Fabrication of Polyurethane/Polylactide (PU/PLDL) Nanofibers Using Electrospinning Method

Polylactide and aliphatic polyurethane are biodegradable synthetic polymers which are broadly used as biomaterials in regenerative medicine for implants and scaffolds for tissue engineering. In this paper, the detailed studies of the fabrication of the electrospun fibers of polyurethane/polylactide mixtures were described. The influence of the used solvent (dimethylformamide (DMF)) and diluents (acetone and dichloromethane (DCM)) on the rheological parameters and electrospinning of the described mixtures was examined. Rheological studies showed that polyure-thane/polylactide mixtures have mostly non-Newtonian character, strongly influenced by the diluent. Solutions containing 50 wt.% or more of polyurethane became less viscous after the addition of DCM or acetone, whereas those with bigger amount of polylactide showed higher viscosity after the addition of DCM and lower viscosity after the addition of acetone. Optimized electrospinning process has been elaborated. Fibers with diameters from 250 nm up to 1 µm have been produced and compared. Pure acetone worsened the electrospinning process, but the more DCM was in the mixture, the thinner and more aligned fibers were produced

Selected elements cations exchange in acidic medium on sorbents Surface based on modified brown coal

Przeprowadzono badania sorpcji i desorpcji wybranych kationów Na+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Cu2+, Cr3+, przez materiały wytworzone na bazie węgla brunatnego. Modyfikacja chemiczna materiału sorbentowego polegała na rozdrobnieniu z udziałem różnych związków nieorganicznych w tym z polimerami organicznymi. Próbki po modyfikacji chemicznej poddano działaniu podwyższonej temperatury przez kilka godzin. W celach porównawczych przeanalizowano także próbki surowego węgla brunatnego bez i po oczyszczeniu, bowiem wyseparowane czyste kwasy huminowe z węgla brunatnego są znane z największej kationowej pojemności wymiennej. Pojemność jonową określano w warunkach statycznych, mierząc różnicę stężenia kationów w sorbacie przed i po sorpcji (etap I), a następnie po przemyciu sorbentu (etap II) wodą destylowaną (A), oraz po procesie desorpcji kwasem solnym (B). Badania wykazały, że sorbenty na bazie zmodyfikowanego węgla brunatnego wykazały dość znaczne pojemności wymienne w granicach od 270−450 meq/100 g, w przypadku etapu pierwszego, i od 90−200 meq/100 g w przypadku etapu drugiego. Stwierdzono także, że najwyższą pojemność wymienną posiada oczyszczony kwas huminowy 450/200 meq/100 g, a najniższą modyfikat węgla brunatnego otrzymany w temperaturze 250°C. Pomiary desorpcji wykazały, że około 10% kationów jest wymywanych przez wodę destylowaną, pozostałość desorbuje się pod wpływem 10% kwasu solnego, jednakże suma kationów jest zgodna z pomiarem etapu drugiego. Powinowactwo sorpcyjne względem poszczególnych kationów jest różne. W przypadku pomiarów różnicy stężeń sorbenty modyfikowane wykazują najwyższe powinowactwo sorpcyjne względem wapnia, natomiast niemodyfikowany surowy węgiel brunatny względem chromu. Badania desorpcji wykazały, że najwyższy wpływ na powinowactwo sorpcyjne ma wartościowość kationu.Studies on the sorption and desorption of selected Na+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Cu2+ and Cr3+ cations by materials based on modified brown coal were carried out. The chemical modification of the sorbent material consisted of grinding involving different inorganic substances and organic polymers. Samples were subjected to chemical modification at elevated temperatures for several hours. For comparative purposes, as apart from brown coal, pure humic acids are known for the highest cations exchange capacity, samples of brown coal before and after purification were also analyzed. The ion capacity was determined under static conditions, measuring the difference in the concentration of cations in the sorbent before and after sorption and then after rinsing the sorbent with distilled water (A), and after the desorption process with hydrochloric acid (B). Studies have shown that sorbents based on modified brown coal have rather significant exchange capacities in the range of 270−450 meq/100 g for the first stage and 90−200 meq/100 g for the second stage. It was also found that purified humic acid (450−200 meq/100 g) has the highest exchange capacity and modified brown coal obtained at 250°C has the lowest. T he measurement of desorption showed that approximately 10% of the cations are already leached by distilled water and the residue is desorbed under the influence of 10% hydrochloric acid, but the total amount of cations is compatible with the measurement process of the second stage. The sorption affinity to various cations is different. In the case of the sorption measurements, modified sorbents show the highest sorption affinity with respect to calcium, while the unmodified raw brown coal with respect to chromium. The next stage of the measurement showed that the valence of the cation has the highest impact on the sorption affinity

