top of page
Ta witryna została zaprojektowana za pomocą kreatora
.com
. Stwórz swoją witrynę już dziś.Zacznij Teraz

TEMATYKA BADAWCZA:

Tematyka badawcza prac prowadzonych w Zakładzie Inżynierii Materiałowej ma charakter interdyscyplinarny łączący m.in. elementy inżynierii materiałowej, chemii i fizyki polimerów oraz mikrobiologii i związana jest
z wytwarzaniem oraz badaniem właściwości i funkcji nowych materiałów polimerowych, elastomerowych, węglowo-polimerowych oraz polimerowych nano- kompozytów dla zastosowań w inżynierii materiałowej górnictwie, biotechnologii, inżynierii biomedycznej, inżynierii środowiska, ekologii i ochronie środowiska Aktualnie realizowana tematyka badawcza zakładu SM obejmuje następujące zagadnienia:

·               Badania podstawowe w dziedzinie chemii polimerów oraz badania zależności pomiędzy mikro-strukturą, a ich własnościami makroskopowymi / LUB/ Metody i techniki badań strukturalnych:

  • Zaawansowana charakterystyka struktury i właściwości makrocząsteczek

  • Zastosowanie metod obrazowania materiałów polimerowych i węglowych do badania struktury do rozmiarów rzędu nanometrów – Skaningowa Mikroskopia Elektronowa

  • Badania struktury polimerów z zastosowaniem spektroskopii w podczerwieni

  • Wyznaczenie uporządkowania orientacyjnego oraz wyznaczenie struktury nano- kompozytów polimerowych z fazą nieorganiczna

  • Określenie struktury konformacyjnej i dynamicznych zachowań łańcuchów polimeru,

  • Badania dynamiki molekuł oraz badania przemian fazowych zachodzących w materiałach

  • Badanie relacji pomiędzy mikrostrukturą, zjawiskami samoorganizacji molekuł oraz sposobem wytwarzania kompozycji polimerowej.

·        Membranowe materiały polimerowe:

Technologia membranowa niesie ze sobą bardzo istotne korzyści, takie jak delikatna separacja materiałów bez zmian temperatury czy modularna koncepcja instalacji membranowych, umożliwiająca projektowanie ich na niemalże dowolną skalę. Nasze badania charakteryzują się ogromnym stopniem innowacyjności ze względu na zastosowanie oryginalnych procesów wytwarzania wyjściowych materiałów oraz transformacji ich do pożądanych produktów. Zakres tematyczny

w obrębie tego zagadnienia dotyczy separacji zarówno gazów jak i cieczy i związany jest w zależności od wymaganego mechanizmu separacji z wytworzeniem oraz badaniem właściwości różnego rodzaju membran ścisłych lub porowatych,

o symetrycznej lub asymetrycznej strukturze.

Prace badawcze będą głównie związane z doborem odpowiedniej membrany do konkretnego zadania separacyjnego, który może zostać zrealizowany tylko dzięki znajomości zdolności retencyjnych, selektywności oraz własności transportowych membrany.

 

Kierunki badań:

o   polimerowe materiały membranowe do separacji mieszanin cieczy i gazów,

o   polimerowe membrany kompozytowe o gęstym upakowaniu zawierające cząstki nieorganiczne (membrany „mixed-          matrix”),

o   ultra cienkie membrany o dużej gęstości upakowania porów oraz niemalże identycznych rozmiarach ich średnic,

o   modyfikacje powierzchni membran, która podnosi selektywność, ułatwia przejście niektórym rozpuszczalnikom

i rozpuszczonym substancjom (powierzchnie hydrofobowe i hydrofilowe) oraz zapobiega aglomeracji substancji,

o   badania relacji pomiędzy mikrostrukturą, zjawiskami samoorganizacji molekuł oraz sposobem wytwarzania membrany polimerowej,

  • kontrolowane kształtowanie fazy krystalicznej w membranie polimerowej, celem poprawy jej właściwości separacyjnych przy jednoczesnym zachowaniu wysokoefektywnych parametrów pracy rozdziału gazów (tj. wysokiej wydajności procesu),

  • otrzymywanie i charakterystyka innowacyjnych polimerowych materiałów nano-kompozytowych oraz porowatych materiałów technologicznych,

  • projektowanie nowoczesnych i ekoefektywnych układów technologicznych do separacji mieszanin gazów przy zastosowaniu polimerowych, wielowarstwowych, półprzepuszczalnych membran dynamicznych,

  • badania nad zastosowaniem koloni bakterii w celu uzyskania wysoko wydajnych selektywnych membran oraz materiałów filtracyjnych.

wytwarzanie tekstylnych form membranowych (dywan membranowy, firana membranowa) do różnych zastosowań tj. zwiększenie wydajności układów energetycznych (wytwarzanie powietrza wzbogaconego w tlen), wychwytywania CO2

z gazowych produktów spalania węgla.

