Ocena struktury i wytrzymałości zmęczeniowej elastomerów termoplastycznych modyfikowanych nanocząstkami i sieciowanych radiacyjnie

M. Rybko; M. El Fray

doi:10.14314/polimery.2014.400

Data publikacji : 2014-05-30

Tom 59 Nr 5 (2014)

Ocena struktury i wytrzymałości zmęczeniowej elastomerów termoplastycznych modyfikowanych nanocząstkami i sieciowanych radiacyjnie

M. Rybko M. El Fray

DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.2014.400

Abstrakt

Opisano metodę syntezy, modyfikacji oraz oceny właściwości termicznych i mechanicznych, w tym odporności na zmęczenie, semikrystalicznych poli(alifatyczno/aromatycznych-estrów) (PED). Multiblokowe elastomery PED są zbudowane z sekwencji [tak jak w poli(tereftalanie butylenu) (PBT)] tworzących segmenty sztywne i estrów butylenowych dimeryzowanego kwasu tłuszczowego (DLA) tworzących segmenty giętkie. Kopolimery PED modyfikowano, wprowadzając w toku syntezy różną ilość nanometrycznych cząstek SiO2 (0,2, 0,5 i 1 % mas.), a następnie napromieniano je dawkami 25, 50 i 75 kGy, stosując strumień wysokoenergetycznych elektronów. Budowę chemiczną kopolimerów PED badano metodą spektroskopii ATR FT-IR oraz 1H NMR. Strukturę fazową materiałów modyfikowanych nanocząstkami i promieniowaniem jonizującym określano na podstawie pomiarów DSC, TEM a także wyznaczonego udziału frakcji żelowej. Właściwości mechaniczne oceniano podczas badań quasi-statycznych — określano wytrzymałość na rozciąganie i moduł Younga — oraz podczas testów dynamicznych — prowadzono krótko- i długoterminowe badania zmęczeniowe, metodami SILT i SLT. Uzyskane wyniki, przeanalizowane pod względem wpływu zawartości nanocząstek i dawki promieniowania na właściwości materiałów wskazują, że zastosowanie tych metod pozwala uzyskać poprawę wytrzymałości zmęczeniowej (znaczące zmniejszenie wartości absolutnego pełzania) dzięki synergii zjawisk zachodzących podczas modyfikacji kopolimerów PED nanocząstkami i promieniowaniem jonizującym. Właściwości te są korzystne w zastosowaniach PED w charakterze miękkich implantów, narażonych na cykliczne, długotrwałe odkształcenia.

Słowa kluczowe

sieciowanie radiacyjne ; elastomery termoplastyczne ; poliestry ; dimeryzowany kwas tłuszczowy ; badania zmęczeniowe ; nanonapełniacz SiO2 radiation crosslinking ; thermoplastic elastomers ; polyesters ; dimerized fatty acid ; fatigue tests ; SiO2 nanofiller

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Rybko, M., & El Fray, M. (2014). Ocena struktury i wytrzymałości zmęczeniowej elastomerów termoplastycznych modyfikowanych nanocząstkami i sieciowanych radiacyjnie. Polimery, 59(5), 400-408. https://doi.org/10.14314/polimery.2014.400

Bibliografia

Foliart D.E.: J. Hand Surg. 1995, 20, 445,
Crossref

[2] Lu H., Shen X., Xu J., Huang X., Ye P., Wu S.: Chin. J. Repar. Reconstr. Surg. 2011, 25, 1308, PMID 22229182.

[3] Blazar P.E.: Orthopaedic J. 1998, 11, 47.

[4] El Fray M., Feldmann M., Ziegler G., Prowans P.: J. Mater. Sci. Mater. Med. 2007, 18, 501,
Crossref

[5] Gorna K., Gogolewski S.: Polym. Degrad. Stab. 2003, 79, 465.

[6] El Fray M., Boccaccini A.R.: Mater. Lett. 2005, 59, 2300,
Crossref

[7] Kumar A.P., Depan D., Tomer N.S., Singh R.P.: Prog. Polym. Sci. 2009, 34, 479,
Crossref

[8] Zagorski Z.P. : Rad. Phys. Chem. 2002, 63, 9,
Crossref

[9] Götz C., Handge U.A., Piątek M., El Fray M.: Polymer 2009, 50, 5499,
Crossref

[10] Prowans P., El Fray M., Slonecki J.: Biomaterials 2002, 23, 2973,
Crossref

[11] El Fray M.: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej 2003, 17, 1.

[12] El Fray M., Rybko M., Piegat A.: Mater. Sci. Forum 2012, 714, 277,
Crossref

[13] Piątek M., El Fray M., Puskas J.: Elastomery 2008, 12, 20.

[14] El Fray M., Przybytniak G., Piątek-Hnat M., Kornacka E.M.: Polymer 2012, 51, 1133,
Crossref

[15] El Fray M., Altstädt V.: Polymer 2003, 44, 4635,
Crossref

[16] El Fray M. , Altstädt V. : Polymer 2004, 45, 263,
Crossref

[17] El Fray M., Altstädt V.: Polymer 2003, 44, 4643,
Crossref

[18] Nagashima J., Matsumoto N., Takagi A., Musha H.: J. Cardiology 2011, 58, 191,
Crossref

[19] El Fray M., Skrobot J., Bolikal D., Kohn J.: React. Funct. Polym. 2012, 72, 781,
Crossref

[20] El Fray M., Slonecki J., Broza G.: Polimery 1997, 42, 38.

[21] Stevenson I., David L., Gauthier C., Arambourg L.: Polymer 2001, 42, 9287,
Crossref

[22] Murray K.A., Kennedy J.E., McEvoy B., Vrain O.: Eur. Polym. J. 2013, 49, 1782,
Crossref

[23] Hollinsky C., Sandberg S.: Clin. Biomech. 2007, 22, 88,
Crossref

[24] Bik J., Głuszewski W., Rzymski W.M., Zagórski Z.P.: Rad. Phys. Chem. 2003, 67, 421,
Crossref

[25] Shirodkar B.D., Burford R.P.: Rad. Phys. Chem. 2001, 62, 99,
Crossref

[26] Zagórski Z.P. : Rad. Phys. Chem. 2004, 71, 263,
Crossref

Google Scholar

Wskaźniki altmetryczne

Cytowania w Google Scholar

CITEDBY SCOPUS

Statystyki

Total abstract views : 64

PDF Downloads : 54

M. Rybko polimery@ichp.pl

Afiliacja
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Zakład Biomateriałów i Technologii Mikrobiologicznych, Instytut Polimerów, Al. Piastów 45, 71-311 Szczecin

M. El Fray

Afiliacja
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Zakład Biomateriałów i Technologii Mikrobiologicznych, Instytut Polimerów, Al. Piastów 45, 71-311 Szczecin