Name: Disentangling חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים כדי לאפשר קביעת תכונות מכניות שלהם (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 2 s
Description: למדו פרוטוקול להכנת דגימות סיבי ארמיד קופולימר בעלי חוזק גבוה לבדיקות מכניות. השיטה מבוססת ממס מסירה ציפוי ומפרידה סיבים בזהירות מבלי לגרום נזק.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים רוצה להכיר את ד ר ויל אוסבורן עבור דיונים מועילים וסיוע עם הכנה של התבנית קרטון.

1. פירוק ציפוי על סיבי קופולימר סיוע בהפרדה סיבים
<ol><li>לבוש כראוי נבחרת עמידים כימית כפפות כדי למנוע זיהום של הסיבים, לחתוך 160 מ ל 170 מ מ מ תתי חוט חילוץ באמצעות קרמיקה מספריים או סכין גילוח פלדה טריים. שומרים את שארית חוטי צמר במידת הצורך עבור ניתוח נוסף במיכל עם תוויות.</li>
	<li>מקמי או מהדק את הקצוות של המטווה כדי למנוע את חוט בהסתבכות כשהוא שקוע בתוך הממס. הערה: במחקר זה, ממיסים רחבות ההיקף קוטביות (מתוך הסדרה קוטביות) היו בתחילה חקר. על סמך הממצאים האיכותניים, בדיקה מעמיקה יותר נערך באמצעות אצטון ומים מתנול. לבסוף, אצטון נבחר הממס הטוב ביותר עבור סיבים ההפרדה בהתבסס על הקלות של detangling ואת התוצאות מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) סריקה (הסבר בהמשך).</li>
	<li>לטבול את נימי מ"ל 2 עד 3 מ"ל של הממס שכותרתו פטרי, לכסות עם המכסה פטרי.</li>
	<li>לאפשר את יפצחו לספוג פנימה אצטון במשך 30 דקות ולאחר מכן למחוק את הממס.</li>
	<li>חזור על שלבים ל- 1.3-1.4 לפחות שתי פעמים נוספות ולאפשר ואז הממס מתמוססות.</li>
	<li>כדי להסיר שאריות אצטון וכדי לסייע ייבוש, לטבול את הדגימה ב 2 מ"ל עד 3 מ"ל של מתנול.</li>
	<li>לאפשר את יפצחו לטבול מתנול לפחות 30 דקות.</li>
	<li>הסר את חוט של הממס ולאפשר לייבוש על פחות 24 שעות.</li>
</ol>2. ניתוח של ציפוי שלב פירוק על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק
<ol><li>הפרד את הסיבים בודדים עם פינצטה, אשר בעבר נשטפים באמצעות ממיסים שונים מן הקיבוץ חוט, לצורך ניתוח תחת מיקרוסקופ סטריאו במידת הצורך.</li>
	<li>הר הסיבים על גדם מפלדת (1 ס מ קוטר) על-ידי שמירה אותם עם פינצטה על גבי קלטת פחמן דו-צידית.</li>
	<li>מעיל הסיבים עם חומר מוליך כגון Au/Pd להקל על פני השטח טעינה אפקטים תחת ב- SEM.</li>
	<li>לטעון את הדגימות סיבים לתוך המיקרוסקופ אלקטרון סריקה ו תמונה אותם ב 2 kV האצת מתח והרשות 50 – 100 הרשות הפלסטינית אלקטרון הנוכחי. להחיל הגדרות ניטרול תשלום על אפקטים טעינה מונה במידת הצורך.</li>
</ol>3. ניתוח של ציפוי צעד פירוק פורייה להפוך ספקטרוסקופית אינפרא אדום
<ol><li>חותכים כ 30 מ מ עד 40 מ מ של חוט שטף את הצרור.</li>
	<li>להשיג כרטיס מדגם IR דבק ולהסיר את תמיכתה מגן.</li>
	<li>כשאתה לובש כפפות כדי להגן על המדגם מפני זיהום, לסובב מעט את הצרור סיבים מזג את המדגם לצורך ניתוח ולמקם את הדגימה מעל החלון בכרטיס.</li>
	<li>להכין את FTIR ניתוח על פי מפרט היצרן. להדליק את הגז לטיהור, למלא את הגלאי עם חנקן נוזלי, ולהתקין את האביזר ATR באמצעות לוח מגנטי היישור בתא מדגם.</li>
	<li>לתכנת את הפרמטרים עבור מספר סריקות והרזולוציה כלי מדידה מתקדמים בכרטיסיה כלי התוכנה, במקרה זה, סריקות 128 חישוב הממוצע ברזולוציה של 4 ס מ-1.</li>
