kompozycie. Analizę wykonano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego LEO VPi.

21

EFFECT OF A HIGH-ENERGY IMPACT ON THE FORM OF DAMAGE TO BALLISTIC GLASS AND CARBON COMPOSITES Michał GMITRZUK*, Zbigniew SMOCZYŃSKI* *

Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej,ul. Okuniewska 1 05-070 Sulejówek [email protected], [email protected]

The response of polymer composites to high-energy impacts and the damage mechanism are very complex and depend, among other things, on such parameters as velocity and energy of impact of the penetrator (projectile), the number of reinforced layers in the composite, the projectile type, and also the angle of impact. Due to the short time of contact between the projectile and the ballistic cover as well as insignificant weight of the specific projectile type, and its high velocity, there are only local interactions between them. Thus, the kinetic energy is absorbed within a small volume of the material surrounding the impact area, and the dominant damage model is perforation. The article examines the effect of highenergy impacts with the use of two penetrator types on the form of damage to glass and carbon composites. Non-deformable penetrators in the form of standard 1.1 fragments as well as projectiles with 9 mm deformable core FMJ Parabellum were used in the study. The ballistic panels were fabricated with the VARTM process (Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding) with the use of the same type of fabric and warp (epoxy resin). It was demonstrated that the shape of projectiles and the material they are made of are of significant importance during penetration of the composites. When comparing kinetic energies of both penetrators it was demonstrated that the projectile with lower energy, and thus less-developed frontal surface, has higher penetration capacity. It was ascertained that delamination in the composites with reinforced layers in the form of fabrics made of unidirectional fibres with four-axes structure [45, 0, -45, 90] and grammage of ~ 600 g/m2 was caused by the propagation of cracks along privileged directions of longitudinal fibres. What is more, a comparison was made between the form of damage to glass and carbon composites with the use of 1.1 g standard fragment. The benchmarking study was conducted for the same number of reinforced layers and with the use of the same polymer warp, while the type of fabric applied in the composite was different. The study was focused on the conditions of composite perforation by the projectile and of its stoppage in the composite. The analysis was performed with the use of LEO VPi scanning electron microscope.

22

WYROBY Z TWORZYW KOMPOZYTOWYCH W POŁĄCZENIU Z FLUOROPLASTAMI (DUAL-LAMINATY) Artur CHUDZIŃSKI, Marek KAMIŃSKI Plasticon Composites, Poland, 87-100 Toruń, ul. M.Skłodowskiej- Curie 59 [email protected]

„Plasticon Poland S.A. oprócz długoletniej tradycji związanej z produkcją aparatury, zbiorników i rurociągów z tworzyw wzmacnianych szkłem (TWS) od kilkunastu lat inwestuje w rozwój swojej gamy wyrobów rozszerzając ją o takie produkty, w których wewnętrzną warstwą chemoodporną są tworzywa termoplastyczne w tym tworzywa fluoroplastyczne. Zastosowanie tych materiałów pozwoliło firmie Plasticon Poland wprowadzić na rynek krajowy rozwiązania techniczne, w przypadku których użycie tworzyw sztucznych wydawało się być wcześniej mało realne. Szczególnie tworzywa fluoroplastyczne charakteryzujące się znakomitą odpornością chemiczną i wytrzymałością na wysokie temperatury znajdują zastosowania w bardzo wymagających procesach przemysłowych, w których kiedyś dominowała wyłącznie

stal

kwasoodporna. Niniejsza prezentacja pozwoli Państwu na zapoznanie się z podstawowymi właściwościami tych zaawansowanych tworzyw sztucznych oraz zaznajomienie się z już zrealizowanymi przez firmę Plasticon projektami.”

23

WIELKOGABARYTOWE INSTALACJE Z KOMPOZYTÓW POLIESTROWO-SZKLANYCH (TWS) Zygmunt KOŁEK, Kazimierz JĘDRZEJEWSKI Plasticon Composites, Poland, S.A. 87-100 Toruń, ul. M.Skłodowskiej- Curie 59 [email protected]

Prezentacja filmowa:

Plasticon Poland S.A. jest jednym z liderów w produkcji wyrobów chemoodpornych z kompozytów poliestrowo-szklanych. Od ponad 40 lat jest producentem aparatów, zbiorników rurociągów, a od ponad 20 lat również kanałów spalin , kominów, absorberów i innego wyposażenia w instalacjach ochrony środowiska. Film prezentuje tego typu wyroby wielkogabarytowe w 13 różnych instalacjach, pokazując również ich wykonanie w miejscach przeznaczenia . Pracują one między innymi w przemyśle chemicznym, hutnictwie metali nieżelaznych i ochronie środowiska naturalnego przede wszystkim w energetyce.

24

PROPERTIES OF DISSIMILAR JOINT OF ADVANCED MATERIALS FOR LIGHTWEIGHT STRUCTURES Bartłomiej PRZYBYSZEWSKI TECHNISCHE UNIVERSITAT DRESDEN ,Molbein str.3,01307 Dresden Barlomiej.przybyszewski@ TU-DRESDEN.De

Celem pracy jest opracowanie metod łączenia zaawansowanych, lekkich materiałów z różnych grup przy jednoczesnym zapobieganiu zmian w ich mikrostrukturze podczas procesu łączenia. Ponadto celem jest ocena właściwości połączeń oraz ich zachowanie długoterminowe. Nowoczesne, wysokowytrzymałe materiały, takie jak nanokrystaliczne stopy metali czy kompozyty o osnowie magnezu zostały połączone za pomocą zaawansowanych technologii (zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem - Friction Stir Welding oraz wlaminowywanie - Inlay Manufacturing) z kompozytami włóknistymi o osnowie metalowej oraz polimerowej. Do scharakteryzowania otrzymanych połączeń wykorzystano techniki badawcze mające na celu określenie mikrostruktury, składu chemicznego, wytrzymałości oraz odporności na korozję badanych materiałów.