Mechanism of Fire-extinguishing Aerosol’s Action

Cel: Celem artykułu jest dyskusyjne omówienie reakcji fizykochemicznych zachodzących w trakcie pożaru oraz przedstawienie mechanizmu działania inhibitorów palenia stosowanych w aerozolowych środkach gaśniczych. W artykule opisano również wyniki badań wpływu aerozolu gaśniczego na przedmioty muzealne. Wprowadzenie: Zazwyczaj w środkach gaśniczych wykorzystywany jest jeden z dwóch mechanizmów działania – obniżenie temperatury źródła pożaru (np. poprzez zastosowanie wody, proszków) albo odcięcie dostępu tlenu lub znaczne obniżenie jego ilości (np. za pomocą pian gaśniczych, z wyjątkiem tzw. gazów chlorowcopochodnych). Jednak w przypadku aerozoli gaśniczych zasada działania jest inna. Opiera się ona na przerwaniu reakcji fizykochemicznych zachodzących podczas spalania poprzez związanie wolnych rodników palenia prawdopodobnie powstałych z przekształcenia cząsteczek wody. Odbywa się to przy udziale aktywnych powierzchni nanoziaren aerozolu, który, w zależności od sposobu wyzwalania generatorów, może działać miejscowo lub objętościowo. Metoda ta jest bardzo efektywna. Mimo że nie zmniejsza poziomu tlenu w przestrzeni objętej pożarem, to w przeciwieństwie do proszków gaśniczych pozostawia śladową ilość zanieczyszczeń. Przede wszystkim nie wpływa negatywnie na środowisko poprzez zubożanie warstwy ozonowej i wzmożenie efektów cieplarnianych, gdyż w nowych aerozolach gaśniczych nie stosuje się halogenowych retardantów palenia. Metodologia: W pierwszej części artykułu dokonano przeglądu literatury z zakresu mechanizmów reakcji spalania, z uwzględnieniem udziału wody w tego typu procesach. W drugiej części artykułu skupiono się na przedstawieniu dyskusyjnego mechanizmu działania aerozolu gaśniczego, popierając te rozważania analizą wstępnych wyników badań dotyczących wykorzystania aerozolowych środków gaśniczych typu AGS 11/1 w celach ochrony eksponatów muzealnych, tj. figur drewnianych oraz starodruków. Wnioski: Przeprowadzona analiza literatury z zakresu mechanizmów reakcji spalania oraz działania aerozoli gaśniczych, a także wstępne wyniki badań pozwoliły na sformułowanie poniższych tez: – w początkowej fazie pożaru woda stanowi efektywny inhibitor palenia, jednak w późniejszych etapach aktywne rodniki powstałe na skutek jej rozkładu mogą podtrzymywać reakcję spalania płomieniowego, – aerozole gaśnicze nie wpływają na zmianę barwy figur drewnianych, ani nie zmieniają właściwości starodruków, przez co z powodzeniem mogą być stosowane w muzeach i budowlach zabytkowych.Aim: The aim of this article is to discuss the physicochemical reactions which occur during a fire and to present the mechanism of action of fire inhibitors used in fire-extinguishing aerosols. The article also presents the results of research into the impact of fire-extinguishing aerosols on museum items. Introduction: Typically, there are two mechanisms used to extinguish fire, i.e. by lowering the temperature of the fire (e.g. by applying water or powders) or by cutting off the supply of oxygen or its significant reduction (with the exception of so-called chlorinated gases) by blanketing it with fire-extinguishing foams. However, in the case of fire-extinguishing aerosols, their action principle is different. It is based on the stopping of combustion reactions by binding active radicals which probably result from the conversion of water molecules through the active surface effect (whether local or by volume) of aerosol nanograins. This method is very efficacious. It does not reduce the level of oxygen in the air but, in contrast to the powders, leaves a trace amount of impurities. Most of all, however, it does not adversely affect the environment by ozone depletion or enhance the greenhouse effect due to there being no release of halogen-based fire retardants (in the latest type of aerosols). Methodology: The first part of the article includes a review of the literature on fire mechanisms, with the involvement of water in these processes. The second part focuses on the presentation of the mechanism of action of fire-extinguishing aerosols. This presentation is supported by an analysis of the preliminary research results concerning the use of aerosols type AGS 11/1 for the purposes of museum exhibits protection, i.e. wooden figures and old prints. Conclusions: The literature analysis in the field of combustion reactions mechanisms and action of fire-extinguishing aerosols, as well as the preliminary results of the research, allowed us to draw the following conclusions: – water is an effective inhibitor of combustion at the initial stage of the fire, but at later stages, active radicals generated by its decomposition can maintain the flame combustion reaction; – fire-extinguishing aerosols do not affect the colour of wooden figures, nor change the properties of old prints, which is why they can be successfully used in museums and historical buildings