	<li>לנקות את החלון של האביזר ATR עם מוך נמוך לנגב, מתנול.</li>
	<li>לאסוף רקע על ידי לחיצה על לחצן לאסוף הרקע בחלון מידה בסיסית של התוכנה עם הפרמטרים שבחרת בשלב 3.5.</li>
	<li>יישר את הדגימה סיבים מעל החלון האביזר ATR, באמצעות מיקרוסקופ צג וידאו כדי לסייע הצב הסיבים.</li>
	<li>לאסוף קשת לדוגמה על ידי לחיצה על כפתור המדגם לאסוף בחלון מידה בסיסית של התוכנה באמצעות הפרמטרים שבחרת בשלב 3.5.</li>
	<li>חזור על שלבים 3.6-3.9, איסוף ספקטרה לפחות 3 עבור דגימה עד שיש כבר ניתחו את כל הדגימות.</li>
</ol>4. ניתוח של סיבים על ידי פיזור רחב זווית צילום רנטגן
<ol><li>כשאתה לובש nitrile כפפות, חותכים כ 25 מ מ חוטי צמר של סליל חוט באמצעות סכין גילוח.</li>
	<li>מרכז כל צרור חוטי צמר מעל החור הפנימי 6.25 מ מ של מנקה נירוסטה 25 מ מ.</li>
	<li>קלטת את הצרור חוט כדי למכונת הכביסה כדי להחזיקו במקום באמצעות הקלטת צלופן.</li>
	<li>חזור על הצעדים 4.1 4.3 שני סוגים אחרים של חוט.</li>
	<li>להקליט את הדיסקיות המכיל חבילות צמר לבלוק בעל דוגמת פלדת (המכיל מוטות מתכתיים לצורך מיקום) בדומה למוצג באיור1. הסיבים צריך להיות בתצורה אנכיים לניתוח.</li>
	<li>הר דגימת הבקרה behenate כסף כדי לחסום מחזיק את הדגימה באותו מיקום כמו הדיסקיות.</li>
	<li>פתח את הדלת אל המכשיר והר הבלוק בעל מדגם לשלב ניתוח באמצעות מערכת יישור מגנטי.</li>
	<li>. סגור את הדלת לתא בעל מדגם ולהפעיל את משאבת ואקום לפנות לחדר ניתוח המדגם. צג מד ואקום להרכיבו ליד המכשיר עד שואב האבק מגיע כ 1600 הפלסטינית.</li>
	<li>פתח את תוכנת מכשיר להפעיל את הקרן, בצע סריקה אופקי כדי לקבוע את המיקום-x של כל מדגם את המחזיק לדוגמה.</li>
	<li>לאחר זיהוי x-מיקום של כל דגימה, לבצע סריקה אנכית כדי למטב את המיקום-y כדי להשיג את עוצמת האות המרבי עבור כל דגימה.</li>
	<li>לאחר x ו- y-מיקומים נקבעים, להתחיל את המדידה על-ידי ניתוח המדגם שליטה behenate כסף כדי לקבוע את המרחק בין המדגם לבין כל גלאי.</li>
	<li>לנתח את המדגם הראשון סיבים באמצעות זמן חשיפה 10 דקות.</li>
	<li>חזור על שלב 4.13 פעמיים נוספות עבור סכום לסרוק זמן של 30 דקות. הערה: פרוטוקול זה משמש במקום 30 דקות זמן הסריקה במקרה אחד כי יש בעיות עם החשיפה הדגימה כדי לצמצם את זמן מבוזבז כלי נגינה.</li>
	<li>ממוצע 3 סריקות כדי להשיג את התוצאה הסופית שימוש בפונקציה average בתוכנת 2D מתאים.</li>
	<li>חזור על הצעדים 4.13-4.15 כל דגימה נוספת.</li>
</ol>5. חוט הקונקרטיות והכנה בדיקות
<ol><li>להשיג של 30 ס"מ על 30 ס"מ או לוח פלסטיק שקוף גדול יותר (פוליקרבונט גליונות משמשים בניסויים אלה) זה יכול להיות ממוקם על רקע כהה, או לוח פלסטיק כהה של מידות זהות.</li>
	<li>לחתוך חתיכות דבק סלוטייפ צבעי נעץ נמוך (כ- 10 מ מ 5 מ מ) ויש להם זמין עבור השלבים הבאים. יש לבצע פעולה זו על משטח זכוכית, חותכים את הקלטת עם סכין גילוח.</li>
	<li>להקליט את שני הקצוות של תבנית נייר מלבני מד 20 מ מ ללוח פלסטיק כך זה שקרים שטוח לחלוטין. הערה: 20 מ מ נבחרת כמו אורך אופטימלי מד לבדיקות אלה בהתבסס על העבודות הקודמות ועל ההפרדה הלסת זמין של המכשיר.</li>