25

WYKORZYSTANIE HOMOGENIZACJI ULTRADŹWIĘKOWEJ W PRODUKCJI KOMPOZYTÓW I BARWNIKÓW. Jan SZEMRAJ , Marcin GRZEŁKA LABINDEX, Sp. cywilna , ul. Nutki 3-5, 02-785 Warszawa biuro-@labindex

Homogenizacja ultradźwiękowa to nowoczesna metoda do przygotowania dyspersji i emulsji, a także do mielenia na mokro. Otrzymane rozdrobnienia na poziomie 100 nm – 1 µm znajdują zastosowanie w przygotowaniu jednorodnych, drobno rozdrobnionych surowców i produktów, a także dodatków wspomagających w skali nano. Hielscher Ultrasonics to producent przepływowych maszyn produkcyjnych, systemów badawczych półtechnicznych, a także małych urządzeń laboratoryjnych

26

NANOMATERIALS Leszek STOBINSKI, Warsaw, Poland ul. Wyszogrodzka 14/81 Tel. +48 517571259

E-mail: [email protected]

NIP (VAT): PL 5241444184 Firma NANOMATERIALS Leszek Stobinski specjalizuje się w syntezie, modyfikacjach i aplikacjach nanomateriałów węglowych, takich jak różnego rodzaju nanorurki węglowe, płatkowy, kilkuwarstwowy tlenek grafenu (FL-GO) oraz płatkowy, kilkuwarstwowy, zredukowany tlenek grafenu (FL-RGO). Materiały te są dobrze scharakteryzowane pod względem fizykochemicznym i posiadają gwarancję jakości. Wszystkich Zainteresowanych zapraszamy do współpracy. Nanomaterials Leszek Stobinski Company is specializing in synthesis, modification and applications of carbon nanomaterials, such as various types of carbon nanotubes, few layer graphene oxide nanopalatelets

(FL-GO) and few

layer, reduced graphene oxide nanopalatelets (FL-RGO). All these materials are well characterized in terms of physicochemical properties and have a guarantee of their quality. All interested are welcome to cooperate.

MWCNTs decorated by Pd nanoparticles (2-4 nm)

Few layer graphene oxide nanopalatelets

MWCNTs decorated by ZrO2 nanoparticles (5-7 nm)

Few layer, reduced graphene oxide nanopalatelets

27

GRAPHENE OXIDE AND REDUCED GRAPHENE OXIDE PLATELETS CHARACTERIZATION Leszek STOBINSKI, Warsaw, Poland ul. Wyszogrodzka 14/81 Chemical and structural characterization for: i) purified graphene oxide, prepared by the modified Hummers method, and ii) purified, reduced graphene oxide platelets was developed using several physicochemical methods, such as: TEM, SEM, elemental analysis, X-ray fluorescence analysis, TGA, Raman and FTIR spectroscopies, XRD patterns, electrical conductivity measurements, optical absorbance, XPS and REELS. Few layer graphene oxide platelets (FL-GO) revealed stack nanostructure characterized by average parameters: 21.7 (diameter) x 5.4 nm (height), distance between layers = 0.89 nm and number of stack layers 6-7. Few layer reduced graphene oxide platelets (FL-RGO) also revealed stack nanostructure characterized by average parameters: 7.7 (diameter) x 1.2 nm (height), distance between layers = 0.37 nm and number of stack layers 3-4. Potential applications for graphene oxide and reduced graphene oxide platelets will be presented.

(samples FL-GO i FL-RGO were prepared and delivered by NANOMATERIALS Leszek Stobinski, 03-337 Warsaw, Wyszogrodzka 14/81, Poland, tel. 517571259, www.nanomaterials.pl)

28

METODY BADAŃ PALNOŚCI MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH Izabela GAJLEWICZ Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych I Barwników w Toruniu, Oddział Farb i Tworzyw, ul. Chorzowska 50a, 44-100 Gliwice [email protected]

Badaniom palności poddawanych jest coraz więcej substancji. Stosowanie różnego rodzaju materiałów jest ściśle określone w przepisach państwowych dotyczących ich przeznaczenia. Podczas tych testów określa się wiele parametrów pozwalających na sklasyfikowanie danego materiału, a w następstwie na dopuszczenie go lub nie do odpowiedniego zastosowania. Tradycyjne metody dostarczają z reguły pojedynczy wynik, nie pozwalający na obiektywną charakterystykę materiału jak i nie obrazują odpowiednio wpływu dodatków modyfikujących na kompozyt. Przedstawiono różne metody badania palności tworzyw polimerowych z wyszczególnieniem kalorymetru stożkowego, który jest powszechnie uznanym aparatem dającymi dokładne i powtarzalne wyniki badania palności materiałów polimerowych.

Summary: Nowadays more and more of the substance is subjected to flammability testing. The use of different materials is strictly defined in state regulations regarding their use. During these tests the number of parameters are determined to classify the material and, consequently, to permit it or not to appropriate use. Traditional methods usually supply single result, which not allow to characterize material objectively and, as well, they do not picture properly influence of additives on composite. Presents different methods of flammability test of polymeric materials in particular cone calorimeter, which are generally recognized and give accurate and reproducible results for this parameter.

