A U T O R E F E R A T

Transkrypt

1 Załącznik nr 2 do wniosku o wszczęcie postępowania habilitacyjnego A U T O R E F E R A T Tomasz Garbacz Katedra Procesów Polimerowych Wydział Mechaniczny Politechnika Lubelska Lublin 2016

2 SPIS TREŚCI 1. INFORMACJE O WNIOSKODAWCY Dane osobowe Posiadane dyplomy i stopnie naukowe Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych Życiorys zawodowy OPIS OSIĄGNIĘCIA NAUKOWEGO Wskazanie osiągnięcia Wykaz publikacji wchodzących w skład osiągnięcia Omówienie celu naukowego i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich wykorzystania OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWYCH BADAWCZYCH I DYDAKTYCZNYCH Działalność naukowa Działalność badawczo-rozwojowa Działalność dydaktyczna i popularyzatorska PODSUMOWANIE

3 1.1. Dane osobowe Imię i nazwisko: Tomasz Garbacz Data i miejsce urodzenia: 18 sierpnia 1967 r., Tarnobrzeg 1.2. Posiadane dyplomy i stopnie naukowe Dyplom ukończenia studiów podyplomowych Stopień doktora Tytuł magistra Wyższa Szkoła Ekonomii i Innowacji w Lublinie, Zakres: Zarządzanie projektami badawczymi i pracami rozwojowymi Promotor: dr Michał Białach, WSEiI w Lublinie Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Specjalność: Nauki techniczne Dyscyplina: Budowa i eksploatacja maszyn Tytuł pracy doktorskiej: Badania efektywności procesu wytłaczania polietylenu modyfikowanego Promotor: Prof. dr hab. inż. Robert Sikora, Politechnika Lubelska Recenzenci: Prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz, Instytutu Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych w Toruniu Prof. dr hab. inż. Józef Kuczmaszewski, Politechnika Lubelska Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Specjalność: Przetwórstwo Tworzyw Wielkocząsteczkowych Tytuł pracy magisterskiej: Właściwości dynamiczne polistyrenu modyfikowanego polipropylenem ataktycznym Promotor: dr inż. Irena Sasimowska 1.3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych Nazwa zakładu pracy Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Zamościu Instytut Przyrodniczo-Techniczny Politechnika Lubelska Wydział Mechaniczny Katedra Procesów Polimerowych Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny Katedra Przetwórstwa Tworzyw Wielkocząsteczkowych Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny Katedra Przetwórstwa Tworzyw Wielkocząsteczkowych Okres zatrudnienia Zajmowane stanowisko obecnie wykładowca obecnie adiunkt asystent starszy referent - 3 -

4 1.4. Życiorys zawodowy Urodziłem się 18 sierpnia 1967 roku w Tarnobrzegu. W roku 1986 rozpocząłem studia w Politechnice Lubelskiej, na specjalności Technologia Maszyn z kierunkiem dyplomowania Przetwórstwo Tworzyw Wielkocząsteczkowych, które ukończyłem w roku Dnia 30 września 1992 zostałem zatrudniony na stanowisku starszego referenta w Katedrze Procesów Polimerowych (poprzednia nazwa - Katedra Przetwórstwa Tworzyw Wielkocząsteczkowych), a od 30 grudnia 1994 zostałem asystentem w tej Katedrze. W marcu 2002 roku obroniłem pracę doktorską pt: "Badania efektywności procesu wytłaczania polietylenu modyfikowanego" i uzyskałem stopień naukowy doktora nauk technicznych w dyscyplinie Budowa i Eksploatacja Maszyn. Promotorem pracy był prof. dr hab. inż. Rober Sikora, a recenzentami: prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz z Instytutu Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych w Toruniu oraz prof. dr hab. inż. Józef Kuczmaszewski z Politechniki Lubelskiej. Od 1 grudnia 2002 r. jestem adiunktem w Katedrze Procesów Polimerowych Politechniki Lubelskiej, zaś od 16 lutego 2009 r. zatrudniony jestem na stanowisku wykładowcy akademickiego w Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej im. Szymona Szymonowica w Zamościu. W marcu 2013 r. ukończyłem studia podyplomowe kwalifikacyjne dotyczące " Zarządzania projektami badawczymi i pracami rozwojowymi". Jestem autorem i współautorem 87 publikacji naukowych opublikowanych po doktoracie oraz autorem kilkudziesięciu wystąpień, referatów, raportów z badań wdrożeniowych dotyczących przetwórstwa tworzyw polimerowych w dużej mierze dotyczących technologii procesu wytłaczania, maszyn i urządzeń stosowanych w procesach wytłaczania. Jestem również autorem lub współautorem 21 patentów, zgłoszeń patentowych i wzorów użytkowych. Zostałem kierownikiem czterech grantów, finansowanych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, związanych z wytłaczaniem tworzyw polimerowych. Osiągnięcia naukowo-badawcze spowodowały również uczestnictwo, jako współwykonawca, w 6 projektach badawczych finansowanych przez MNiSW, 2 projektach celowych oraz w międzynarodowym konsorcjum, projektu FP7-PEOPLE-2010-IRSES. Biorę aktywny udział zarówno w życiu naukowym środowiska związanego z szeroko pojętą nauką o polimerach i ich przetwórstwie, jak również w działaniach na rzecz współpracy z przemysłem, zwłaszcza z małymi i średnimi firmami reprezentującymi branżę przetwórstwa tworzyw. Zdobyte doświadczenie naukowo-badawcze oraz wdrożeniowe pozwala mi na świadczenie usług o charakterze proinnowacyjnym

5 2. OPIS OSIĄGNIĘCIA NAUKOWEGO 2.1. Wskazanie osiągnięcia (wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki [Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.]) Podstawą do ubiegania się przeze mnie o uzyskanie stopnia doktora habilitowanego nauk technicznych w dyscyplinie budowa i eksploatacja maszyn stanowi jednotematyczny cykl 26 publikacji w których opisałem autorską technologię, właściwości oraz zastosowanie wytworów porowatych z tworzyw polimerowych. Tytuł osiągnięcia naukowego: Studium efektywności przetwórstwa wytworów porowatych z tworzyw polimerowych 2.2. Wykaz publikacji wchodzących w skład osiągnięcia Oświadczenia określające indywidualny wkład współautorów w przypadku prac zbiorowych zamieszczono w załączniku nr 7. Kopie prac stanowiących osiągnięcie zamieszczono w załączniku nr 8. W skład rozważanego cyklu wchodzą następujące publikacje: 1. Garbacz T. (100%): Wpływ wybranych środków pomocniczych na właściwości warstwy wierzchniej wytłaczanego polietylenu. Polimery 2004, 49, 1, 23-28, ISSN (IF = 0.676) 2. Garbacz, T. (75%), Tor A.: Wpływ zawartości środka porującego na właściwości użytkowe zewnętrznych powłok kabli wytwarzanych metodą wytlaczania porującego. Polimery 2007, 52, 4, , ISSN (IF = 1.376) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, opracowaniu treści, wspólnym ze współautorem wykonaniu oraz prób technologicznych, wykonaniu badań, opracowaniu wyników, wniosków. 3. Garbacz T. (80%), Samujło B.: Chropowatość powierzchni wytworów porowatych otrzymanych w procesie wytłaczania. Polimery 2008, 53, 6, , ISSN (IF = 0,600 * ), *(średni po odzyskaniu IF, według apps.webofknowledge.com) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, opracowaniu treści, wykonaniu prób technologicznych, wykonaniu części badań, opracowaniu wyników, wniosków