	<li>לובש nitrile כפפות כדי למנוע זיהום, לחתוך כ 70 מ"מ 80 מ מ של חוט שטופים ומניחים אותו על שקופית מזכוכית או משטח נקי אחר (איור 2 א-b).</li>
	<li>באמצעות מיקרוסקופ סטריאו כדי לסייע הקונקרטיות, בזהירות להסיר מסיב יחיד חוטי צמר באמצעות פינצטה. לטפל כדי למנוע לסגור עסקה או פגיעה הסיבים במהלך תהליך זה. למחוק את כל הסיבים הם פגומים (איור 2 c).</li>
	<li>במקום מסיב יחיד על גבי התבנית נייר, מוודא כי הסיבים מיושר הסמנים על התבנית (איור דו-ממדי- f).</li>
	<li>להקליט את שני הקצוות של סיבי ללוח. על מנת לשפר את הנראות של סיבי, לשים רקע כהה מתחת לוח פלסטיק שקוף או השתמש בלוח פלסטיק שחור. הסיבים צריך להניח ישר וללמוד מעט על פני התבנית (איור 2f).</li>
	<li>חזור על שלבים 5.3 ל 5.7 עד כ- 35 עד 45 סיבים הם רכובים על תבניות נייר נפרד עבור כל סוג של סיבים תזונתיים. במקרה זה, ישנם שלושה סוגים של סיבים: PBIA-co-PPTA1, PBIA ו PBIA-co-PPTA3.</li>
	<li>לאחר כל סיבי שמוקלטות ללוח פלסטיק, להוסיף אחד טיפה קטנה של דבק מגע דבק בכל צד של הסיבים מיושרים על תבנית נייר. יוצאים ללא דבק בקצוות של תבניות נייר עבור כשתפסת במהלך בדיקות 1 ס מ. הערה: דבק מגע נמצאה להיות הדבק הטוב ביותר עבור חומר זה, ניסיון כושל עם אפוקסי התרופה 24 שעות מוצג בתוצאות נציג.</li>
	<li>לאפשר את דבק לרפא לפחות 24 שעות לפני הבדיקה.</li>
</ol>6. בדיקות סיב יחיד
<ol><li>לקבוע את אורך למדידה, הקצב של סיומת המספק את התוצאות הכי עקבי עבור הדגימה עניין. פרמטרים אלה ייתכן שיכתיבו את כמות הדגימה זמין ועל ידי המגבלות של ההתקנה ניסיוני.</li>
	<li>הכינו את המכשיר לבדיקה על ידי התקנת אוחז מתיחה. ומכייל את הפער.</li>
	<li>תוכנית כלי כדי להעביר אוחז לספק פער של 30 מ מ, אשר הוא האורך gage נבחר בהתאם לגודל התבנית נייר ועל השטח 10 מ מ עזב בכל קצה של הלסת.</li>
	<li>שחרר את הפרצופים אחיזה כדי ליצור פער עבור טעינת התבנית נייר המכיל סיבים יחיד.</li>
	<li>תזיזי את אחת הדגימות מוכן בשלב 5 מכשיר. בעזרת ידיים בכפפות, מרית קטנה, או פינצטה, להאכיל את התבנית דרך אוחז בשני, בעזרת הסימנים על התבנית כדי לסייע את המיקום. ודא כי הדבק הוא מחוץ לאזור אחיזה.</li>
	<li>בעדינות ליישר וסגור הפנים האחיזה העליונה, תוך תמיכה עדיין הסיבים, כך שזה לא להחליק למטה.</li>
	<li>לחזק את הברגים העליונים והתחתונים עם מפתח ברגים מומנט עד הברגים הם רק הדוקים.</li>
	<li>חזור על צעד 6.7 הברגה.</li>
	<li>הדק את הברגים באוחז עליון ותחתון בעזרת מפתח ברגים מומנט. לטפל כדי להדק את הברגים בתבנית צלב כדי לאזן את העומס על הסיבים. הערה: תנופה לשימוש עשוי להשתנות, צריכה להיקבע השפעול. 30 cN·m שימש בניסויים אלה.</li>
	<li>חתוך צידי התבנית נייר עם מספריים.</li>
	<li>לתכנת את המכשיר כדי לבצע את הבדיקה מתיחה בקצב קבוע של הארכת מ מ 0.0125/s, לנטר את התצוגה ולהפסיק את הבדיקה כאשר הסיבים שבור.</li>
	<li>בסוף הבדיקה, הסר הסיבים אוחז מאת ויסירו את הפרצופים אחיזה. לצפות את מיקום ההפסקה ולשמר סיבים שבור במיכל עם תוויות עבור ניתוח נוסף. הערה: סיבי לשבור את פני אחיזה מתבטלים מניתוח כמו "הלסת מעברי" כפי שמתואר ASTM D3822.</li>
	<li>להחזיר את הפער עד 30 מ"מ וחזור על שלבים 6.4-6.12 עד כל דוגמאות נבדקים.</li>
	<li>להציל את השברים סיבים שבור בתבנית נוספת לבדיקה מיקרוסקופית.</li>
</ol>