29

ZAGADNIENIA BADAŃ PALNOŚCI KOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH Kazimierz WALCZAK PLASTON-P Sp. z o.o. ul. Zygmunta Starego 6 ,44-100 Gliwice [email protected]

Komunikat zawiera porównanie wyników badań trudnopalności różnych materiałów polimerowych głównie kompozytowych, przeprowadzonych na podstawie norm technicznych i procedur badawczych dotyczących tego zagadnienia. Badania zostaną przedstawione na tle obowiązujących w kraju oraz krajach sąsiadujących wymagań stosowania wyrobów z tych materiałów w przemyśle górniczym i dotyczyć będą głównie rur z polimerów kompozytowych na bazie tworzyw utwardzalnych oraz termoplastycznych. W prezentacji wykorzystane będą materiały multimedialne zdjęcia i filmy z testów palności.

Problem palności wyrobów kompozytowych na osnowie polimerowej jest ważnym zagadnieniem w aspekcie zastosowania ich w podziemnych wyrobiskach zakładów górniczych. Dla bezpieczeństwa pracy wymaga się aby zastosowane materiały i wyroby posiadały cechy trudnopalności oraz antyelektrostatyczności. W warunkach pożaru każdy materiał polimerowy ulegnie zapaleniu, natomiast nie powinien on wspomagać ognia ani też przenosić płomienia poza strefę pożaru oraz nie wykazywać kapania co mogłoby zagrozić ewakuacji ludzi. Z tego względu badania powinno się przeprowadzić w oparciu o normy, które zakładają podpalenie próbki a następnie obserwację (pomiar) czasu palenia się i żarzenia po usunięciu płomienia i zjawisk towarzyszących (krople, lawa itp.). Wymóg taki zawarty jest miedzy innymi w normie PN-EN 60695, która stanowi podstawę do określania kategorii palności materiałów a także w normach dotyczących bezpieczeństwa ogniowego: PN-EN 1710:2010 i normy związanej PN-EN ISO 340:2013. Zasada badania materiałów wg tych norm jest analogiczna co obrazują poniższe schematy a różnice są tylko w wymiarach próbki, mocy płomienia i czasu podpalenia.

30

POLIURETANY KONDENSACYJNE Z ODCIEKÓW GLICERYN POWSTAŁYCH PRZYPRODUKCJI BIODIESLA JAKO MODYFIKATORY NANOKOMPOZYTÓW EPOKSYDOWYCH

Anita BIAŁKOWSKA1, Mohamed BAKAR2, Marta LENARTOWICZ1 1Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, Oddział Farb i Tworzyw w Gliwicach, 2 Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, Wydział Materiałoznawstwa Technologii i Wzornictwa, Katedra Technologii Materiałów Organicznych, Radom

W niniejszej pracy przedstawiono otrzymywanie i badanie właściwości nanokompozytów epoksydowo poliuretanowych zawierających glinokrzemian warstwowy (NanoBent ZW1). Nowy bezizocyjanianowy poliuretan kondensacyjny z różną zawartością segmentów sztywnych i giętkich otrzymano z odpadowej gliceryny przy produkcji Biodiesla. Oligomery zawierające łańcuchy giętkie w nowym polimerze otrzymano w wyniku reakcji biodieslowskiego odcieku glicerynowego z karbaminiem uretanowym. Natomiast segmenty sztywne otrzymano w wyniku reakcji kwasu fenolosulfonowego, mocznika i formaldehydu. Nanokompozyty różniące się ilością modyfikatora polimerycznego otrzymano sposobem mieszanym poprzez wstępne zdyspergowanie homogenizatorem mechanicznym, a następnie ultradźwiękowym osnowy epoksydowej i oligomeru uretanowego z nanonapełniaczem. Na podstawie wybranych właściwości (udarność, naprężenie przy zniszczeniu, odporność na propagacje pęknięcia) określono wpływ ilości nowego modyfikatora poliuretanu na wybrane właściwości nanokompozytów.

Summary. The present work investigates the preparation and properties evaluation of epoxy resin nanocomposites based on polyurethane and organomodified nanocay (NanoBent ZW1). A new nonisocyanate condensation polyurethane containing different amount of hard and soft segments was prepared by using polyglycerine waste obtained during biodiesel production. Oligomers prepared by reacting urethane carbamate and polyglycerine constituted the soft segments of new polymer, while the hard segments were obtained from the reaction between phenol sulfonic acid, urea and formaldehyde. Nanocomposites containing different amount of polymeric modifier were prepared by means of using preliminary nanoparticles dispersion using mechanical mixing followed by ultrasonic homogenization. The mechanical properties of nanocomposites were characterized by impact strength, flexural strength and strain at break as well as critical stress intensity factor. The effect of new modifier on epoxy resin nanocomposites properties was

discussed based on obtained results.