6 4. Garbacz T. (100%): Właściwości trójwarstwowych powłok z PVC wytworzonych w procesie współwytłaczania mikroporującego. Polimery 2011, 56, 2, , ISSN (IF = 0,600 * ), *(średni po odzyskaniu IF, według apps.webofknowledge.com) 5. Garbacz T. (100%): Structure and properties of cellular thin-walled cable coatings. Polimery 2012, 57, 11-12, , ISSN (IF = 0,470) 6. Garbacz T.(100%): Struktura i właściwości porowatych wytworów wtryskiwanych. Polimery 2013, 58, 4, , ISSN (IF = 0,617) 7. Garbacz T.(100%): Properties and physical structure of cellular PVC coatings. Cellular Polymers 2014, 33, 2, ISSN: (IF = 0,423) 8. Garbacz T. (85%), Palutkiewicz P.: Effectiveness of blowing agents in the cellular injection molding. Cellular Polymers 2015, 34, 4, ISSN: (IF = 0,423) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, opracowaniu treści, wykonaniu prób technologicznych, wykonaniu części badań oraz opracowaniu wyników. 9. Garbacz, T. (80%), Tor A.: Aspekty wytwarzania oraz właściwości wytworów porowanych otrzymanych w procesie wytłaczania. XI Profesorskie Warsztaty Naukowe, Zeszyty Naukowe nr 246, Chemia i Technologia Chemiczna 11, Bydgoszcz 2006, Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, opracowaniu treści, wykonaniu wspólnie z współautorem prób technologicznych, wykonaniu części badań oraz opracowaniu wyników i wniosków. 10. Garbacz T.(100%): Wybrane aspekty wytwarzania powłok w procesie porującego współwytłaczania powlekającego. XIII PWN. Teka Komisji Budowy i Eksploatacji Maszyn, Elektromechaniki, Budownictwa. Tom II. Lublin, , Garbacz T.(100%): Wybrane właściwości porowanych powłok przewodów elektrycznych otrzymanych w procesie współwytłaczania. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej nr 263, Chemia, z.20, Przetwórstwo tworzyw polimerowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2009, Garbacz T.(100%): Technologia wytwarzania porowanych żył oraz powłok kabli. Czasopismo Techniczne Mechanika 1-M/2009, zeszyt 3, rok 106,Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2009, Garbacz T.(100%): Endotermiczne środki porujące stosowane w procesie wytłaczania. Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją, z. 12, Poznań 2010, Garbacz T.(80%), Klepka T.: Wytłaczanie cienkościennych wytworów porowatych. Przetwórstwo Tworzyw 2010, 4, Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, wykonaniu przeglądu literatury, wspólnym ze współautorem przeprowadzeniu prób technologicznych, opracowaniu wyników badań, wyciągnięciu wniosków

7 15. Garbacz T.(100%): Aspekty stosowania środków porujących w procesie wytłaczania porującego. Postęp w przetwórstwie materiałów polimerowych. Polish Society of Mechanical Engineers and Technicians. Częstochowa 2010, (rozdział w monografii) 16. Garbacz T.(100%): Właściwości oraz struktura fizyczna porowanych powłok cienkościennych z PVC. Przetwórstwo Tworzyw 2011, 3, Garbacz T.(100%): Cellular process of polymer material. Management and control of manufacturing processes. Lubelskie Towarzystwo Naukowe. Lublin 2011, (rozdział w monografii) 18. Garbacz T.(100%): Production and selected properties of porous extruded products. Stific-Practical International Workshop under a Project FP-7 IRSES Results of cooperation between higher education institutions in the project IRSES Lviv Polytechnic National University, Lviv 2013, (rozdział w monografii) 19. Garbacz T.(80%), Dulebova L.: Porophors during the extrusion process. Chemistry and Chemical Technology 2013, 7, 1, Mój indywidualny wkład polegał na merytorycznym opracowaniu planu pracy, zaplanowaniu i wykonaniu wszystkich doświadczeń, interpretacji i dyskusji wyników badań. 20. Garbacz T.(80%), Dulebova L.Krasinsky V.: Effectiveness of cellular injection molding process. Advances in Science and Technology 2013, 8,18, Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, wykonaniu badań oraz prób technologicznych, opracowaniu wyników, wykonaniu wykresów, przedstawienie wniosków. 21. Garbacz T.(70%), Dulebova L., Krasinskyi V., Markovičovà L.: Modernization of technological line for cellular extrusion process. Advances in Science and Technology 2014, 22, 8, Indywidualny wkład habilitanta polegał na zaplanowaniu oraz merytorycznym wespół uczestniczeniu w opracowaniu planu pracy, interpretacji i dyskusji otrzymanych wyników badań a także napisaniu manuskryptu. 22. Garbacz T.(80%), Dulebova L.: Zastosowanie termowizji w ocenie procesu wytłaczania. Przetwórstwo Tworzyw 2014, 6, Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, wykonaniu przeglądu literatury, wspólnym ze współautorem przeprowadzeniu prób technologicznych, opracowaniu wyników badań, wyciągnięciu wniosków. 23. Garbacz T.(85%), Duleba B., Moravskyi V.: Influence of extrusion conditions on efficiency and quality of processed polymer blends.technological and design aspects of extrusion and injection moulding of thermoplastic polymer composites and nanocomposites. Vol. 2, [Red:] Sikora J.W., Greškovič F., Technical University of Košice, 2014, (rozdział w monografii) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, wykonaniu części prób technologicznych oraz badań, opracowaniu wyników, wykonaniu wykresów, rysunków, napisaniu całego manuskryptu