<ol><li>Joseph, A., Wiley, A., Orr, R., Schram, B., Dawes, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+load+carriage+on+measures+of+power+and+agility+in+tactical+occupations%3A+A+critical+review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Environmental+Research+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">The impact of load carriage on measures of power and agility in tactical occupations: A critical review.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (1), (2018).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22High-performance+fibres%22">High-performance fibres</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2001).</li>
<li>Messin, G. H. R., Rice, K. D., Riley, M. A., Watson, S. S., Sieber, J. R., Forster, A. L. <a target="_blank" href="https://www.nist.gov/publications/effect-moisture-copolymer-fibers-based-5-amino-2-p-aminophenyl-benzimidazole">Effect of moisture on copolymer fibers based on 5-amino-2-(p-aminophenyl)- benzimidazole.</a> Polymer Degradation and Stability. 96 (10), 1847-1857 (2011).</li>
<li>McDonough, W. G., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s12221-015-5195-z">Testing and analyses of copolymer fibers based on 5-amino-2-(p-aminophenyl)-benzimidazole.</a> Fibers and Polymers. 16 (9), 1836-1852 (2015).</li>
<li>De Vos, R. E. T. P., Surquin, J. E., Marlieke, E. J. US patent. , 8,362,192 (2013).</li>
<li>Lee, K. S. US patent. , 8,716,434 (2014).</li>
<li>Mallon, F. K. US patent. , 8,716,430 (2014).</li>
<li>Cunniff, P. M. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/256816090_Dimensionless_Parameters_for_Optimization_of_Textile_Based_Body_Armor_Systems">Dimensionless Parameters for Optimization of Textile-Based Armor Systems.</a> 18th Int Symp Ballist. , 1302-1310 (1999).</li>
<li>Cuniff, P. M., Song, J. W., Ward, J. E. <a target="_blank" href="https://scholar.google.com/scholar?cluster=8156169195304176027&hl=en&oi=scholarr">Investigation of High Performance Fibers for Ballistic Impact Resistance Potential.</a> Int SAMPE Tech Conf Ser. 21, 840-851 (1989).</li>
<li>Cheng, M., Chen, W., Weerasooriya, T. <a target="_blank" href="http://materialstechnology.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1427417">Mechanical Properties of Kevlar® KM2 Single Fiber.</a> Journal of Engineering Materials and Technolog. 127 (2), 197(2005).</li>
<li>Forster, A. L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141391010003952">Hydrolytic stability of polybenzobisoxazole and polyterephthalamide body armor.</a> Polymer Degradation and Stability. 96 (2), 247-254 (2011).</li>
<li>Forster, A. L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141391015000397">Long-term stability of UHMWPE fibers.</a> Polymer Degradation and Stability. , 45-51 (2015).</li>
<li>Holmes, G. A., Kim, J. -H., Ho, D. L., McDonough, W. G. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pc.20870">The Role of Folding in the Degradation of Ballistic Fibers.</a> Polymer Composites. 31, 879-886 (2010).</li>
<li>ASTM International. <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standards/D3822.htm">ASTM D3822/D3822M-14 Standard Test Method for Tensile Properties of Single Textile Fibers</a>. , 1-10 (2015).</li>
<li>Levchenko, A. A., Antipov, E. M., Plate, N. A., Stamm, M. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/masy.19991460120">Comparative analysis of structure and temperature behaviour of two copolyamides - Regular KEVLAR and statistical ARMOS.</a> Macromolecular Symposia. 146, 145-151 (1999).</li>
<li>Jenket, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJenket%2C+D+%22Failure+Mechanisms+Of+Ultra+High+Molar+Mass+Polyethylene+Single+Fibers+At+Extreme+Temperatures+And+Strain-Rates%22">Failure Mechanisms Of Ultra High Molar Mass Polyethylene Single Fibers At Extreme Temperatures And Strain-Rates</a>. , (2017).</li>
</ol>