·        Biokompozyty polimerowe dla ochrony środowiska:

Wytwarzanie biokompozytów, które mogą zastąpić tradycyjne tworzywa i kompozyty polimerowe wytwarzane z surowców petrochemicznych. Celem badań będzie opracowanie składu i reżimu technologicznego wytwarzania nowych biokompozytów polimerowych, o strukturze wielofazowej i unikalnych właściwościach do specjalnego przeznaczenia.

Kierunki badań:

  • polimerowe materiały opakowaniowe ulegające recyklingowi organicznemu, także dla zastosowań w przemyśle rolniczym i agrotechnicznym,

  • przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych,

  • zastosowanie biomasy do wytwarzania polimerowych materiałów przyjaznych środowisku

  • optymalizacja składu i procesu wytwarzania biokompozytów

  • wytwarzanie nowych biokompozytów polimerowych

  • badania właściwości fizykochemicznych biokompozytów, biopochodnych polimerów biodegradowalnych (polilaktyd, polikaprolakton, skrobia termoplastyczna)

  • opracowanie metod modyfikacji polimerów przez wprowadzenie włókien naturalnych i innych biopochodnych napełniaczy w celu poprawy różnorodnych właściwości użytkowych (np. wytrzymałości) i przetwórczych oraz w celu sterowania czasem ich biodegradacji i podatnością na czynniki starzeniowe,

  • modyfikacje włókien naturalnych i innych napełniaczy roślinnych uprawianych w naszej strefie klimatycznej w celu wytwarzania nowoczesnych biokompozytów napełnianych modyfikowanymi surowcami roślinnymi,

  • opracowywanie efektywnych metod przetwórczych prowadzących do otrzymywania wyrobów o wymaganych właściwościach, np. mechanicznych, estetyce, stopniu przezroczystości, masie (metody spieniania biopolimerów).

        Materiały polimerowe o zmniejszonej palności

Materiały o obniżonej palności znajdują swoje zastosowanie w przetwórstwie tworzyw sztucznych na potrzeby m.in. górnictwa, budownictwa, w branży motoryzacyjnej, a także wśród wytwórców elementów do sprzętu RTV i AGD oraz producentów wyposażenia wnętrz.

Nasze badania w tym zakresie tematycznym koncentrują są nad materiałami polimerowymi, które będą charakteryzowały się:

  • - zmniejszoną ilością wydzielanych dymów oraz toksycznych gazów podczas spalania

  • - zmniejszoną emisją CO podczas spalania, co jest zgodne z polityką unijną

  • - pochodzeniem z źródeł odnawialnych

  • - brakiem halogenowych środków uniepalniających

  • - obecnością bardzo efektywnych zielonych uniepalniaczy

  • - spełnieniem kryteriów i wymagań międzynarodowych norm dotyczących palności

 

Intensywny rozwój nanotechnologii w ostatnich latach wywarł bardzo duży wpływ na kierunek naszych zainteresowań nad nano- kompozytami polimerowymi. Prowadzimy szereg badań nad zastosowaniem takich nanonapełniaczy jak: nanokrzemionka, nanonapełniacze glinokrzemianowe, nanowłókna glinokrzemianowe (attapulgit) oraz nanowłókna lub nanorurki węglowe, które stosowane są zarówno w kompozycjach elastomerowych, jak i tworzywach termoplastycznych jako modyfikatory różnych właściwości materiałów polimerowych, a w szczególności: właściwości mechanicznych, właściwości barierowych w stosunku do gazów, zwiększoną odporność ogniową, zwiększoną odporność i stabilność cieplną oraz zwiększoną biodegradowalność. W świetle dotychczasowych badań nad obniżeniem palności kompozytów mechanizmy działania nanonapełniaczy warstwowych, jako nie zostały jeszcze dokładnie zbadane, natomiast badania dowodzą, iż mechanizm zwiększenia niepalności może być wyjaśniony strukturą nanokomozytu oraz tworzeniem się na jego powierzchni warstwy zwęglonego polimeru (ceramicznej zwęgliny), która tworzy barierę odcinającą dostęp tlenu oraz ogranicza możliwość ulatniania się gazów, stanowiących produkty spalania.