31

NOWE TWORZYWO POLIMEROWE O WŁAŚCIWOŚCIACH BIOCYDOWYCH ZAWIERAJĄCE POLIMER Z UGRUPOWANIEM NHALAMINOWYM Marta CHYLIŃSKA*, Halina KACZMAREK*, Aleksandra BURKOWSKA**, Maciej WALCZAK** *Katedra Chemii i Fotochemii Polimerów, Wydział Chemii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń **Zakład Mikrobiologii Środowiskowej i Biotechnologii UMK, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, ul. Gagarina 9, 87-100 Toruń e-mail: [email protected]

Termin „właściwości biocydowe” oznacza zdolność substancji do zabijania bakterii, wirusów, pierwotniaków, glonów, grzybów i innych drobnoustrojów chorobotwórczych - patogenów. W ostatnich latach zintensyfikowano badania na temat biocydowych materiałów polimerowych zawierających struktury N-halaminowe. Do najczęściej wprowadzanych w materiałach polimerowych struktur N-halaminowych należą N-chloraminy heterocykliczne, takie jak pochodne oksozolidinonu, imidazolidinonu i hydantoiny. Pochodne hydantoin charakteryzują się najlepszymi właściwościami biocydowymi wśród wyżej wymienionych związków. Interesującą grupę hydantoin stanowią spirohydantoiny. Wykazują one właściwości biologiczne, charakteryzują się ciekawą geometrią cząsteczki, a także mogą być one stosowane jako uniepalniacze [1,2]. Celem niniejszych badań było otrzymanie tworzywa polimerowego na bazie poli(chlorku winylu), domieszkowanego pochodną spirohydantoiny oraz badanie jego właściwości biocydowych, termicznych i powierzchniowych. Metoda otrzymywania biocydowej pochodnej opisana jest w zgłoszeniu patentowym [3]. Pochodną dodano do mieszanki na bazie PVC, a następnie przetwarzano metodami: wtrysku i wytłaczania. Właściwości biocydowe pochodnej spirohydantoiny badano przed i po dodaniu do mieszanki na bazie poli(chlorku winylu). Badania biologiczne przeprowadzone zgodnie z normą ISO 22196 („Plastics – Measurement of antibacterial activity of plastics surfaces”) potwierdziły działanie biobójcze tworzywa polimerowego otrzymanego w wyniku procesu przetwórczego. Badania stabilności termicznej pokazały, że dodatek biocydowej pochodnej nie wpływa znacząco na termiczny rozkład materiału. Temperatura rozkładu uzyskanego tworzywa jest niższa, aniżeli temperatura stosowana podczas jego przetwórstwa metodami: wytłaczania i wtrysku. Do badań wykorzystano aparat TA Instrument SDT 2920 Simultaneous DSC-TGA. Badania powierzchniowe tworzywa potwierdziły skład oraz ujawniły morfologię próbek. Otrzymane tworzywo wykazuje szerokie możliwości aplikacyjne m.in. w przemyśle obuwniczym i jako warstwa ochronna w różnego typu przedmiotów będących na wyposażeniu szpitalnym, łazienkowym itd. Literatura: [1] Dhar et al., Patent US 7,078,420 B2. [2] K. Barnes, J. Liang, R. Wu, S.D. Worley, J. Leeb, R.M. Broughton, T.S. Huang, Biomaterials 2006, 27, 4825. [3]M. Ziegler-Borowska, M. Chylińska, H. Kaczmarek, Patent no. P.395.035. submitted 27.05.2011.

32

OBNIŻENIE PALNOŚCI ŻYWIC TERMOUTWARDZALNYCH. EFEKT SYNERGICZNY BEZHALOGENOWYCH RETARDANTÓW PALENIA Z NANONAPEŁNIACZAMI

Ewa KICKO-WALCZAK , Grażyna RYMARZ, Izabela GAJLEWICZ Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, ul. Sklodowskiej-Curie55,87-100 Toruń, Oddział Farb i Tworzyw-Gliwice [email protected]

Streszczenie W prezentacji przedstawiono ocenę efektywności działania kompozycji bezhalogenowych środków zmniejszających palność żywic poliestrowych i epoksydowych.

Przebadano kompozycje żywic

chemoutwardzalnych oraz laminatów epoksydowo-szklanych i poliestrowo-szklanych z udziałem bezhalogenowych retardantów palenia z grupy związków fosforowo-azotowych z dodatkiem nanonapełniaczy takich, jak: nanomontmorylonit modyfikowany związkami organicznymi, grafit ekspandowany oraz modyfikowana nanokrzemionka strącana. Efektywność układu: retardant palenia fosforowo-azotowy/nanomodyfikator oceniano na podstawie wyników indeksu tlenowego (LOI), analizy

termograwimetrycznej

(TG)

oraz

metody

kalorymetru

stożkowego.

Morfologię

nanokompozytów badano, stosując skaningowa mikroskopię elektronową (SEM). Zastosowana modyfikacja

obniżająca

palność

żywic

chemoutwardzalnych nie

wpływa

na

obniżenie

podstawowych właściwości mechanicznych laminatów.

33

ODPORNOŚĆ KOROZYJNA KOMPOZYTU ARC 982 Lidia KURZEJA Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, ul. Sklodowskiej-Curie55,87-100 Toruń [email protected]

Przedstawiono wyniki badań zastosowania kompozytu ceramicznego ARC 982 do zabezpieczania kominów w elektrowni. Maszyny i urządzenia eksploatowane w przemyśle energetycznym narażone sa na ciągły kontakt z agresywnym środowiskiem, postęp techniczny wymaga od materiałow stosowanych w energetyce zwiększenia ich trwałości i niezawodności. poprawa trwałości dotyczy wzrostu wymagan mechanicznych, odporności na zmęczenie , zwiększenia odporności cieplnej a zwłaszcza zwiększenia odporności cieplnej na długotrwałe działanie podwyższonej temperatury w środowisku korozyjnym. W tym celu do zabezpieczeń urządzeń pracujących