תיאור מלא של ההליכים בשימוש הנייר הזה דורש זיהוי מוצרים מסחריים מסוימים וספקים שלהם. הכללת מידע כזה צריכה בשום אופן להתפרש המציין כי מוצרים או ספקים אלה אושרה על ידי NIST או מומלצים על ידי NIST או כי הם בהכרח חומרים הטובים ביותר, כלי נגינה, בתוכנה או הספקים למטרות תיאר.

השיטה המתוארת במסמך זה מספק פרוטוקול ממס מבוסס חלופי עבור הסרת ציפויים ארמיד קופולימר סיבים ללא שימוש במים. שני הקודם מחקרים3,4 הראה העדויות של הידרוליזה הסיבים של ההרכב הכימי הזה, עם חשיפה אדי מים או מים במצב נוזלי. הימנעות הידרוליזה במהלך הכנת המדגם הוא קריטי עבור השלב הבא של ניסויים איפה ערכות אלה של סיבי ייבחנו על הרגישות שלהם הזדקנות בשל הידרוליזה של חשיפה לסביבות חם ולח.
הפרדת והרכבה הסיבים היא השלב הקריטי ביותר פרוטוקול ניסיוני ...

כיום, מיקוד משמעותי בתחום של הגנה אישית הוא על הפחתת המסה של האפוד מגן לצורך הגנה אישית עבור יישומים צבאיים1ואכיפת החוק. עיצובים מסורתיים שריון צריכים לסמוך על חומרים כמו זכוכית אקרילית (p-phenylene terephthalamide) (PPTA), הידוע גם בשם ארמיד, ופוליאתילן כדי לספק הגנה מפני איומים בליסטיים2. עם זאת, יש אינטרס לחקור חומרים סיבי חוזק גבוה שונים עבור הפוטנציאל שלהם כדי להקטין את המשקל של שריון נדרש לעצור איום בליסטי ספציפיים. זה הוביל החיפושים של חומרים חלופיים כגון ארמיד קופולימר סיבים. סיבים אלו מיוצרים על ידי התגובה של [5-benzimidazole (p- aminophenyl) - 2 - אמינו] (amidobenzimidazole, ABI) ו p- phenylenediamine (p-PDA) עם terephthaloyl כלוריד כדי טופס פוליפוני (p- phenylene-benzimidazole-terephthalamide-co -p-phenylene terephthalamide). במחקר זה, אנו בוחנים שלושה סיבים שונים, אשר כולם מיוצרים באופן מסחרי חומרי המתקבל איש קשר בתעשייה. אחד הוא סיבים homopolymer אשר עשוי מאת מגיבים עם p-phenylenediamine טופס פוליפוני 5-אמינו - 2 - benzimidazole (p- aminophenyl), או PBIA. שני קופולימר סיבים אחרים שנבדקו במחקר זה צפויים להיות copolymers אקראיים עם יחס שונה של קישורים של PBIA ו- PPTA-3. היחס היחסי של קישורים אלה לא היתה אפשרות לקבוע השפעול באמצעות תהודה מגנטית גרעינית של מצב מוצק. סיבים אלו המיועדים לשמש PBIA-co-PPTA1, PBIA-co-PPTA3 להאריך וכינוים בשימוש בפרסום הקודם4. PBIA-co-PPTA3 לא נחקר קודם לכן, אך יש מבנה דומה. מערכות סיבים אלו היו גם המוקד של מספר לאחרונה שהוענקה פטנטים5,6,7.
התנגדות בליסטי מעולה של שריון המרקסיסטי מבוסס על התכונות המכאניות של החומרים המרכיבים אותו, כגון מתיחה להתאמץ כדי כשל8,9,10. מאמצים משמעותיים11,12,13 יש התמקדה בחינת היציבות לטווח ארוך של סיבים פולימריים המשמש בשריון הגוף על ידי חקירת מזיקה לשינויים אלה תכונות מכניות לאחר חשיפה תנאים סביבתיים. השפעת התנאים הסביבתיים על סיבי קופולימר ארמיד לא היה הנושא של הרבה מחקר3,4. אתגר אחד ללמוד חומרים אלה הוא הקושי disentangling יפצחו לבדיקה. עבודה מוקדמת על ידי מק'דונו4 חקר טכניקה שבה המים שימש disentangle יפצחו לפני ביצוע בדיקות סיב יחיד. עם זאת, היה אין הבנה מלאה על אם חוזק מכני רב, הסיבים שונה על ידי חשיפה זו מים. אלטרנטיבה disentangling הסיבים היא לבחון את חוזק מכני של הקיבוץ חוט, עם זאת, זה דורש כמות גדולה של חומר, והוא נחשב את הממוצע הכוח של הסיבים בחבילה חוט, מתן מידע ספציפית פחות. מטרת פרויקט זה היא לבחון את השפעת טמפרטורה ולחות גבוהות על תכונות מכניות של סיבי קופולימר ארמיד. לכן חיוני כדי למצוא של הממס חלופיות להסרת ציפוי הקונקרטיות סיבים שתאפשר לנו להבחין הידרוליזה של הסיבים עקב החשיפה הסביבתיים מזה המושרה על ידי הכנת הדוגמא. הכנת סיבים בודדים לבדיקת מסובך עוד יותר על ידי גודלם הקטן. בעבודה זו, אנו לחקור מספר ממסים נפוצים (מים, מתנול, אצטון), בחר אצטון הבחירה הטובה ביותר עבור הכנת סיבים בודדים לבדיקה. כל סיבי היו שטפה עם מתנול לפני בדיקה נוספת. (FTIR) ספקטרוסקופיית פורייה מתבצע כדי לקבוע אם הצעד התפרקות ו הקונקרטיות ציפוי גרם כל השפלה כימי בחומר. פרוטוקול וידאו מפורט מציג את השלבים הכנה מדגם של הקונקרטיות, ניתוח כימי בדיקות מכניות של קופולימר ארמיד סיבי נועדה לסייע לחוקרים אחרים בפיתוח מתודולוגיות לביצוע מחקרים דומים של סיבים יחיד במעבדות שלהם.

