The optimization of fiber-reinforced backpanel as a substrate for ceramic/composite ballistic inserts for personal protection

Pure fiber-reinforced polymer composites can give protection only of a certain level of ballistic threat i.e. only of small arms ammunition. For higher ballistic threat of high energy projectiles, ballistic inserts of ceramic tiles/composite back panel are used. Such inserts are usually composed of ceramic tiles, facing the impact, laid on fiberreinforced polymer back panel where the hardness of the ceramic is the main factor contributing to the ballistic strength of the inserts. The purpose of the back panel is to keep the tiles stuck together and to be strong/rigid enough to keep the backface blunt trauma effect of the inserts under the allowed upper limit of 44 mm (1,73 inch). In this study we used pure (99,5%) alumina 5 x 5 x 0,9 cm ceramic tiles and different types of back panel high-performance composites reinforced with aramid (Kevlar), ballistic nylon, ultra-high molecular weight polyetjylene (UHMWPE, Dyneema) and glass fibers. The purpose of the study was to find the optimal back panel construction in terms of its trauma performance, weight and price level. It was shown that the lowest trauma effect could be achieved with aramid composites, the lowest weight with UHMWPE, the cheapest – with glass but with a sacrifice of the weight and ballistic nylon backpanel was somewhere between aramid and glass panels in terms of its weight and price level

Дизајн и анализа на експерименти

Решавањето на мноштво проблеми во хемијата и хемиската технологија, како и во останатите гранки од инженерството, често е поврзано со изведување на сложени и скапоцени експерименти. Оттука е разбирливо значењето од постоењето на начини и методи за оптимално планирање на експериментите, кои во низа случаи овозможуваат суштествено да се скратат времето и материјалните трошоците при извршување на истражувањето. Долго време редоследот на извршување на експериментите бил базиран на личното искуство и интуиција на истражувачот. Методите на оптимално планирање на експериментите овозможуваат користење на математички методи не само за обработка на резултатите од тестовите, туку и во фазата на подготовката и спроведувањето на експериментите. Работата на истражувачите кои ги користат тие методи значително се олеснува, затоа што се изведува по логично дефинирана, редоследна постапка. Во современата математичка теорија за оптимално планирање на експериментите постојат два основни оддели: 1. Планирање на експериментите заради изучување на механизмите на сложените процеси и својствата на повеќе-компонентните системи. 2. Планирање на експериментите заради оптималност на технолошките процеси и својствата на повеќе-компонентните системи. За пошироко распростирање на методите за планирање (дизајн) и анализа на експериментите меѓу истражувачите неопходно е постоење на методолошки упатства напишани на разбирлив, јасен и едноставен начин. Токму од таа мисла се водевме при пишувањето на овој е-учебник; да биде концизен, јасен, лесно разбирлив, и применлив

Predicting the ballistic strength of aramid fiber composites by implementing full factorial experimental design

The purpose of the study is to predict the ballistic strength of hard aramid fiber/phenolic ballistic composites by implementing the full factorial experimental design. When designing ballistic composites two major factors are the most important: the ballistic strength and the weight of the protection. The ultimate target is to achieve the required ballistic strength with the lowest possible weight of protection. The hard ballistic aramid/phenolic composites were made by open mold high pressure, high-temperature compression of prepreg made of plain woven aramid fibre fabric and polyvinyl butyral modified phenolic resin. The preparation of the composites was done by applying the 22 full factorial experimental design. The areal weight of the composites was taken to be the first factor and the second – fibre/resin ratio. The first factor low and high levels were chosen to be 2 kg/m2 and 9 kg/m2, respectively and for the second factor – 80/20 and 50/50, respectively. The first-order linear model to approximate the response i.e. the ballistic strength of the composites within the study domain (2 – 9) kg/m2 x (80/20 – 50/50) ratio was used. The influence of each individual factor on the response function was established, as well as the interaction of the two factors. It was found out that the estimated first-degree regression equation with interaction gives a very good approximation of the experimental results of the ballistic strength of composites within the study domain. Key words: aramid fibre, ballistic composites, factorial design, regression equation, V

PREDICTING THE BALLISTIC STRENGTH OF ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE/FIBER COMPOSITES BY IMPLEMENTING FULL FACTORIALEXPERIMENTAL DESIGN