w przemyśle energetycznym stosuje się

różne pokrycia polimerowe. I tak np. blachy stalowe w ciagach kominowych w elektrowniach , które sa najbardziej narażone na działanie agresywnych gazów i skraplających się cieczy i dodatkowo podwyższonej temperatury , próbowano pokryć ceramicznym kompozytem epoksydowym Arc 982, produkcji amerykańskiej. Kompozyt ARC 982 jest nowoczesnym kompozytem polimerowo-ceramicznym przeznaczonym do ochrony powierzchni elementów maszyn i urządzeń przed agresywnym działaniem chemicznym i korozją. Niska lepkość tego kompozytu umożliwia nakładanie go przy pomocy pędzla, wałka czy też natryskowo przy pomocy odpowiedniego urządzenia. ARC 982 może być nakładany o minimalnej grubości jednej warstwy 250 mikronów. Matrycę polimerową stanowi zmodyfikowana struktura żywic epoksydowych reagujących ze zmodyfikowanym utwardzaczem alifatycznym a napełniaczem wzmacniającym są gęsto upakowane, łączone przestrzennie cząsteczki ceramiczne, tak dobrane aby po nałożeniu pędzlem i utwardzeniu można było otrzymać bardzo gładką i odporną na zużycie powierzchnię. Praca dotyczyła oceny blach stalowych kominów pokrytych tym kompozytem, po 3 latach stosowania w elektrowni. Stwierdzono, ze kompozyt uległ degradacji i nie jest odporny na jednoczesne działanie agresywnych gazów i cieczy i podwyższonej temperatury

34

EPOXY COMPOSITES WITH SHORT CARBON FIBER AND NANO PARTICLES Lidia KURZEJA1, Urszula SZELUGA2, Stefan KUBICA1 1

Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników,ul. Sklodowskiej-Curie55,87-100 Toruń Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN, M. Skłodowskiej-Curie 34, 71 -800 Zabrze

2.

[email protected]

Tłoczywa epoksydowe (TE) opracowano i zastosowano w przemyśle ponad 50 lat temu. Tłoczywa są półproduktem przemysłowym z których wytwarza się detale metodą prasownia tłocznego, przetłocznego lub wtrysku stosując do tego celu typowe maszyny przetwórcze- wtryskarki lub prasy. W zależności od przeznaczenia i metod przetwórstwa , tłoczywa produkuje się w postaci sypkiej (proszku), granulatu, ciastowatej lub w postaci pręcików o różnej długości. Rozróżnia się następujące typy

handlowych tłoczyw w zależności od właściwości i przeznaczenia: a) do

zastosowania w elektronice jako niskociśnieniowe tłoczywa do zaprasowywania delikatnych elementów elektronicznych. Tłoczywa te

charakteryzują się doskonałymi właściwościami

dielektrycznymi, ale małą wytrzymałością mechaniczną i udarnością; b) do zastosowania w elektrotechnice. Tłoczywa te oprócz właściwości dielektrycznych

charakteryzują się wyższą

wytrzymałością mechaniczną w porównaniu do tłoczywa elektronicznych; c) tłoczywa inżynierskie o dużej wytrzymałości mechanicznej i niekiedy wysokiej odporności cieplnej. Niniejsza praca dotyczy badań nad otrzymywaniem nowych tłoczyw epoksydowych typu inżynierskiego charakteryzujących się wysoką wytrzymałością mechaniczną i wysoką odpornością cieplną. Nowe tłoczywa przeznaczone są do wytwarzania detali o skomplikowanych kształtach. W literaturze światowej brak doniesień na temat podobnych tłoczyw. Nowe tłoczywa mogą znaleźć zastosowanie w przemyśle lotniczym, samochodowym, przemyśle militarnym.

35

UV - IRRADIATION OF THE NANOCOMPOSITES POLY(ACRYLIC ACID) WITH SILVER NANOPARTICLES Magdalena METZLER, Halina KACZMAREK Faculty of Chemistry, Nicolaus Copernicus University, Gagarina 7 street, 87-100 Torun, Poland, email: [email protected]

Poly(acrylic acid) belongs to the group of anionic polyelectrolyte, which due to its structure has the high ability to water sorption, changes of chain conformation and swelling degree. The presence of carboxyl groups in each unit leads to pH sensitivity in the surrounding environment. Poly(acrylic acid) is used as a hydrogel, binder and thickener in paints, cosmetics, and pharmaceuticals as a coating in the manufacture of tablets. Reducing the size of silver nanoparticles causes the enlargement of the surface and increases an adsorption of molecular chain`s. Furthermore, the nanoparticles tend to agglomerate, which is limited by the use of stabilizers. The objective of this work was to evaluate the effect of polychromatic radiation on the UVVis spectroscopic properties of nanocomposite poly(acrylic acid) / silver nanoparticles stabilized by different organic compounds containing sulfur. Stabilizers structures differ the position of –SH and -COOH groups and the length of the aliphatic chain. PAA has been polymerized in aqueous solution with initiator. The poly(acrylic acid) was purified by electrodialysis of residual monomer. Silver nanoparticles stabilized by mercaptosuccinic acid (MSA) or 3-mercaptopropionic acid (MPA) were obtained by chemical reduction of AgNO3 and further introduction to PAA in an amount of 5% (wt). The electronic spectra UV-Vis of the aqueous solutions of Ag/MPA, Ag/MSA, PAA/Ag/MPA, PAA/Ag/MSA and the pure PAA (before and after exposure to polychromatic radiation) have been recorded using UV-1601 PC (Shimadzu, Japan) spectrophotometer in the 200-800 nm range after each irradiation period. Additionally, the stability of the nanoparticles in aqueous solutions has been checked (bimonthly during 8 months recording UV-vis spectra). It was observed that nanoparticles in powder form had a greater resistance to agglomeration than in solution. The spectrum of Ag stabilized by MSA showed absorption with distinct maximum at 395nm. In the spectrum of Ag / MPA a low intensive absorption band exists, which increases after radiation.