<table><tbody><tr><td>מיקרוסקופ</td><td>סטריאו לאומי</td><td>DC4-456H</td><td>מיקרוסקופ דיגיטלי</td></tr><tr><td>RSA-G2 מנתח מוצקים</td><td>TA מכשירים</td><td></td><td>מנתח תרמי מכני דינמי המשמש במצב מתיחה חולף עם סרט מהדק</td>מתח</tr><tr><td>אביזר Vertex 80</td><td>Bruker Optics</td><td></td><td>Fourier Transform ספקטרומטר אינפרא אדום המשמש לניתוח תוצאות פרוטוקול כביסה, מצויד בגלאי כספית קדמיום טלוריד (MCT).</td></tr><tr><td>Durascope</td><td>Smiths Detection</td><td></td><td>אביזר החזר כולל מוחלש המשמש לביצוע</td></tr><tr><td>מפתח ברגים משושה מומנט</td> FTIR <td>M.H.H. Engineering</td><td>Quickset</td><td>מפתח מומנט</td>מינורי</tr><tr><td>מתנול</td><td>J.T. Baker</td><td>9093-02</td><td>ממס מתנול</td></tr><tr><td>אצטון</td><td>פישר</td><td>A185-4</td><td>ממס אצטון</td></tr><tr><td>ציאנואקרילט</td><td>לוקטיט</td><td></td><td>דבק סופר</td></tr><tr><td>FEI Helios 660 קרן כפולה FIB/SEM</td><td>FEI הליוס</td><td></td><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סריקת</td></tr><tr><td>דנטון ציפוי</td><td></td><td></td><td></td></tr> מקרטע <tr><td>25 מ"מ OD מנקי נירוסטה עם חור 6.25 מ"מ OD מנקי נירוסטה עם חור</td><td></td><td></td> 6.25 <td>מ"מ OD מנקי נירוסטה עם חור 6.25 מ"מ</td></tr><tr><td>Silver behenate</td><td></td><td></td><td>פיזור קרני רנטגן בזווית רחבה (WAXS) תקן</td></tr><tr><td>Xenocs Xeuss SAXS/WAXS מערכת פיזור קרני רנטגן בזווית קטנה</td><td>Xenocs Xeuss</td><td></td><td>SAXS/WAXS מערכת פיזור קרני רנטגן בזווית קטנה המצוידת במצלמת קצב וידאו רנטגן לניתוח SAXS עם מינימום Q = 0.0045 &Aring;-1, גלאי מצלמת קצב וידאו רנטגן נפרדת לניתוח WAXS (עד כ-45&deg; 2&theta;) תא מחזיק דגימה.</td></tr><tr>תוכנת <td></td><td></td><td>Fit 2D</td><td>תוכנה לניתוח נתוני WAXS</td></tr></tbody></table>

disentangling חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים כדי לאפשר קביעת תכונות מכניות שלהם

Disentangling High Strength Copolymer Aramid Fibers to Enable the Determination of Their Mechanical Properties