8 24. Garbacz T.(85%), Krasinskyi V., Gerlach H.: Testing of selected sorptive-diffusive properties of extruded polymer composites. Technological and design aspects of extrusion and injection moulding of thermoplastic polymer composites and nanocomposites. Vol. 3; [Red:] Sikora J.W., Greškovič F., Suberlyak O., Politechnika Lubelska, 2015, s (rozdział w monografii) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, wykonaniu części prób technologicznych oraz badań, opracowaniu wyników, wykonaniu wykresów, rysunków, napisaniu całego manuskryptu. 25. Garbacz T.(85%), Dulebova L.: Calibration process and constructions of extrusion calibrators. Key Engineering Materials 2015, 635, Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, wykonaniu części badań oraz prób technologicznych, opracowaniu wyników, wykonaniu wykresów rysunków oraz edycji. 26. Garbacz T.(75%), Jachowicz T.,Gajdos I., Kijewski G: Research on the influence of blowing agent on selected properties of extruded cellular products. Advances in Science and Technology 2015, 9, 28, Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na sformułowaniu koncepcji artykułu, współudział w wykonaniu badań oraz prób technologicznych, opracowanie wyników, przedstawienie wniosków, edycji pracy. Wyniki swoich badań wchodzących w skład jednotematycznego cyklu publikacji zaprezentowałem także na 17 międzynarodowych i krajowych konferencjach naukowych. (Zał. 3. Wykaz opublikowanych prac, Ad.2.4. Publikacje w materiałach konferencyjnych, pozycje: 38, 43-48, 51-53, 55-58, 62-63, 65), zaś nowe rozwiązania materiałowe i technologiczne zawarte zostały w 10 patentach, 2 wzorach przemysłowych i 7 zgłoszeniach patentowym - (Zał. 4. Informacja o osiągnięciach badawczo-rozwojowych, dydaktycznych oraz współpracy krajowej i zagranicznej, Ad Udzielone patenty międzynarodowe i krajowe, zgłoszenia patentowe) oraz w postaci skanowanych dokumentów potwierdzających (Zał. 9A. Dokumenty potwierdzające..., Patenty krajowe i zagraniczne) Omówienie celu naukowego i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich wykorzystania Geneza i cel pracy Intensywny rozwój przetwórstwa tworzyw polimerowych w zakresie nowych materiałów polimerowych, procesów technologicznych oraz konstrukcji urządzeń linii technologicznych stwarza możliwości w zakresie prowadzenia badań naukowych oraz odkrywania nowych obszarów wykorzystania materiałów modyfikowanych przez porowanie, w budownictwie, przemyśle opakowaniowym i motoryzacyjnym. Wzrastające zainteresowanie materiałami - 8 -

9 o strukturze porowatej oraz sposobem ich wytwarzania doprowadziło do powstawania nowych metody przetwórstwa, jakimi są wytłaczanie i wtryskiwanie porujące. Mają one na celu otrzymywanie elementów porowatych, różnych kształtów, zastosowań i właściwości mających zmniejszony ciężar w stosunku do wyrobów litych, bez struktury porowatej. Prowadząc badaniami procesu wytłaczania polietylenu oraz jego modyfikacji w obszarze warstwy wierzchniej, stwierdziłem, że modyfikowanie polietylenu środkami pomocniczymi, między innymi środkami ślizgowymi oraz środkami antystatycznymi wpływa na przebieg procesu wytłaczania właściwości warstwy wierzchniej wytworów (zał. 3, Ad.2.3, poz.7, 12, 15, 35, 37). Moje zainteresowania koncentrowały się również nad możliwościami modyfikacji warstwy wierzchniej kabli, celem zmniejszenia adhezji na powierzchni kabla oraz dalszym rozwojem technologii wytłaczania polietylenu. Obecnie wytwarzane powłoki kabli, muszą odznaczać się dużą wytrzymałością mechaniczną, odpornością na działanie substancji chemicznych, odpornością na niskie temperatury, dobrymi właściwościami izolacyjnymi oraz jednocześnie niskim kosztem wytwarzania. Obniżenie kosztów wytwarzania możliwe jest w zasadzie jedynie poprzez stosowanie nowych materiałów polimerowych oraz zmniejszenie masy wytłoczyny w wyniku procesu porowania. Podjąłem zatem badania naukowe dotyczące przetwórstwa wytworów porowatych i jego efektywności, dotyczących technologii procesu, konstrukcji urządzeń oraz badań właściwości wytworów porowatych, ze szczególnym uwzględnieniem powłok kabli i przewodów różnych typów i zastosowań. W przeciwieństwie do stosowanych dotychczas sposobów wytłaczania porującego metodą porowania fizycznego, prowadzonego za pomocą substancji porujących w postaci gazu lub cieczy niskowrzących, postanowiłem opracować procedurę i podjąć badania naukowe obejmujące wytłaczanie i wtryskiwanie porujące metodą porowania chemicznego. Podstawę podjęcia przeze mnie tej tematyki badawczej stanowiło poznanie nowej wiedzy, oraz potrzeba uzyskania ulepszonych właściwości fizycznych i technologicznych wytworów porowatych. Ważnym utylitarnym efektem uzyskanych wyników badań było określenie możliwości przemysłowego zastosowania wytworów porowatych wytworzonych z tworzyw porowanych, między innymi elementów kabli, rur, kształtowników. W przedstawionym cyklu publikacji [1-26] uzyskałem zależności czynników fizycznych, materiałowych i technologicznych wpływających na przebieg i efektywność opracowanych we własnym zakresie procedur naukowych dotyczących analizy wytwarzania wytworów porowatych, zwłaszcza powłok kabli i przewodów z możliwością ich zastosowania w przemyśle

10 Na tej podstawie określiłem obszar naukowy oraz określiłem, że podstawowym celem badań opisanych w cyklu publikacji było przedstawienie zarówno w aspekcie teoretycznym, jak i utylitarnym zagadnień dotyczących wpływu modyfikacji tworzyw polimerowych wybranymi środkami porującymi na przebieg i efektywność przetwórstwa wytworów porowatych, metodami wytłaczania i wtryskiwania, ich właściwości fizykochemiczne oraz strukturę. Sformułowałem zakres zagadnień obejmujący: Opracowanie ustaleń materiałowych dotyczących tworzyw polimerowych i środków porujących chemicznie oraz możliwości ich efektywnego wykorzystania w przetwórstwie tworzyw polimerowych metodami wytłaczania i wtryskiwania, w zastosowaniach naukowych i przemysłowych. Opracowanie oryginalnej technologii przetwórstwa, w procesach wytłaczania i współwytłaczania, porowatych wytworów z tworzyw termoplastycznych do wytwarzania miedzy innymi powłok kabli, w celu nadania im nowych, pożądanych właściwości. Opracowanie i skonstruowanie głowicy wytłaczarskiej oraz układów kalibrujących do wytłaczania porującego tworzyw polimerowych. Analizę wydajnościową i energetyczną procesu wytwarzania wytworów porowatych z zastosowaniem środków porujących mających endotermiczny i egzotermiczny charakter rozkładu. Ustalenie wpływu stosowanych środków porujących na właściwości fizykochemiczne, użytkowe wytwarzanych wytworów porowatych, między innymi cienkościennych powłok kabli. Określenie cech geometrycznych struktury porów, ich wielkości oraz rozkładu w wytworze przy wykorzystaniu analizy obrazu struktury porowatej tworzyw. Analizę efektywności wytwarzania wytworów porowatych z zawartością środków porujących chemicznie w procesach wytłaczania i wtryskiwania oraz możliwości ich zastosowania przemysłowego. Badania naukowe Na podstawie przeprowadzonej wnikliwej analizy stanu wiedzy oraz przeprowadzonych badaniach rozpoznawczych i próbach technologicznych ustaliłem, że odpowiednie do dalszych realizowanych badań będą środki porujące chemicznie, niestosowane dotychczas