The purpose of the study is to predict the ballistic strength of hard ultra-high molecular weight polyethylene fiber/phenolicballistic composites by implementing the full factorial experimental design. When designing ballistic composites two major factors are the most important: the ballistic strength and the weight of the protection. The ultimate target is to achieve the required ballistic strength with the lowest possible weight of the protection. The hard ballistic UHMWPE/phenolic composites were made by the open mold high pressure, high-temperature compression of prepreg made of plain woven UHMWPE fiber fabric and polyvinyl butyral modified phenolic resin.The preparation of the composites was done in accordance to the 22 full factorialexperimental design. The areal weight of composites was taken to be the first factor and the second – fiber/resin ratio. The first factor low and high levels are chosen to be 2 kg/m 2 and 9 kg/m 2 , respectfully and for the second factor – 80/20 and 50/50, respectfully. The first-order linear model to approximate the response i.e. the ballistic strength of the composites within the study domain (2 – 9) kg/m 2 x (80/20 – 50/50) ratio was used. The influence of each individual factor on the response function is established, as well as the interaction of the two factors. It was found out that the estimated first-degree regression equation with interaction gives a very good approximation of the experimental results of the ballistic strength of composites within the study domain

Effective process for lipid reduction using high speed centrifugation compared with ultracentrifugation

Introduction: Reducing laboratory errors and improving patient safety is receiving a lot of attention. Lipaemic samples are cause of analytical errors and present challenges for laboratories, particularly for those without ultracentrifuges. Lipaemia can originate from physiological (postprandial metabo-lism), para-physiological causes (e.g. IV administration of lipids) as well as metabolic disturbances (e.g. hypertriglyceridaemia). Materials and methods: We have evaluated a procedure with 10 native lipaemic sample pools (triglyceride concentration range 11.6-42.7 mmol/L) for the ability to reduce lipid concentration using a high speed micro-centrifuge (double centrifuged at 21.885 x g for 15 min) compared with an ultracen-trifuge, and provide accurate results. Results of sodium, creatinine, urate, total protein, lactate dehydrogenase (LD), magnesium and, cholesterol and triglyceride analysis on a Beckman DxC800 analyser are presented. Results: Data from our tertiary level hospital showed ~0.7% of the samples received for lipid studies have triglyceride levels > 10 mmol/L which can potentially cause analytical interference. The mean differences from the neat aliquot to the ultracentrifuged and high speed centrifuged sample pools were: cholesterol 4.9 mmol/L and 3.1 mmol/L; and triglycerides 17.4 mmol/L and 15.0 mmol/L respectively. The data confirms high speed centrifugation is almost as effective as ultracentrifugation in lipid reduction. Conclusion: The procedure utilized in this study using a high speed micro-centrifuge showed it is effective in reducing lipid levels and provides a suitable alternative to ultracentrifuged samples to pro-vide accurate results