באופן מסורתי, גוף רך שריון נעשתה מתוך פולי (p-phenylene terephthalamide) (PPTA) ופוליאתילן משקל מולקולרי גבוה. עם זאת, לגוון את הבחירות סיבים בשוק שריון הגוף ארצות הברית, קופולימר סיבי מבוסס על השילוב של 5-אמינו - 2-(p- aminophenyl) benzimidazole (PBIA), PPTA קונבנציונליים יותר הוכנסו. מעט מאוד ידוע לגבי היציבות לטווח ארוך של סיבים אלה, אך כמו פולימרים עיבוי, הם צפויים להם פוטנציאל רגישות רטיבות ולחות. לכן, אפיון הכוח של חומרים והבנה הפגיעות שלהם בתנאי סביבה הוא חשוב להערכת חייהם שימוש ביישומי בטיחות. ההתנגדות בליסטי לבין מאפיינים מבניים קריטיים אחרים של סיבים אלה הם שהתבססו על כוחם. כדי לקבוע באופן מדויק את הכוח של סיבי בודדים, יש צורך disentangle אותם מן המעשייה ללא היכרות עם נזק. שלושה סיבים קופולימר מבוסס-ארמיד נבחרו לצורך המחקר. הסיבים נשטפו עם אצטון ואחריו מתנול להסרת ציפוי מבטל אורגני שהחזיקה את הסיבים בודדים בחבילה כל חוט ביחד. ציפוי זה מקשה להפריד סיבים יחיד הצרור חוטי בדיקה מכאנית ללא פגיעה הסיבים, המשפיעים על כוחם. לאחר חפיפה (FTIR) ספקטרוסקופיית פורייה בוצעה על דגימות שטף והן רחוץ, התוצאות הושוו. ניסוי זה הוכיח כי ישנם אין וריאציות משמעותיות הספקטרום של פולי (p-phenylene-benzimidazole-terephthalamide-co -p-phenylene terephthalamide) (PBIA-co-PPTA1), PBIA-co-PPTA3 לאחר כביסה, רק וריאציה קטן עוצמת PBIA. מציין כי שטיפות אצטון, מתנול הם לא לרעה המשפיעים על הסיבים ולא גורם כימי השפלה. בנוסף, בדיקות סיב יחיד בוצע על הסיבים שטף לאפיין את חוזק הראשונית שלהם ואת המתח לכישלון, ולהשוות אותם לערכים אחרים שדווחו. בפיתוח פרוצדורלי איטרטיבי היה צורך למצוא שיטה מוצלחת ביצוע בדיקות על סיבים אלו.

הסיבים ארמיד קופולימר למד פה קשים להפריד חוטי חבילות לתוך סיבים בודדים לבדיקה. הסיבים מסובכת, מצופה עיבוד כימיקלים שהופכים אותם קשה מאוד להפריד ללא פגיעה הסיבים. איור 3 מראה המורפולוגיה מבנית של סיבים בתוך מעשייה. אפילו במסגרת חבילה גדולה יותר, משטחים סיבים להראות חספוס נרחב ודמעות כי סביר להניח נגרמות על ידי הדבקה חזקה על סיבי סמוכים. בעבודה הקודמת על ידי מק'דונו4. et al., המים שימש כדי להפריד בין הסיבים לפני בדיקות מתיחה, עם...

המטרה העיקרית של המחקר היא לפתח פרוטוקול להכין דגימות עקבית עבור בדיקות מכניות מדויק של חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים, על ידי הסרת ציפוי disentangling גדילים סיבים בודדים מבלי להציג משמעותית השפלה כימיים או פיזיים.

Disentangling חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים כדי לאפשר קביעת תכונות מכניות שלהם

Traditionally, soft body armor has been made from poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) and ultra-high molecular weight polyethylene. However, to ...

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום בדיקות הסיבים הבודדים לגבי מתודולוגיות להמסת ציפויים ופירוק דגימות סיבים מאתגרות. היתרון העיקרי בטכניקה זו הוא ששיטת המים של פירוק הציפוי הוחלפה בשיטה מבוססת ממס שפחות פוגעת בסיבים. בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו בגלל הקושי במניפולציה של סיבים בודדים.לבישת הכפפות המתאימות העמידות כימית למניעת זיהום הסיבים, השתמש בסכין גילוח פלדה טרי כדי לחתוך 160 עד 170 מילימטרים מכל צרור חוטים שחולץ, ושמור את שארית החוט במיכל מסומן להמשך ניתוח לפי הצורך. אבטח את הקצוות כדי למנוע מהחוט להסתבך, וטבל את הסיבים בשניים עד שלושה מיליליטר ממס בצלחת פטרי מסומנת. מניחים את המכסה על הכלי ומניחים לחוטים להשרות במשך 30 דקות.לאחר הטבילה השלישית, טבלו את הדגימות בשניים עד שלושה מיליליטר מתנול למשך 30 דקות לפחות. לאחר מכן הניחו לחוט להתייבש לפחות 24 שעות. למחרת, הניחו לוח פלסטיק שקוף בגודל 30 על 30 סנטימטר ומעלה על רקע כהה באותן פרופורציות.והשתמש בסכין גילוח כדי לחתוך 5 עד 10 מילימטר חתיכות של נייר דבק נמוך על משטח זכוכית. הדביקו את שני הקצוות של תבנית נייר מלבנית בגודל 20 מילימטר ללוח הפלסטיק כך שהתבנית תהיה שטוחה לחלוטין. וללבוש כפפות ניטריל למניעת זיהום, חותכים כ-70 עד 80 מילימטרים מהחוט שנשטף בממס.הניחו את החוט החתוך על משטח נקי, ובעזרת מיקרוסקופ סטריאו, הש

disentangling-high-strength-copolymer-aramid-fibers-to-enable

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

בדיקת Microtensile לסביבה מבוקרת של nanocomposites הפולימר מכאני-מסתגל ל<em&gt; לשעבר vivo</em&gt; אפיון

העמידות של פולימרים וחומרים מרוכבים פולימרים מחוזקים בסיבים בשירות היא היבט קריטי לעיצובים ולתחזוקה מבוססת מצב. אנו מציגים פלטפורמת בדיקות מעבדה חדשה בעלות נמוכה לחקירת ההשפעה של עומסים מכניים וסביבתיים במקביל, ועשויים לסייע בתכנון מבנים מרוכבים יעילים יותר אך בטוחים יותר.