11 w badaniach naukowych przetwórstwa tworzyw w procesach wytłaczania między innymi cienkościennych powłok. Były to środki mające egzotermiczny lub endotermiczny charakter rozkładu oraz środki w postaci mikrosfer (granulatu zawierającego mikrokapsułki gazu). W prowadzonych przeze mnie badań (pozycje 1-26 cyklu publikacji) zastosowałem środki porujące firmy Clariant Masterbatch Division (nazwy własne: Hydrocerol 530, Hydrocerol PLC 751, Hydrocerol BIH 70, Hydrocerol BM 70, Hostatron P 1941, Adcol-blow UP-0XB- X1020, ITP 810), firmy Akzo Nobel (Expancel 950 MB80, Expancel 930 MB120) oraz firmy Ly-TeC GmbH (LyCell-F017). Mają one postać granulatu o ziarnach kulistych lub walcowych oraz średnicy od 1,2 do 3,0 mm w zależności od rodzaju. W celu otrzymania kompozycji polimerowych do dalszych badań okazało się konieczne opracowanie przeze mnie receptury a następnie takich kompozycji z zawartością środków porujących. Do badań efektywności przetwórstwa wytworów porowatych stosowałem sześc tworzyw z grupy poliolefin (PE, PP) oraz sześć rodzajów poli(chlorku winylu), mających zastosowanie w procesach wytłaczania i wtryskiwania oraz specjalistyczne, głównie do wytwarzania powłok polimerowych kabli opisanych w dalszych częściach referatu. Możliwości zastosowania elementów z porowanego polietylenu spowodowały opracowanie przeze mnie technologii wytwarzania porowanych elementów kabli optotelekomunikacyjnymi, zainteresowanie tą tematyką przedsiębiorstw zajmującymi się wytwarzaniem kabli oraz prowadzenie badań naukowych, między innymi w przedsiębiorstwie Tele-Fonika" KFK S.A. w Myślenicach oraz w Ośrodku Techniki Optotelekomunikacyjnej TP S.A. "OTO Lublin w Lublinie. Przy opracowanych przeze mnie warunkach procesu porowania oraz wytłaczania polietylenu wytworzyłem między innymi wewnętrzne elementy wypełniające kabli optotelekomunikacyjnych, to jest pretów o średnicy 2,40 ±0,01 mm. Na podstawie przeprowadzonych prób technologicznych oraz badań właściwości fizykalnych oraz użytkowych, przedstawionych w publikacjach [1, 3, 10] ustaliłem metodę porowania polietylenu substancjami o rozkładzie endotermicznym, rodzaje oraz ilość stosowanych w procesie wytłaczania środków porujących. Ważnym aspektem było określenie sposobu wprowadzania substancji porującej do modyfikowanych tworzyw, w związku z powyższym uznałem, że w badaniach zastosuje środki porujące w których nośnikiem jest polietylen. Środki porujące w zakresie 02 0,4% mas. wprowadzałem do danych tworzyw w procesie mieszania bezpośrednio w układzie uplastyczniającym lub mieszałem mechanicznie przed wprowadzeniem tworzywa do wytłaczarki. Zdobyta wiedza, poznanie aspektów materiałowych wytłaczania porującego polietylenu, podczas badań naukowych nad otrzymywaniem wytworów porowatych kabli

12 optotelekomunikacyjnych, pozwoliło na odpowiednie prognozowanie możliwości zastosowania procesu porowania przy przetwórstwie powłok zewnętrznych kabli. Efektem tego było, wspólne z przedsiębiorstwem "Manex" Sp. z o.o. z Krakowa, napisanie przeze mnie wniosku projektowego oraz realizacja projektu celowego (Ministerstwo Nauki i Informatyzacji) pt. "Opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania kabli o nowych powłokach polimerowych". Efektem prac naukowych, w których byłem głównym wykonawcą badań stosowanych i prac rozwojowych ze strony Politechniki Lubelskiej było opracowanie i wdrożenie do produkcji "Technologii wytwarzania kabli o nowych powłokach polimerowych". W badaniach tych wykazałem, że intensywność porowania, wydajność procesu wytłaczania, geometria wytworu porowanego zależą od wielu czynników materiałowych, konstrukcyjnych, technologicznych procesu. Wyniki badań wykorzystałem również do identyfikacji struktury porowatej, struktury poszczególnych warstw powstałych podczas wytwarzania zewnętrznych powłok kabli. Wyniki badań uzyskane podczas wytwarzania powłok kabli elektrycznych typu OWY, OMY przedstawiłem w publikacji nr 3 oraz w materiałach cyklicznych konferencji międzynarodowych "Polymer Processing Society" w latach Moje dotychczasowe osiągnięcia naukowo-badawcze spowodowały, że opracowany przeze mnie wniosek badawczy, dotyczący badań wytłaczania porującego polietylenu, uzyskał finansowanie przez Komitetu Badań Naukowych. Badania te realizowałem w ramach kierowanego przeze mnie projektu własnego KBN nr 3T 08E , pt. "Wytłaczanie oraz właściwości wytworów z polietylenu zawierającego środki porujące", realizowanego w latach Przeprowadziłem dokładne analizy i badania dotyczące efektywności prowadzenia procesu wytłaczania porujacego i badania cech wytłoczyn porowatych. W publikacjach [1, 3] będących efektem realizacji projektu oraz pracach opublikowanych w materiałach konferencji polskich i zagranicznych (Zał. 4. Ad Aktywny udział w międzynarodowych i krajowych konferencjach naukowych, pozycje 2-5, 41-42, 44-46) ustaliłem, że dobór odpowiednich substancji porujących wpływa na warunki determinujące efektywność przebiegu procesu przetwórstwa, właściwości fizykochemiczne wytworów warunkujące otrzymanie wytworów porowatych o założonych właściwościach m. in. mniejszym ciężarze, twardości, zmodyfikowanej strukturze geometrycznej

