Materiały polimerowe o wysokiej odporności mechanicznej i termicznej
Celem pracy było opracowanie materiałów kompozytowych na bazie polimerów, o wysokiej odporności mechanicznej i termicznej, spełniających wytyczne do zastosowania w bezrdzeniowym silniku tarczowym, wzbudzanym magnesami trwałymi w tzw. układzie Halbacha, jako element wypełniający stojan. Po studiach literaturowych wybrano poliamidoimid (PAI), polieteroeteroketon (PEEK) oraz poli(siarczek fenylenu) (PPS) do dalszych badań. W części doświadczalnej w pierwszej kolejności opracowano dogodną metodę przetwórstwa polimerów. Następnie poddano je badaniom pozwalającym określić ich właściwości mechaniczne i fizykochemiczne, a także wpływ przetwórstwa na te cechy. W dalszej kolejności opracowano własne, autorskie metody otrzymywania kompozytów na bazie powyższych polimerów i sadzy grafityzowanej. Kompozyty te, także poddano badaniom pozwalającym określić ich właściwości mechaniczne i fizykochemiczne. Pomiary te wykonywane były także w podwyższonych temperaturach, symulujących rzeczywiste warunki podczas pracy silnika. Efektem końcowym przedstawionej pracy było otrzymanie nowych kompozytów na bazie polimerów o wysokiej odporności mechanicznej i termicznej z dodatkiem sadzy grafityzowanej, cechujących się wysokim przewodnictwie cieplnym i bardzo dobrą temperaturową stabilnością wymiarową. Materiały te mogą być stosowane jako elementy silników elektrycznych.Engineering polymers with high mechanical and thermal resistance
The aim of this study was to obtain composite materials with high mechanical and thermal resistance, that can be used for a filling of stator in electric motors based on a Halbach Array’s arrangement of permanent magnets. First stage of the study was a review of literature on high performance polymers, especially those with high thermal conductivity, high thermal stability, and relatively easy processability. Polyamide-imide (PAI), poly(phenylene sulphide) (PPS) and polyetheretherketone (PEEK) was chosen for further research. First step of the laboratory research was developing a method of processing of the polymers. Then, the polymers were examined in order to evaluate their mechanical, physical and chemical properties, and also to determine the influence of thermal processing on the properties of the polymers. In the next step innovative processing methods were developed to obtain composites of the polymers with graphitized carbon black (GBC). The obtained composites were also examined to evaluate their mechanical, physical and chemical properties. Tests were carried out at elevated temperature, which simulated real conditions in working electric motor. The final result of the presented research were innovative composites based on selected high-performance polymers filled with graphitized carbon black showing high thermal conductivity and high thermal stability. They can be , applied in electric motors.