Analiza właściwości cieplnych wybranych surowców naturalnych, na podstawie badań wykorzystujących metody termowizyjne

Heat accumulation means denotes the of a material to collect and store inside a specific amount of thermal energy, which can be then returned for a period time from the material. There are many investigations devoted to finding a method to collect heat when there is an excess and to use it when there is a deficit. The parameter determining whether the returned heat long for a term will have an impact on the room temperature, is the time of emission of stored energy. For the specified amount of stored energy, the emission time cannot be too short (in such a case too much heat in the unit time is returned) or too long (in this case a too small amount of heat in the time unit is returned, for example insufficient for heating rooms). The main aim of this research is to investigate the behavior (during cooling) of natural rock materials. On the basis of research and performed calculations the evaluation of tested materials to serve as the heat accumulator was performed. This analysis would allow them to be applied for the production of components, including precast, working at elevated temperatures, in which the accumulation and transfer of heat is important (eg. housing furnaces and fireplaces).Akumulacja ciepła oznacza zdolność materiału do gromadzenia i magazynowania w jego wnętrzu określonej porcji energii cieplnej, która następnie może być przez pewien okres czasu przez ten materiał oddawana. Szuka się więc sposobów gromadzenia ciepła wtedy, gdy jest jego nadmiar oraz wykorzystania, gdy występuje deficyt. Parametrem, decydującym o tym czy oddający ciepło materiał w sposób długotrwały będzie oddziaływał na temperaturę pomieszczenia, jest czas oddawania (emisji) zgromadzonej energii. Przy danej ilości zgromadzonej energii, czas jej emisji nie może być zbyt krótki (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt duże ilości ciepła) ani zbyt długi (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt małe ilości ciepła, niewystarczające np. do ogrzania pomieszczenia). W niniejszej pracy zrelacjonowano eksperyment polegający na badaniu zachowania się, podczas studzenia, naturalnych surowców mineralnych. Na tej podstawie badań oraz wykonanych obliczeń oceniono jego zdolność do akumulacji cieplnej. Pozwoliłoby to na stosowanie ich do wytwarzania elementów, w tym prefabrykatów, pracujących w podwyższonych temperaturach, gdzie jest istotna akumulacja i oddawanie ciepła (np. obudowy palenisk i komików)

Effect of Composition on the Physicochemical Properties of Cross-Linked Poly(sodium acrylate)/Sodium Silicate Hydrogels