13 Następnym etapem moich prac naukowych były badania efektywności wytłaczania porującego poli(chlorku winylu). Nawiązana współpraca z zakładami wytwarzającymi kable energetyczne rożnych typów i zastosowań pozwoliła mi na poszerzenie możliwości prowadzenia moich badań naukowych i odniesienia uzyskanych wyników do efektywnego prowadzenia procesu porowania w warunkach przemysłowych. Badania procesów porowania cienkościennych powłok z poli(chlorku winylu) było uwarunkowane określeniem nowych niestosowanych dotychczas w technice wytwarzania kabli substancji porujących, opracowania elementów linii technologicznej, nowych warunków porowania poli(chlorku winylu) w procesie wytłaczania powlekającego. Podjąłem zatem współpracę z firmami produkującymi kable elektryczne mające powłoki z tworzyw poliwinylowych, to jest zakładem Produkcji Przewodów Elektrycznych Eltrim w Ruszkowie oraz Fabryką Kabli Elpar w Parczewie. Ustaliłem, że w prowadzonych badaniach porowania cienkościennych powłok kabli z poli(chlorku winylu) określę możliwości efektywnego zastosowania substancji porujących o działaniu endotermicznym oraz o działaniu egzotermicznym. Wcześniejsze doświadczenia zdobyte podczas badań porowanego polietylenu [1, 3] oraz przeprowadzone badania wytłaczania poli(chlorku winylu) pozwoliły mi na opracowanie składu substancji porujących efektywnych materiałowo, wydajnościowo jak również efektywnych dla otrzymania powłok kabli o założonych właściwościach fizykochemicznych i użytkowych. Na potrzeby badań naukowych cienkościennych powłok kabli opracowałem i wykonałem specjalne urządzenie kalibrujące, niezbędne w przypadku prowadzonych badań wytwarzania powłok kabli płaskich [2, 9]. Przeprowadzony przegląd oraz analiza metod kalibrowania, rozwiązań konstrukcyjnych kalibratorów oraz zastosowania poszczególnych rozwiązań w procesach wytłaczania wyrobów z tworzyw termoplastycznych pozwoliło mi na stwierdzenie, że konstrukcją kalibratora spełniającą wymagania dotyczące wytwarzanych wytworów porowanych jest konstrukcja kalibratora próżniowo ciśnieniowego. Konstrukcja, zaprojektowanego, wykonanego oraz opatentowanego, nowego kalibratora ma budowę dwuczęściową, blokową. Obie części kalibratora mają wymienne wkładki formujące przystosowane do kształtu wytwarzanego kabla, co przedstawiłem w publikacjach [ 2, 9, 15]. W badaniach naukowych wytwarzania wytworów porowatych stosowałem wymagania jakościowe, ekonomiczne, energetyczne obowiązujące w produkcji, co pozwoliło odnieść wyniki moich badań do zastosowań praktycznych, nie tylko w skali laboratoryjnej

14 Na podstawie wykonanych badań ustaliłem metodami naukowymi i przedstawiłem w publikacjach naukowych [2, 11, 18], że Stwierdziłem i że modyfikowanie poli(chlorku winylu) substancjami porującymi wpływa na efektywność wydajnościową i energetyczną procesu przetwórstwa. Stwierdziłem również, że wytworzone powłoki kabli mają budowę strefową, składającą się z warstw o strukturze porowatej oraz warstw o strukturze litej. W zakresie zmian właściwości strukturalnych, wpływ ten jest charakteryzowany przez chropowatość powierzchni warstwy wierzchniej powłoki modyfikowanej, stopień sporowacenia, udział sporowacenia w poszczególnych obszarach powłoki. W zakresie czynników fizykalnych, określających właściwości wytłoczyny, wpływ ten jest determinowany między innymi zmianą wskaźnika szybkości płynięcia, gęstości, chłonności, twardości, właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu, uniepalnieniu powłoki. Kolejnym etapem moich badań naukowych było określenie możliwości wytwarzania oraz badań właściwości i struktury powłok cienkościennych o grubości w zakresie 0,1-2,0 mm wytwarzanych metodami wytłaczania i współwytłaczania. Prace te prowadziłem w ramach przyznanego mi projektu badawczego własnego, finansowanych przez MNiSW, nr N N , pt." Badania efektywności wytwarzania cienkościennych wytworów porowatych z tworzyw" realizowanego w latach Ze względu na charakter prac naukowych, dotyczący możliwości wytwarzania cienkościennych wytworów porowatych zainteresowałem moimi pracami przedsiębiorstwo "Betafence" w Kotlarnii, zajmujące się wytwarzaniem powłok na elementach stalowych drutu, stosowanego do wytwarzania miedzy innymi siatek ogrodzeniowych oraz przedsiębiorstwo NKT Cables S.A. w Warszowicach zajmujące się wytwarzaniem kabli rożnych typów i zastosowań. Badania technologiczne procesu wytłaczania porującego powłok cienkościennych również prowadziłem w warunkach przemysłowych, stosując tworzywa poliwinylowe, różnych rodzajów w zależności od przeznaczenia wytwarzanych powłok. Ze względu na charakter wytwarzanych powłok, mających grubość w zakresie 0,1-0,4 mm, w badaniach zastosowałem środki o endotermicznym charakterze rozkładu, mające postać granulatu oraz mikrosfer (mikrokapsułek zawierających gaz). Były to środki nie stosowane dotychczas w procesie wytłaczania poli(chlorku winylu). Przykład badań naukowych oraz wyników utylitarnych, prowadzonych prac przedstawiłem poniżej. Podczas badań procesu wytłaczania powłoki żyły przewodu elektrycznego, zaprezentowanego w publikacjach [4, 10, 11], wytworzyłem żyły przewodu

15 elektrycznego o symbolu YDY 450/750V 1,5 mm 2. Są to żyły o powłoce trójwarstwowej z PVC. Warstwa zewnętrzna oraz wewnętrzna powłoki są wykonane z tworzywa litego, zaś warstwa środkowa jest wytworzona z PVC porowanego. Grubość poszczególnych warstw wynosi odpowiednio: 1 0,2 mm, 2-0,37 mm, 3 0,1 mm. Na podstawie porównania matematycznego określiłem, że grubość warstwy litej stanowi w przybliżeniu 40 % grubości całej powłoki, a procesowi porowania ulega pozostałe 60 % powłoki. W wyniku przeprowadzonego procesu wytwarzania powłok zewnętrznych drutu stalowego, stosowanego do produkcji siatki ogrodzeniowej, otrzymałem powleczony drut mający powłokę zewnętrzną z litą powierzchnią zewnętrzną oraz porowatym rdzeniem. Był to drut o powłoce jednowarstwowej, średnicy zewnętrznej 2,60 mm i grubości powłoki 0,60 0,70 mm, opisany w publikacjach [13, 14, 15]. Wytworzyłem także drut o powłoce dwuwarstwowej, mającej warstwę wewnętrzną porowatą oraz warstwę zewnętrzną litą, charakteryzujący się średnicą zewnętrzną 3,80 mm i grubości powłoki 0,70 0,80 mm, zgodnej z odpowiednimi normami branżowymi. Stwierdziłem, co zastało przedstawione w publikacjach [ 4, 10, 11, 13, 14, 15, 17] na podstawie otrzymanych wyników badań właściwości fizykochemicznych, badań mikroskopowych struktury powłoki, że przypadku powłoki zawierającej 0,2% środka porującego otrzymana wartość stopnia sporowacenia jest niewystarczająca. Powstały zaś rozrzut porów w powłoce jest spowodowany nierównomiernym dozowaniem tak bardzo małej ilości środka porującego. W przypadku powłok, w których dozowano środek porujący w ilości 0,6% i więcej otrzymane wartości stopnia sporowacenia do 50% są bardzo dobre, zważywszy szczególnie na grubość poszczególnych warstw powłoki. Okazało się również, że zawartość masowa środka porujacego w ilości od 1,0% powoduje powstanie widocznych anomalii wytworzonych powłok. Następuje widoczna zmiana barwy i połysku warstwy wierzchniej, widoczna jest zwiększona chropowatość i nieciągłość powłoki. Analiza oraz uzyskane przeze mnie wyliczenia oszczędności energetycznych w linii technologicznej umożliwiają stwierdzenie, że stosowanie w procesie współwytłaczania powlekającego środka porującego w ilości od 0,4 do 0,5 % masowych pozwala otrzymać wyroby w postaci powleczonego drutu lub żyły przewodu elektrycznego, spełniające wymagania odpowiednich norm związanych, których koszt wytworzenia jest korzystny ekonomicznie, Następny etap moich badań naukowych dotyczył efektywności procesu współwytłaczania cienkościennych wytworów porowatych o grubości do 2,0 mmm, których wyniki opisałem