36

KOMPOZYTY POLIETYLENOWE O ZMNIEJSZONEJ PALNOŚCI Z DOADTKIEM WYBRANYCH ZWIĄZKÓW ŻELAZA Anna PIETRUSZKA*, Anna WOJTALA

Zakład Poliolefin, Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej „Blachownia”, ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle *[email protected]

Liczbę substancji chemicznych znanych jako uniepalniacze tworzyw szacuje się na około 180.

Wyróżnia

się

cztery

główne

grupy

takich

środków:

nieorganiczne,

organiczne

halogenopochodne, związki fosforoorganiczne oraz związki zawierające azot [1]. Środki nieorganiczne to głównie wodorotlenek glinu i magnezu, których niewątpliwą zaletą jest brak toksyczności. Ich podstawową wadą jest konieczność wprowadzania ich do tworzywa w dużej ilości, w celu uzyskania oczekiwanego poziomu zmniejszenia palności, co niekorzystnie wpływa na możliwości przetwórstwa materiałów oraz parametry użytkowe [2]. Stałym kierunkiem badań jest zatem poszukiwanie związków współdziałających z wodorotlenkami, których obecność może wzmocnić działanie uniepalniające, a przez to służyć zmniejszeniu ilości dodatków w matrycy polimeru. W tym kontekście stosunkowo słabo zbadaną grupą związków w układach bezhalogenowych są związki żelaza [2].

Celem naszych badań nad kompozytami polietylenu z

wodorotlenkami metali jest wytypowanie dodatków skutecznie współdziałających z podstawowym uniepalniaczem,

których

obecność

pozwoli

znacząco

zmniejszyć

całkowitą

zawartość

modyfikatorów w materiale. Jednocześnie, istotnym kryterium oceny badanych dodatków jest ich wpływ na przetwórstwo i właściwości użytkowe kompozytów.

W

prezentowanej

pracy

przedstawiono wpływ wybranych związków żelaza na właściwości kompozytów polietylenowych z wodorotlenkiem magnezu, w tym palność, wytrzymałość mechaniczną oraz wartość wskaźnika szybkości płynięcia. 1. Alaee M. i in.: Environment International 2003, 29, 683-689; 2. “Fire Retardancy of Polymeric Materials”, ed. A. F. Grand, Ch. A. Wilkie, Marcel Dekker, Inc.2000;

37

KOMPOZYTY POLIPROPYLENOWE Z UDZIAŁEM HALOIZYTU MODYFIKOWANEGO SUROWCAMI POCHODZENIA NATURALNEGO Katarzyna SZPILSKA1, Krystyna CZAJA2, Stanisław KUDŁA1 1

Zakład Poliolefin, Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej „Blachownia”, ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle.; Katedra Technologii Chemicznej i Chemii Polimerów, Wydział Chemii, Uniwersytet Opolski, ul. Oleska 48, 45-052 Opole. e-mail: [email protected]

2

Najnowsze trendy w zakresie poprawy właściwości użytkowych materiałów polimerowych, w tym także poliolefin dotyczą możliwości użycia w ich recepturach tzw. nanododatków mineralnych, których przynajmniej jeden wymiar cząstek nie przekracza 100 nm, stąd często takie materiały nazywa się nanokompozytami poliolefinowymi Najpopularniejsze nanododatki mineralne to glinokrzemiany, takie jak montmorylonit, a ostatnio także haloizyt. Co ciekawe, haloizyt występuje w formie rurek o średnicy 10-150 nm i długości około 2µm, które nazywa się nanorurkami haloizytowymi i coraz częściej postrzega jako znacznie tańszą oraz bardziej ekologiczną alternatywę dla wciąż bardzo drogich nanorurek węglowych. Zaprezentowano

wyniki

badań,

dotyczące

właściwości

użytkowych

kompozytów

polipropylenu z udziałem haloizytu modyfikowanego związkami pochodzenia naturalnego w roli napełniacza. Przedstawiono także sposób modyfikacji oraz charakterystykę haloizytu przed i po procesie modyfikacji przy użyciu takich metod jak: SEM, FTIR, TG, BET, BJH czy XRD. Kompozyty

sporządzano

metodą

wytłaczania

przy

użyciu

laboratoryjnej

wytłaczarki

dwuślimakowej. Zawartość haloizytu w kompozytach wyniosła 5 i 10%wag. Okazało się, że uzyskane kompozyty polipropylenowe z modyfikowanym haloizytem wykazywały znaczną poprawę właściwości przetwórczych i udarności, a także niewielką poprawę stabilności termicznej oraz właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu względem nienapełnionego polipropylenu.

Katarzyna Szpilska jest stypendystką projektu pn. „Stypendia doktoranckie - inwestycja w kadrę naukową województwa opolskiego” współfinansowanego przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

38

BADANIA PROCESU ŁĄCZENIA POLIAMIDU PA66 GF30 Z ZASTOSOWANIEM METODY ZGRZEWANIA WIBRACYJNEGO Aleksandra WĘGLOWSKA Instytut Spawalnictwa, ul. Bł. Czesława 16-18, 44-100 Gliwice [email protected]