 

Kierunki badań:

  • opracowanie efektywnych systemów uniepalniających opartych na efektywnych i przyjaznych dla środowiska uniepalniaczach,

  • opracowywanie efektywnych metod przetwórczych prowadzących do otrzymywania wyrobów o wymaganych właściwościach, np. ograniczona palność oraz dobre właściwości mechaniczne,

  • opracowanie składu uniepalnionych koncentratów oraz materiałów polimerowych o zmniejszonej palności,

  • modyfikacja osnowy polimerowej w celu zwiększenia adhezji pomiędzy osnową polimerową a mikro i nanododatkami a tym samym poprawy różnorodnych właściwości użytkowych (np. wytrzymałości, palnośći) i przetwórczych,

  • modyfikacja uniepalniaczy w postaci mikro i nano,

  • badanie procesów, jakim ulegają polimery w podwyższonej temperaturze,

  • badanie zjawisk towarzyszących ich spaleniu, tj. wydzielanie ciepła, substancji toksycznych, emisja dymu, rozprzestrzenianie się płomienia i żarzenia,

  •  wytwarzanie, optymalizacja oraz badanie właściwości polimerowych kompozytów i nano-kompozytów o obniżonej palności, zwiększonej odporności na wysoką temperaturę,

  • analiza wybranych technologii pod katem środowiskowym z zastosowaniem metodyki oceny cyklu życia,

         Materiały o szczególnie dużej wytrzymałości mechanicznej

Prace badawcze w tym zadaniu będą ukierunkowane na przygotowanie projektów technologicznych dotyczących recyklingu oraz analizę cyklu życia produktu (LCA) i analizę opłacalności ekonomicznej projektów ekologicznych.

Kierunki badań:

  • badanie i optymalizacja technologii recyklingu (mielenie, mycie, suszenie, wytłaczanie),

  • ocena wpływu wielokrotnego przetwórstwa na strukturę i właściwości polimerów.

  • ocena zmiany struktury mieszanin polimerowych podczas procesów przetwórczych.

  • badanie wpływu recyklingu na strukturę fazową i właściwości mieszanin polimerowych, stopów i kompozytów,

  • kompatybilizacja mieszanin polimerów pierwotnych oraz wielokrotnie przetwarzanych,

  • reaktywne przetwarzanie polimerów i ich mieszanin.

  • modyfikacja właściwości polimerów i ich mieszanin poddanych recyklingowi.

 

Materiały o szczególnie dużej wytrzymałości mechanicznej / Materiały i tworzywa konstrukcyjne

 

W ramach tej tematyki prowadzimy badania nad materiałami o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Oceniamy możliwość wykorzystania najnowszych materiałów wzmacniających (wysokowytrzymałych włókien syntetycznych

i naturalnych) i materiałów osnowy. W zakresie włókien wzmacniających znajdują zastosowanie włókna: węglowe, kewlarowe, szklane i bazaltowe. Materiały osnowy stanowią żywice epoksydowe, poliestrowe, poliuretanowe oraz winyloestrowe, a także polimery termoplastyczne z grupy poliolefin i poliamidy. Wykonujemy prototypy w postaci rur (o wytrzymałości do 40 bar ciśnienia wewnętrznego) zbiorników do magazynowania cieczy i gazów

(o wytrzymałości do 700 bar ciśnienia wewnętrznego), łopat wentylatorów przemysłowych, wybranych elementów konstrukcyjnych do samochodów, samolotów i taboru kolejowego. Wykonane prototypy i opracowane procesy technologiczne stanowią kompleksową ofertę dla przemysłu zaawansowanych technologii materiałowych

w regionie śląskim

Kierunki badań:

 

  • układy na bazie żywic epoksydowych, poliestrowych, poliuretanowych oraz winyloestrowych,

  • układy na bazie polimerów termoplastycznych z grupy poliolefin i poliamidów,

  • materiały kompozytowe zawierające fazę nieorganiczną

  • kompozyty polimerowe z napełniaczami nanowęglowymi

bottom of page