16 w pracach [5, 7, 12, 16, 17]. Dzięki uprzejmości i współpracy przedsiębiorstw NKT Cables S.A. oraz "Manex" Sp. z o.o. w Krakowie wyniki moich badań mogłem odnieść do zastosowań praktycznych oraz je zweryfikować podczas wytwarzania powłok kabli elektrycznych, przy wykorzystaniu przemysłowych linii technologicznych oraz wymagań obowiązujących w produkcji. Badania naukowe prowadziłem przy wykorzystaniu linii współwytłaczania powłok, w skład której wchodziły trzy wytłaczarki, o średnicy ślimaka 120 mm każda oraz wydajności wytwarzania powłoki kabla do 2 km na minutę. Wytwarzałem kable wielożyłowe z powłoką porowaną jedno oraz dwuwarstwową o grubości od 1,1 do 1,3 mm [prace naukowe 5, 13]. Badania naukowe, prowadzone w przedsiębiorstwie "Manex" Sp. z o.o., dotyczyły efektywności przetwórstwa powłok porowanych do wytwarzania kabli samochodowych. Uzyskane wyniki badań, wytworzonego kabla samochodowego typu LgY-S, zamieszczone w publikacjach [7, 16, 18] pozwoliły mi na opracowanie ustaleń dotyczących wydajności procesu, bilansu energetycznego, zużycia energii elektrycznej w linii produkcyjnej od rodzaju modyfikacji materiałowej tworzywa przetwarzanego. Na podstawie wyników badań właściwości fizykalnych oraz użytkowych, struktury makroskopowej wytworów porowatych określiłem optymalne ustalenia materiałowe i technologicznych, w celu wytwarzania wytworów porowanych o wymaganych pożądanych właściwościach. Podsumowując tę część badań dotyczącą efektywności wytwarzania cienkościennych wytworów porowatych z tworzyw, ustaliłem następujące zależności. Podczas procesu wytłaczania porującego, w całym zakresie wzrastającej szybkości obrotowej ślimaka oraz zwiększania dozowania środka porującego, w dużym stopniu wzrasta natężenie przepływu tworzywa z głowicy wytłaczarskiej. Intensywność tę dodatkowo wzmaga zwiększanie szybkości obrotowej ślimaka. Ustaliłem, że wprowadzenie środka porującego do tworzywa wpływa znacząco na zjawiska cieplne wstępujące w procesie wytłaczania, zwłaszcza podczas przepływu tworzywa w kanałach głowicy oraz ochładzania wytłoczyny bezpośrednio za głowicą, co można z dużym prawdopodobieństwem przypisać efektowi endotermicznemu towarzyszącemu rozkładowi poroforu przypadającemu w głowicy wytłaczarskiej. Należy wreszcie zauważyć, że rozważając zmianę temperatury wytłoczyny porowatej otrzymaną na podstawie badań termowizyjnych należy wziąć pod uwagę jej pojemność cieplną. Część ciepła dostarczonego środkowi porującemu w tworzywie, zostaje zużyta na zmianę energii wewnętrznej oraz na pracę jaka zostaje wykonana podczas tworzenia i rozszerzania się porów. Powiększa się także szybkość ochładzania wytłoczyny

17 wraz ze zwiększaniem dozowania środka porującego, będąca skutkiem zmniejszania różnicy temperatury pomiędzy wytłoczyną, a otaczającym ośrodkiem oraz zmniejszenia gęstości tworzywa [7, 17, 18, 26]. Stwierdziłem, że na wytrzymałość mechaniczną tworzywa wpływa także kształt, usytuowanie oraz sposób powiązania makrocząsteczek. Tworzywa o makrocząsteczkach liniowych i łańcuchach zbliżonych do siebie wskutek krystalizacji lub orientacji, wykazują większą wytrzymałość od tworzyw porowatych, w których następuje zmniejszenie sił oddziaływań międzycząsteczkowych. Uzyskałem również wytwory porowate charakteryzujące się uniepalnieniem oraz chłonnością substancji ciekłych porównywalnymi do właściwości wytworów wytworzonych z tworzyw litych, nie porowanych, co zostało przedstawione w publikacjach [7, 11, 21]. Interpretując wpływ procesu porowania na strukturę geometryczną powierzchni stwierdziłem, że struktura ta, określona za pomocą parametrów chropowatości, jest związana miedzy innymi z dyfuzją związków chemicznych środka porującego na powierzchnię wytworu. Z tego głównie powodu chropowatość powierzchni wytworu porowatego jest większa niż wytworu niemodyfikowanego środkiem porującym, w porównywalnych warunkach procesu wytłaczania, niezależnie od ochładzania oraz kalibrowania wytworu [15, 18, 19]. Na podstawie oceny struktury mikroskopowej wytworów porowatych, badań rozmiaru, rozkładu oraz udziału powierzchniowego porów, ustaliłem, że zastosowanie układu porującego o egzotermicznej charakterystyce rozkładu powoduje wytworzenie struktury o większej ilości porów, większym stopniu sporowacenia. Związane jest to z charakterem działania tego rodzaju środków, przez co porowane nimi wytwory mają często nieregularną strukturę porowatą. W przypadku wytworów porowanych, przy wykorzystaniu środków porujących z endotermicznym charakterem rozkładu, wytwarzanie gazu podczas przetwórstwa kończy się po zakończeniu dopływu energii, zaś uzyskana struktura porowata jest regularna, pory mają kształt kulisty lub zbliżony. Na podstawie otrzymanych rezultatów badań stopnia sporowacenia, określającego ilość fazy gazowej w wytworze porowatym i określającym jednocześnie obniżenie gęstości wytworu, że korzystna zawartość środka porującego w tworzywie powinna wynosić 0,6 0,8% masowych, co skutkuje zmniejszeniem gęstości aż do około 40%. Moje zainteresowanie naukowe dotyczące wytwarzania wytworów porowanych oraz wiedza naukowa uzyskana podczas badań procesu wytłaczania porującego