Третман на крајот од животот на полимерните композитни материјали

Поради зголемување на еколошките барања, особено од аспект на крајното отстранување на искористените производи, производителите и дизајнерите во иднина мора да го земат предвид справувањето и отстранувањето на нивните производи. За конвенционалните материјали, како челик и алуминиум, постојат функционални методи за нивно рециклирање. Меѓутоа, ова не е случај со структурните полимерни композити, кои имаат сè поголема примена во голем број индустрии: автомобилската, градежната, индустријата за мебел, електроиндустријата, авионската и др. Полимерните композитни материјали покажуваат одлична јакост и цврстина во комбинација со ниска густина. Овие својства се особено атрактивни кај структурните композити наменети за транспорт на стока и луѓе кои користат необновливи горива. Намалената тежина и непроменетиот капацитет за транспорт придонесуваат за намалување на вкупните трошоци и потрошувачката на гориво. Веќе неколку години композитите зајакнати со стаклени влакна се користат во производи како што се контејнери, јахти и за многу автомобилски делови. Додека пак, композитите зајакнати со јаглеродни и арамидни влакна се користат за покомплексни апликации, како на пример, во авионската и во воздухопловната индустрија. За такви производи, барањата за намалување на тежината се уште поголеми, што ја оправдува повисоката цена на применетите зајакнувачки влакна. Денес, сè повеќе се зголемува притисокот врз производителите на материјали и на крајните производи да го земат предвид и влијанието што го имаат производите врз околината, почнувајќи од процесот на производство, циклусот на примена и крајното отстранување на производите. Зголемената употреба на композитните материјали во индустриското производство придонесува за создавање на уште поголеми количества отпад со кој ќе треба да се справиме во иднина. Исто така, за овој тип материјали постојат законски регулативи кои вршат притисок врз производителите да го земат предвид и третманот на отпадот. Примери за ова се забраните за депонирање, одговорноста на производителот за одредени групи производи, воведувањето даноци за спалување на отпадот и слично. Целта на сите овие регулативи е да се намали негативното влијание врз животната средина. За конвенционалните материјали, како челик и алуминиум, се применуваат добро познатите методи на рециклирање. Но тоа не е случај со полимерните композити. Рециклирањето на полимерните композити е комплициран процес, особено рециклирањето на термореактивните композити што е многу тешко или дури и невозможно. Исто така, сè уште не постои пазар за рециклирани композитни материјали. За да се формира пазар, неопходно е претходно да бидат исполнети неколку предуслови кои вклучуваат прашања поврзани со инфраструктурата, количеството материјали, технологијата за рециклирање и можните апликации. Сепак, сите овие предуслови сè уште не се исполнети, иако е неопходно преземање акции заради исполнување на постојните и идните законски регулативи. Полимерните композитни материјали се релативно нова група материјали и поради тоа обемот на нивната примена сè уште не е како на метални материјали. Бидејќи композитите се состојат од мешавина на неколку вида материјали, на макро ниво не може да се сметаат за хомогени како челичните материјали. Сите овие околности дополнително ги комплицираат можностите за формирање на добро организиран систем за постапување со отпадот. Денес, за справување со отпадот од композити главно се користи депонирањето, но исто така, и спалувањето е можна алтернатива. За да можат компаниите да одговорат на еколошките барања на општеството и постојните регулативи, бараат нови методи за отстранување на отпадот при што ќе бидат земени предвид постојните техники за третман на отпад, постојните и очекуваните количества на отпад и законските регулативи. Во зависност од видот на отпадот, може да бидат вклучени различни процеси и затоа се неопходни информации за различните својства на отпадот. Притоа, неопходна е поврзаност меѓу различните чекори на управување со отпадот од искористените производи до нивното конечно справување. Целта е да се идентификуваат и да се поврзат потребните информации (својствата на отпадот) за секој чекор (процес) со цел да се спроведат релевантни процеси за третман на отпадот. Притоа, трошоците се анализираат од страна на самите производители на отпад, а ефектите врз животната средина се анализираат врз основа на процената на животниот циклус, LCA (life cycle assessment)

System Analysis of Information Systems for Local Economic Development Modeling – Case Study for the Region Pelagonia in R. of Macedonia

The system analysis is the necessary activity in designing information systems (IS), especially in creating complex IS which have to satisfy a wide pallet of users’ demands. Installing the IS without expert’s planning and leading can lead to the huge users’ dissatisfaction, and maybe non - usage of system which often the consequent system do not work. This is especially emphasized when we talk about web based IS which demand a strong defined access rules as well as accurate data update procedures. In this paper is made a system analysis and design of IS for local economic development (LED). The problem of LED itself is very important because of the decentralization process that happens in R.of Macedonia in recent year as well as the global crises and the necessity of employment increasing. As an important factor we mention a need of increasing the usage of IS, especially when is concern of the issues that help for the young people’s position. Analysis of the need of IS for LED’s support is made on the couple of present local governments’ (LG) web sites in R.of Macedonia as well as the interviews and a questionnaire of the LER’s responsible in the LG and potential users of this kind of information. The results of this survey are decanting in analysis of the information needs as well as the LED’s support System’s proposition. We are using the structural analysis and logical design of IS as the working’ methodology. For this purpose, a series of systematic undertaken processes were used. These processes, we think, that will enhance the information and usage of computer’s IS in function of business climate and business community’s better information. The proposed model for LED’s support IS which have to cover the users’ demands will be made with creating a redundant databases, loaded whit trigger procedures and intelligent agents