Przedstawiono wyniki badań procesu łączenia poliamidu PA66 GF30 z zastosowaniem metody zgrzewania wibracyjnego. Badania były prowadzone w Instytucie Spawalnictwa w Gliwicach na stanowisku badawczym wyposażonym w zgrzewarkę wibracyjną BRANSON (model 112-H), o częstotliwości drgań 240 Hz oraz przyrząd VibRecord, służący do rejestracji przebiegów parametrów zgrzewania: amplitudy drgań a, skrócenia s i docisku zgrzewania pz. Przyrząd został opracowany w Instytucie Spawalnictwa. Materiałem zastosowanym w badaniach był poliamid wzmacniany włóknem szklanym o nazwie handlowej Tecamin 66 GF30. Podczas badań zgrzewano próbki wycięte z płyty o nominalnej grubości 10,0 mm. Powierzchnia próbek w miejscu łączenia wynosiła 330 mm2. Oceny jakości złączy dokonano w oparciu o wyniki badań mikroskopowych, prowadzonych na mikros kopie świetlnym w świetle odbitym oraz na skaningowym mikroskopie elektronowym, jak również wyniki badań metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej oraz wyniki badań wytrzymałości połączeń w statycznej próbie rozciągania. Na podstawie wyników badań mikroskopowych stwierdzono, że we wszystkich złączach poddanych obserwacjom występuje zagęszczenie włókien szklanych w zgrzeinie, spowodowane skracaniem elementów podczas zgrzewania oraz wyciskaniem uplastycznionego tworzywa do rąbka zgrzeiny. W zależności od parametrów procesu oceniono, iż zmienia się szerokość warstwy uplastycznionego tworzywa, jak również sposób układania się włókien szklanych w różnych obszarach w zgrzeinie oraz napowierzchni przełomów złączy, ocenionych w badaniach fraktograficznych. W oparciu o wyniki ba dań metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (Different Scanning Calorimetry DSC), wyznaczono wpływ warunków procesu zgrzewania na temperaturę topnienia oraz zawartość fazy krystalicznej w zgrzeinach złączy oraz w materiale podstawowym. W złączach wykonanych z poliamidu PA66 GF30 temperatura tworzywa zgrzeiny wynosi średnio 260,4°C, natomiast zawartość fazy krystalicznej w złączu jest mniejsza niż w materiale rodzimym o około 55 - 72%. Na podstawie wyników badań statycznej próby rozciągania oceniono, że z zastosowaniem metody zgrzewania wibracyjnego możliwe jest uzyskanie złączy o maksymalnej wytrzymałości wynoszącej około 92% wytrzymałości materiału podstawowego, przy czym zauważono również, że im większa jest wartość amplitudy drgań lub docisku zgrzewania, tym krótszy jest czas wymagany do uzyskania złączy o wysokich własnościach mechanicznych. Wyniki badań zostały wykonane w ramach projektu badawczego - grant nr 2011/01/N/ST8/07213, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

39

LISTA UCZESTNIKÓW

L.P.

INSTYTUCJA/ NAZWA/ADRES

UCZESTNICY/ e- mail

1

2

3

1.

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

dr hab.inż. Krzysztof ŻABA [email protected] dr inż. Stanisław NOWAK mgr inż. Paweł KITA, doktorant

2.

ALUMAST S.A. Marklowicka 30A, 44-300 Wodzisław Śląski

Zbigniew SZKOPEK [email protected]

3.

ZAKŁAD AGA Pisarzowice

Tadeusz CZAJA Janusz MALARZ [email protected]

4.

AKZO-NOBEL Functional Chemicals Amersfort, Holandia

Jeroen ALBERTS [email protected]

5.

ASHLAND Poland Sp.z.o.o ul.Szturmowa 2a,02-678 Warszawa

Jarosław JASZEWSKI [email protected]

6.

ALLCOMP Sp.z o.o. Katowice

7.

BIELSKI PARK TECHNOLOGICZNY LOTNICTWA, PRZEDSIĘBIORCZOŚCI I INNOWACJI Sp. z o.o. Ul. Stefana Kóski 43, 43-512 Kaniów

8.

BUSTER S.J. ul. Wiejska 81, 88-101 Inowrocław

9.

10.

C-L Sp.z o.o. ul. Szczecińska 58B, 76-200 Słupsk

DIAB Polska Sp.z o.o. ul. Kniaziewicza 10, 76-200 Słupsk (Szwecja)

Andrzej ZAJĄC [email protected]

Bogusław HOLEKSA [email protected] [email protected] www.parklotniczy.eu

Piotr STEJTER [email protected] Daniel ZAPOLSKI Zbigniew TROJNACKI Artur JANOWSKI [email protected] Jerzy MISKÓW [email protected] Sławomir ĆWIRKO [email protected]

40

11.

INSTYTUT SPAWALNICTWA , ul.Bł.Czesława1 6-18, 4 4-100Gliwice

Mgr Aleksandra WĘGLOWSKA [email protected]

12.

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH I BARWNIKÓW M.Skłodowskiej –Curie55, 87-100 Toruń

dr inż. Józef RICHERT [email protected] dr inż. Lidia KURZEJA [email protected]

13.

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH I BARWNIKÓW Oddział Farb i Tworzyw ul. Chorzowska 50a, 44-100 Gliwice

dr inż. Krzysztof BORTEL [email protected] mgr inż. Izabela GAJLEWICZ dr inż. Edyta GIBAS mgr inż. Marta LENARTOWICZ mgr inż. Grażyna RYMARZ [email protected]

14.

INSTYTUT CIĘŻKIEJ SYNTEZY ORGANICZNEJ Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle

Dr Anna PIETRUSZKA [email protected] Mgr Katarzyna SZPILSKA

15.

ITP.-SYSTEM Sp z o.o ul.Łańcuckiego10, 41-300 Dąbrowa Górnicza

16.

P.P.H.U. KAUPOSIL ul. Boh. Westerplatte 20,41-106 Siemianowice Śl.