18 spowodowały, że podjąłem badania naukowe dotyczące wykorzystania stosowanych dotychczas tworzyw polimerowych oraz środków porujących także do procesu wtryskiwania tworzyw. Tematykę tę kontynuowałem podczas badań dotyczących wtryskiwania porujacego poliolefin oraz poli(chlorku winylu), celem określenia efektywności materiałowej i technologicznej procesu oraz ustalenia wpływu oddziaływania procesu porowania na właściwości wytworów wtryskiwanych. Mój udział w projekcie międzynarodowym, (Co- ExIn FP7-PEOPLE-2010-IRSES, pt. Technological and design aspects of extrusion and injection moulding of thermoplastic polymer composites and nanocomposites ). udziałowi w projekcie międzynarodowym "Co-ExIn-IRSES" umożliwił mi prowadzenie badań naukowych dotyczących wtryskiwania porującego w ośrodkach naukowych Politechniki Lwowskiej (National University Lvivska Polytechnika", Ukraina) oraz Uniwersytetu Technicznego w Koszycach ((Technická univerzita v Košiciach, Strojnícka Fakulta, Słowacja). W badaniach procesu wtryskiwania porującego zastosowałem, w celu porównania wybranych właściwości wytworów porowatych, środki porujące chemicznie, stosowanych w procesach wytłaczania porującego. W pracach naukowych [6, 8, 20] opisałem właściwości wyprasek wtryskowych wytwarzanych z kompozycji polimerowych przy zmiennych warunkach technologicznych wtryskiwania porującego. Podsumowując tę część badań należy nadmienić, że gwałtowny egzotermiczny przebieg reakcji porowania jest źródłem nierównomiernego zestalania tworzywa we fragmentach wypraski o największej grubości. Analiza parametrów procesu technologicznego jest szczególnie istotna w przypadku czasu chłodzenia wyprasek porowanych w formie wtryskowej. Zbyt krótki czas chłodzenia powoduje w efekcie deformacje wymiarowe i kształtowe wyprasek, wynikające z przebiegającego gwałtownego porowania w masie tworzywa. Innym aspektem moich badań było zastosowanie środka porującego w postaci proszku do modyfikacji poliamidu. W opublikowanych badaniach wykazałem, że użycie środków porujących w procesie wtryskiwania zredukować czas cyklu wtryskiwania przy zachowaniu dobrej dokładności wymiarowej wyprasek. Na podstawie analizy wyników badań stopnia sporowacenia, komputerowej analizy obrazu struktury porowatej oraz badań mikroskopowych struktury stwierdziłem, że porowanie w procesie wtryskiwania, przy zastosowaniu środków porujących chemicznie jest efektywne technologicznie i korzystne materiałowo. Moje badania naukowe dotyczące efektywności przetwórstwa tworzyw porowatych realizowałem również przy współpracy z naukowcami z zagranicznych ośrodków akademickich. Badania wytwarzania wytworów porowatych, opisane w publikacjach [19-25],

19 były prowadzone w laboratoriach Politechniki Lwowskiej, Uniwersytetu Technicznego w Koszycach oraz Politechniki Lubelskiej. W ramach konstrukcji linii technologicznej wytłaczania porującego znajdującej się w laboratorium Katedry Procesów Polimerowych, Politechniki Lubelskiej, zaprojektowałem, a następnie wykonałem, głowicę do wytłaczania porującego, zaprezentowaną w pracach [21, 22, 24, 25]. W wykonanej konstrukcji głowicy zastosowałem wymiary oraz kształt kanałów przepływowych dostosowane do procesu porowania tworzyw. Stwierdziłem, na podstawie badań własnych, że przekroje poprzeczne kanałów głowicy wytłaczarskiej powinny być stosunkowo duże, aby nie następował w nich znaczny spadek ciśnienia tworzywa, a dysza stosunkowo krótka z dużym spadkiem ciśnienia. Zastosowanie wymiennych dysz głowicy pozwoliło mi na wytwarzanie kształtowników symetrycznych o założonym kształcie. Zaprojektowałem oraz wykonałem również kalibrator wytłaczarski, przystosowany do wykonanej głowicy, opisany w publikacjach [24, 25]. Obie, składane części kalibratora mają wymienne wkładki formujące przystosowane do kształtu wytwarzanego wytworu, w zależności od kształtu dyszy głowicy wytłaczarskiej. Na potrzeby badań strukturalnych wykonałem autorskie stanowisko wizualizacji i analizy obrazu struktury porowatej, przedstawione w publikacjach [7, 8, 20, 23, 26]. Stanowisko badawcze składało się między innymi z kamery cyfrowej, układów optycznych oraz oprogramowania komputerowego umożliwiającego ilościowe oraz jakościowe określenie cech geometrycznych powstałych porów, ich rozkładu, rozmiarów, kształtu oraz cech w przekroju poprzecznym i wzdłużnym wytworu porowatego. Wyniki moich badań naukowych które zostały przedstawione w jednotematycznym cyklu 26 publikacji, będących podstawą do ubiegania się przeze mnie uzyskania stopnia doktora habilitowanego nauk technicznych, prezentowałem także na międzynarodowych i krajowych konferencjach naukowych (Zał. 3. Wykaz opublikowanych prac, Ad.2.4. Publikacje w materiałach konferencyjnych, pozycje: 23, 28-33, 36-38, 40-43, 47-48, 50). Moje autorskie rozwiązania materiałowe i technologiczne z zakresu efektywności przetwórstwa wytworów porowatych zostały zgłoszone do opatentowania, a w efekcie uzyskałem patenty na wynalazki szczegółowo opisane w załączniku 4. Wiele z tych wynalazków zostało zrealizowanych w praktyce, co przedstawiłem na zamieszczonych zdjęciach

20 Przykłady realizacji uzyskanych patentów, wzorów przemysłowych Rys. 1. Wygląd przekroju poprzecznego elementu kabla optotelekomunikacyjnego wytwarzanego w przedsiębiorstwie KFK "Telefonika" S.A. oraz kształtownika porowatego (Politechnika Lubelska) (Sposób modyfikowania układu materiałowego. Patent polski nr , Termoplastyczna powłoka wielostrefowa. Patent nr Sposób wytwarzania powłoki polimerowej. Patent nr ). Rys. 2. Wygląd wytwarzanego kabla wraz z urządzeniem kalibrującym kabla YDYp 3x1,5 mm 2 oraz przekrój poprzeczny wytworzonej powłoki porowatej, przedsiębiorstwo "Zakład produkcji kabli Eltrim" (Termoplastyczna powłoka wielostrefowa. Patent polski nr Sposób wytwarzania powłoki polimerowej. Patent polski nr , Urządzenie stabilizujące. Patent polski nr ). Rys. 3. Fragment wytworzonego kabla typu OWY, 3x1,5 mm 2 oraz powłoki kabla LgY-S, wykonanego w przedsiębiorstwie " Manex" Sp. z o.o. (Kabel elektryczny. Patent polski nr , Cienkościenna powłoka porowata. Patent polski nr )