The paper presents the results of research on the influence of the components of composition on the physicochemical properties of cross-linked poly(sodium acrylate)/sodium silicate hydrogels. The results of the rheological measurements showed that an increasing share of polyacrylate in the sample causes a shift of the cross-over point towards longer times and improves mechanical properties. In turn, increasing the share of sodium silicate has a positive effect on extending the fire insulation time (I). TG/DSC analysis indicated that if the sample contained more than 50 wt.% of polymer, the thermal decomposition was a three-stage process, while if the sample contained more water glass, the decomposition was two stage. UV-Vis measurements and SEM analysis confirmed, inter alia, that increasing the share of polyacrylate causes improvement of the optical parameters and homogeneity of the tested hydrogels. The presented results suggest that by controlling the share of the main components of the silicate–polymer hydrogels, it is possible to control their mechanical, optical and thermal properties. Multiplication of the layers or increasing their thickness improves their fire-retardant properties

The Effect of Magnesium Hydroxide Addition on the Extinguishing Efficiency of Sodium Bicarbonate Powders

This article analyzes the possibility of the modification of BC powder (a mixture of sodium bicarbonate and calcium carbonate) with magnesium hydroxide (Mg(OH)2). Extinguishing efficiency as well as the influence of this additive on other physicochemical properties were determined by performing a 13B fire test, rheological measurements of the powders, thermal tests (thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) in combination with quadrupole mass spectrometry (QMS)) and microscopic observations of the powders’ surface (scanning electron microscope (SEM) with energy dispersive X-ray analysis (EDS)). It was found that the increase of the Mg(OH)2 content causes deterioration of the rheological properties by increasing the slope angle of the flow curve in relation to the normal stress (the tangent of the flow curve slope varying from 0.258 for 5% of Mg(OH)2 up to 0.330 for 20% of Mg(OH)2). However, at the same time, the increased content of Mg(OH)2 increases the total energy of the chemical decomposition reaction (from −47.27 J/g for 5% of Mg(OH)2 up to −213.6 J/g for 20% of Mg(OH)2) resulting in the desirable higher level of heat removal from the fire. The initial extinguishing effect of the fire becomes more effective as the hydroxide content increases (within the first 2 s), but at a later stage (from t = 63 s), the temperature is no longer sufficient (it is below 350 °C) for thermal decomposition of Mg(OH)2. As such, the optimal content of Mg(OH)2 is 10–15%. The obtained results allowed for the assessment of the impact of individual powder components on its extinguishing effect and will contribute to the development of science in the field of developing new types of extinguishing powders

Research on the Thermal Properties of Fireplace Concrete Materials Containing Various Mineral Aggregates Enriched by Organic and Inorganic Fibers

This work presents a summary of research on concrete fireplace materials made of various mineral aggregates and enriched with steel and organic fibers. To determine the optimal applications of such concretes, their ability to accumulate heat and their other physicochemical parameters were tested and analyzed. Studies on the behavior of concrete materials during cooling are reported, and the ability of such materials to accumulate heat is evaluated using calculations. In addition, tests were performed on the loss of mass during heating, as well as on the mechanical bending strength and microstructures of these materials. Studies have shown that the behavior of concrete materials at high temperatures can be modified and adapted for specific purposes. The addition of fibers to concrete improves both the mechanical properties of mortars and the heat flow in concrete materials

Rheological Properties of Soft Waste Granulates Produced in the Fabrication Process of Ceramic Tiles and the Possibility of Their Reuse

The paper presents the results of research on the influence of the granulometric composition on the rheological properties of granulates from soft waste produced in the manufacturing of ceramic tiles using the Lamgea and Continua methods in terms of the possibility of their reuse. The composition of the granulates was modified by removing individual grain fractions in three measurement series. Comparatively, the measurement samples for the production granulates were prepared in the same way. Microscopic observations and granulometric analysis showed significant differences in the grain shape and grain size distribution of granulates. The soft waste granulates also showed much worse flow ability than the production granulates. It was shown that the removal of the smallest fractions significantly improved the rheological properties of soft waste granulates. This tendency was also observed in the case of measurements of changes in the bulk density. A Brookfield powder analyzer was used for rheological tests, and a flow analysis was performed using the numerical Jenike classification