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להכין ולדמיין מבנים משניים (כגון סיבים, ארכיטקטורות טבעתיות, ו-תחומי ננו) נגזרים polycarbodiimides סליל. מורפולוגיה מאופיין הן במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) הוצגה תלוי המבנה המולקולרי, ריכוז, ואת ממס של בחירה.

מורפולוגיה הרכבה עצמיות המתקבלות סליל Polycarbodiimide קופולימרים ונגזר triazole שלהם

פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.

Microfluidic יבש-ספינינג ואפיון של סיבי Fibroin משי מחדש

מטרת המחקר היתה לפתח פרוטוקולים כדי להכין דגימות עקביות עבור בדיקה מכנית מדויקת של הגבוה בחוזק ארמיד או ultra-high-טוחנת-מבוסס פוליאתילן המוני מבוססי פלסטיק המורכב חומרים גמישים למינציה ולתאר פרוטוקולים לביצוע הזדקנות מלאכותית על חומרים אלה.

הליכי גזירה, בדיקות מתיחה, ו ההזדקנות של ציפויים חד כיווני חד-כיווני מרוכבים

החזקה הקוולנטי של מולקולות בדיקה למיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) מהווה טכניקה חיונית לחקירת התכונות הפיזיות שלהם. זה מאפשר לנו לקבוע את כוח מתיחה, כוח desorption אורך של פולימרים באמצעות AFM מבוססי כוח מולקולה בודדת ספקטרוסקופיה עם היכולת הגבוהה.

חיבור קוולנטי של מולקולות בודדות לספקטרוסקופיית כוחות מבוססי AFM

מאמר זה מתאר תהליך ייצור עבור ציפויים מרוכבים של מטריצת פולימר מחוזקת בסיבים המתקבלים בשיטת הנחת יד רטובה/שקית ואקום.

מדידת התכונות המכניות של למינטים פולימריים מרוכבים לחיזוק סיבי זכוכית המתקבלים בתהליכי ייצור שונים

פרוטוקול זה מספק הוראות מפורטות ודוגמאות להכנת דגימות, רכישת נתונים וניתוח נתונים לאפיון פולימרים סינתטיים עם פיזור וקבוצות קצה משתנות באמצעות ספקטרומטריית מסה של זמן טיסה בלייזר בעזרת מטריצה.

שיטת MALDI-ToF MS לאפיון פולימרים סינתטיים בעלי פיזור וקבוצות קצה משתנות

קביעת acidities גז השלב של oligopeptides המכיל ציסטאין מתוארת. הניסויים מבוצעים באמצעות ספקטרומטר מסת quadrupole משולש. את acidities היחסי של פפטידים נמדדים באמצעות ניסויי דיסוציאציה התנגשות-Induced, ואת acidities כמותיות נקבעות באמצעות טבחים ממושכים שיטה קינטית.

קביעת Acidities גז השלב של Oligopeptides

פרוטוקול זה מתאר גבוה באמצעות שיטת colorimetric לשים המסתמכת על היווצרות מורכבת בין יוד ושרשרות של מולקולות גלוקוז בעמילן. יוד יוצרת קומפלקסים עם שני amylose ושרשרות ארוכות בתוך amylopectin. לאחר התוספת של יוד לדגימת עמילן, הספיגה מקסימלית של amylose וamylopectin מתרחשת ב620 ו550 ננומטר, בהתאמה. יחס amylose / amylopectin ניתן להעריך מהיחס של ערכי ספיגת ננומטר 620 ו550 ומשווה אותם לעקומת סטנדרט שבו ריכוזים ספציפיים ידוע הם זממו נגד ערכי קליטה. תפוקה גבוהה, שיטה זולה היא אמינה לשחזור, ומאפשרת...

קביעה המהירה amylose התפוקה גבוה בדוגמאות פקעת תפוח האדמה להקפיא יבשים

למדו פרוטוקול להכנת דגימות סיבי ארמיד קופולימר בעלי חוזק גבוה לבדיקות מכניות. השיטה מבוססת ממס מסירה ציפוי ומפרידה סיבים בזהירות מבלי לגרום נזק.

Disentangling חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים כדי לאפשר קביעת תכונות מכניות שלהם

גלה סרטונים נוספים