21 Rys. 4. Wygląd wytwarzanej żyły przewodu elektrycznego wykonanej w przedsiębiorstwie NKT Cables S.A. oraz jej obrazu mikroskopowego w przekroju poprzecznym (Termoplastyczna powłoka wielostrefowa. Patent polski nr , Cienkościenna powłoka porowata. Patent polski nr ). Rys.5. Wygląd wytworzonej powłoki dwuwarstwowej kabla typu YDY 2x1,5 mm2 w przekroju poprzecznym oraz przykład wytwarzanego kabla w przedsiębiorstwie NKT Cables S.A. (Kabel elektryczny. Patent polski nr , Sposób wytwarzania powłoki polimerowej. Patent polski nr , Cienkościenna powłoka porowata. Patent polski nr ) Rys. 6. Wygląd powłoki dwuwarstwowej siatki ogrodzeniowej wytworzonej w przedsiębiorstwie Betafences Sp. z o.o. (Termoplastyczna powłoka wielostrefowa. Patent polski nr , Sposób wytwarzania powłoki polimerowej. Patent polski nr , Siatka ogrodzeniowa oczkowa. Wzór przemysłowy nr 13203)

22 Rys. 7. Wygląd wykonanej głowicy wytłaczarskiej z wymiennymi dyszami do wytwarzania kształtowników porowatych (Politechnika Lubelska) (Sposób modyfikowania układu materiałowego. Patent polski nr , Sposób wytwarzania powłoki polimerowej. Patent polski nr ). Rys. 8. Wygląd wykonanego urządzenia kalibrującego oraz przykład jego zastosowania podczas wytwarzania taśmy porowanej (Politechnika Lubelska) (Urządzenie stabilizujące. Patent polski nr , Sposób modyfikowania układu materiałowego. Patent polski nr ). Rys. 9. Wytworzone żetony porowate (Politechnika Lubelska) (Żeton reklamowy. Wzór przemysłowy nr Sposób wytwarzania żetonu reklamowego porowanego, Patent polski nr )

23 Podsumowanie i wnioski Przedstawione studium efektywności przetwórstwa wytworów porowatych oraz wyniki dużej liczby badań określających wpływ poszczególnych czynników na przebieg procesów wytwarzania oraz właściwości wytworów stanowi autorski wkład w rozwój przetwórstwa tworzyw polimerowych. Głównym celem naukowym prowadzonych przeze mnie prac było przedstawienie zarówno w aspekcie teoretycznym, jak i utylitarnym zagadnień dotyczących wpływu modyfikacji tworzyw polimerowych wybranymi środkami porującymi na przebieg i efektywność przetwórstwa wytworów porowatych, ich właściwości fizykochemiczych oraz struktury. Dalszym celem moich badań było otrzymanie wytworów porowatych o zmodyfikowanych właściwościach fizycznych i użytkowych, odpowiednich cechach geometrycznych, jak również spełniających wymagania przemysłowe. Cele te osiągnąłem dzięki badaniom doświadczalnym procesu wytłaczania i wtryskiwania porującego oraz badaniom doświadczalnym wybranych właściwości i cech wytworów porowatych. Opracowałem i wykonałem ustalenia materiałowe dotyczące doboru tworzyw polimerowych oraz środków porujących do ich modyfikacji, mających endotermiczny oraz egzotermiczny charakter rozkładu, do wykorzystania w badaniach naukowych jak i w zastosowaniach przemysłowych. Opracowałem oryginalną technologię otrzymywania oraz przetwórstwa porowanych cienkościennych wytworów z tworzyw termoplastycznych. Przygotowałem bazę teoretyczną do dalszych badań w obszarze teorii wytłaczania i wtryskiwania porującego nowoczesnych kompozycji polimerowych. Przeprowadziłem obliczenia i ustalenia prowadzące do modernizacji linii technologicznej wytłaczania poprzez zmiany konstrukcyjne stosowanych urządzeń. Opracowałem koncepcje oraz wykonałem autorskie narzędzie - głowicę do wytłaczania porującego oraz autorski, opatentowany, układ kalibrujący w procesie wytłaczania porującego. Zrealizowane za pomocą, mojego autorskiego, stanowiska badawczego analizy obrazu struktury porowatej tworzyw, badania pozwoliły mi na określenie cech geometrycznych struktury porów, ich wielkości oraz rozkładu w wytworze i poznaniu wpływu modyfikacji tworzyw środkami porującymi na właściwości fizykalne wytworów

24 Ustaliłem i dobrałem nowe, niestosowane dotychczas w skali przemysłowej warunki procesu wytłaczania porującego, co pozwoliło na uzyskanie wytworów o litej powierzchni zewnętrznej oraz porowatym rdzeniu w postaci taśmy, rur oraz powłok kabli i przewodów. Wyniki przeprowadzonych prac oraz ustaleń w formie artykułów opublikowałem w czasopismach polskich i zagranicznych stanowiących cykl 26 publikacji. Wyniki badań prezentowałem również, aktywnie uczestnicząc, w konferencjach krajowych i międzynarodowych na których opublikowano 17 moich prac. W trakcie prowadzonych badań opracowałem i zostałem współtwórcą 10 patentów, w tym 2 zagranicznych oraz uzyskałem 2 wzory przemysłowe i złożyłem 7 zgłoszeń patentowych związanych z tematyką wytwarzania wytworów porowanych z tworzyw termoplastycznych. Wyniki prac własnych o charakterze teoretycznym, technologicznym i metodycznym zaprezentowane w opublikowanych pracach naukowych pozwalają na sformułowanie następujących wniosków: 1. Modyfikacja tworzyw polimerowych, z grupy poliolefin oraz poli(chlorku winylu) środkami porującymi chemicznie, przy uwzględnieniu ich zawartości w tworzywie, ma wyraźny wpływ na przebieg i efektywność procesu wytłaczania i wtryskiwania porującego. Umożliwia wytwarzanie wytworów porowatych, uwzględniając warunki charakteryzujące proces oraz właściwości i strukturę otrzymanych wytworów porowatych. 2. Opracowane ustalenia materiałowe pozwoliły mi na stwierdzenie, że środek porujący dobiera się odpowiednio do rodzaju tworzywa oraz oczekiwanych właściwości wytworów porowatych. Takie wymagania, w przypadku wytwarzania cienkościennych wytworów metodą wytłaczania oraz wytworów wtryskiwanych, spełnia grupa chemicznych środków porujących charakteryzujących się egzotermicznym lub endotermicznym procesem rozkładu, podczas procesu przetwórstwa. 3. Rodzaje oraz ilości stosowanych w badaniach środków porujących była tak dobrana, że przy założonych warunkach procesu wytłaczania i wtryskiwania, otrzymano wytwory mające litą powierzchnię zewnętrzną oraz porowaty rdzeń, lub mające strukturę porowatą w całej objętości, o stopniu sporowacenia prawie do 50 %, najmniejszym przy powierzchni, a największym w środku wytworu zgodnie z oczekiwaniami