17.

LABINDEX, Sp. cywilna ul. Nutki 3-5, 02-785 Warszawa

Mgr inż. Jan SZEMRAJ Mgr Marcin GRZEŁKA biuro-@labindex

18.

LANTOR Holandia

Holger HECKMAN Sebastian WEIJ

19.

LAMTECH Ireneusz Łysik, Rybnicka 38/2 , 44-100 Gliwice

inż. Ireneusz ŁYSIK [email protected]

20.

MASTERMODEL FHU Jacek Koczwara ul. Skoczkowska 7/4,43-300Bielsko-Biała

21.

MOTEKS Sp. z o.o Plac Alfreda Nobla 1,43-150 Bieruń

Wojciech CHRZANOWSKI Szymon SIŁUCH - Mgr biotechnologii [email protected] www.itp-system.pl

mgr inż. Tomasz CIEŚLAK [email protected]

mgr inż Jacek KOCZWARA [email protected]

Mgr inż. Ilona KOSTKA [email protected] Mgr inż. Aneta BULSKA

41

22.

MOTO- PLAST Krosno

Jerzy STASICZAK [email protected]

23.

NANOMATERIALS, Leszek Stoiński Wyszogrodzka 14/81, 03-337 Warszawa

dr Leszek STOBIŃSKI [email protected]

24.

OPTI-YACHT Wyspiańskiego 59a, 38-400 KROSNO

Karol HULIN Info@ opti-yachts.com

25.

PHOENIX-EQUIPMENT Polska ul. Jodłowa 54, 77-299 Pasieka

mgr inż. Gracjan MIŚKÓW [email protected]

26.

PLASTICON POLAND S.A ul. M.Skłodowskiej –Curie 59, 87-100 Toruń

Mgr inż. Marek KAMIŃSKI [email protected] Mgr inż. Zygmunt KOŁEK [email protected]

27.

PLASTON-P, Sp. Z o.o. Zygmunta Starego6, 44-100 Gliwice

Dr inż. Kazimierz WALCZAK [email protected]

28.

POLITECHNIKA ŚLĄSKA Wydział Chemiczny, Krzywoustego

prof. dr hab.inż. Witold GNOT

29.

POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Wydział Inżynierii Materiałowej ul. Wołoska 141 ,02-507 Warszawa

prof. dr hab. inż. Anna BOCZKOWSKA [email protected] mgr Paulina CHABERA

30.

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wydział Chemiczny,

prof. dr hab. inż. Danuta ŻUCHOWSKA [email protected]

31.

POJAZDY SZYNOWE PESA S.A. ul. Zygmunta Augusta 11, 85-082 Bydgoszcz

Mgr inz. Marek FEKNER [email protected]

32.

POLSKA AKADEMIA NAUK Instytut Chemii Fizycznej, Kasprzaka 49/55 Warszawa

dr Leszek STOBIŃSKI [email protected]

33.

PRZEMYSŁ CHEMICZNY- czasopismo ul. Warszawa

Dr inż. Jerzy POLACZEK- Redaktor [email protected]

42

34.

35.

ROMA Sp.z o.o ul.Słoneczna7, Grabowiec,87-124 Złotoria

SPEKTRO-LAB ul. Warszawska 100, 05-092 Łomianki

Radosław ROMANOWSKI Natalia MYSZKA e-mail: [email protected]

Artem KHVOROSTOV [email protected] [email protected]

Mgr inż. Grażyna KRÓL Mgr inż. Barbara SMOLANA Dr inż. Stefan KUBICA Mgr inż. Teresa PIOTROWSKA Mgr inż. Anna KASPERLIK

36.

SITPChem Oddział w Gliwicach Ul. Górnów

37.

RENOVIS Sp. z o.o. Dąbrowa Górnicza

Marek STACHOWIAK

38.

TEDI SPORT Tadeusz Kudlik, ul.Rząsa 4a, 05-304 Stanisawów

Tadeusz KUDLIK [email protected]

39.

TROTON Sp.z o.o. Ząbrowo 14A, 78-120 Gościno

Joanna JANIAK [email protected]

40.

TECHNISCHE UNIVERSITAT DRESDEN Molbein str.3,01307 Drezden

41.

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY Instytut Inżynierii Materiałowej ,Zakład Tworzyw Polimerowych Aleja Piastów 17, 70-310 Szczecin

prof. dr hab. inż Zbigniew ROSŁANIEC zbigniew.rosł[email protected] dr inż. Sandra PASZKIEWICZ [email protected]

42.

UNIWERSYTET Mikołaja Kopernika w Toruniu Wydział Chemii ul. Gagarina 11, 87-100 Toruń

mgr Marta CHYLIŃSKA [email protected] mgr inż. Magdalena METZLER [email protected]

43.

WOJSKOWY INSTYTUT TECHNIKI PANCERNEJ I SAMOCHODOWEJ ul. Okuniewska 1, 05-070 Sulejówek

mgr inż. Zbigniew SMOCZYŃSKI [email protected] mgr inż. Michał GMITRZUK

44.

Wentylatory WENTECH SP.z o.o. Rzemieślnicza 6, 41-407 Imielin

M.WICHER [email protected]

Mgr inż. Bartłomiej PRZYBYSZEWSKI Barlomiej.przybyszewski@ TU-DRESDEN.De

43

45.

VERA Sp z o.o. Sp.k. Bielsko-Biała

Piotr ZAWADZKI [email protected]

46.

ZYVAX INC USA

mgr inż. Marcin KARPOWICZ [email protected]

44