Publikācijas
Raksti starptautiski citējamās datu bāzēs (SCOPUS, Web of Science)
12. Gluhih S., Kovalov A., Tishkunov A., Akishin P., Chate A., Auzinsh E., Kalninsh M. The Elastic modulus of polymer materials identification by using thin walled cylindrical specimens. Mechanics of Composite Materials, in print
13. J. Bitenieks, R. Merijs Meri, J. Zicans, T. Ivanova, C. Vasile, V.E.Musteata. Styrene-acrylate / CNT nanocomposites: structure and selected exploitation properties, Proceedings of Estonian Academy of Sciences, (7 pages), in print
14. E. Auzins, S. Gluhih, N. Jelinska, D. Cerpakovska, M. Kalnins, Determination of stress - strain characteristics of thin polymer films on cylindrical specimens, Proceedings of Estonian Academy of Sciences, (6 pages), in print
15. I. Reinholds, V. Kalkis, R. Merijs Meri, I. Elksnite, J. Zicans. Thermosetting materials based on radiation cross-linked polypropylene in the presence of bisphenol-a dimethacrylate. Polymer Bulletin (submitted)
Raksti citos recenzējamos zinātniskajos izdevumos
16. I. Reinholds, V. Kalkis, R.D. Maksimovs, G. Kizane, J. Zicans, R. Merijs-Meri. The effect of electron beam irradiation and high intensity magnetic field on deformation properties of polymer composite materials. Journal of Chemistry and Chemical Engineering (submitted)
19. I. Reinholds, V. Kalkis, J. Zicans, R. Merijs Meri, I. Elksnite. Thermomechanical and deformation properties of electron beam modified polypropylene copolymer grafted with acrylic monomer. Scientific Journal of Riga Technical University. Series 1: Materials Science and Applied Chemistry. (submitted)
20. Akishins A., Kovalovs A., Barkanovs E. Non-destructive technique for determination of elastic material properties. Scientific Journal of Riga Technical University: Architecture and Construction Science (2), Volume 12. – Riga: RTU, 2011
Patenti
International Patent WO 2011/071355 A1; Inventors Zavickis, Juris; Knite, Maris; Podins, Gatis; Flexible pressure sensor element and method for manufacturing the same, 16 June 2011. (publicēts http://www.sumobrain.com/patents/wipo/Flexible-pressure-sensor-element-method/WO2011071355.html )
Konferenču tēzes
1. J.Zavickis, M.Knite, A.Mrzel, K.Ozols, V.Teteris, V.Tupureina, A.Solovjovs, A.Linarts, G.Malefan, Conductivity percolation investigation of polymer/nanostructured conductive filler composites with sensing properties, Abstracts of 3rd Composites of Inorganic Nanotubes & Polymers Topical Meeting, Sestriere, Italy, 2nd – 3rd of March 2011, 35
2. G.Sakale, M.Knite, V.Teteris, J.Zavickis, I.Aulika, P.Civera, D.Demarchi, Complex method for describing polyisoprene/conductive nanotube composite gas sensing properties, Abstracts of 3rd Composites of Inorganic Nanotubes & Polymers Topical Meeting, Sestriere, Italy, 2nd – 3rd of March 2011, 65
10. M.Knite, L.Dolgov, K.Ozols, G.Sakale, J. Zavickis, R.Orlovs, Effect of carbon nanoparticle agglomeration on properties of conductive and sensitive polyisoprene nanocomposites, Abstracts E-MRS 2011 Spring Meeting, Nice, France, May 10-12, 2011, Symposium C 18 65
11. Gita Sakale, Maris Knite, Marika Novada, Elina Liepa, Santa Stepiņa, Atmosphere control by chemoresistive polymer composites, Abstracts of 8th International Conference on informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO 2011), July 28-31, 2011, Noordwijkerthout, The Netherlands, p 52
12. Elina Liepa, Gita Sakale, maris Knite, Velta Tupureina, attempts to improve polyvinilacetate-nanostructured carbon composite sensitivity to ethanol vapour, 52nd Int. Scientific Conference of Riga Technical University, October 13-15, 2011, Riga, Latvia, p 85
13. Artis Linarts, Juris Zavickis, Maris Knite, Soft piezoresistive pressure sensor carpet concept, 52nd Int. Scientific Conference of Riga Technical University, October 13-15, 2011, Riga, Latvia, p 86
14. Gita Sakale, Maris Knite, Evolution of polyisoprene-nanostructured carbon composite structure and properties during vulcanization, 52nd Int. Scientific Conference of Riga Technical University, October 13-15, 2011, Riga, Latvia, p 88
15. Santa Stepina, Gita Sakale, Maris Knite, Evaluation of polymer – nanostructured carbon composites response to chemical stimuli, 52nd Int. Scientific Conference of Riga Technical University, October 13-15, 2011, Riga, Latvia, p 89
16. Juris Zavickis, Alvars Kjapsna, Artis Linarts, Maris Knite, Nanostructured carbon black filled polyisoprene composite for pressure sensing, 52nd Int. Scientific Conference of Riga Technical University, October 13-15, 2011, Riga, Latvia, p 90
17. Māris Knite, Juris Zavickis, Gita Šakale, Kaspars Ozols, Velta Tupureina, Polimēru un elektrovadošu nanostruktūru kompozīti pielietojumam sensoros:izstrāde un īpašības, Apvienotais pasaules latviešu zinātnieku III un Letonikas IV congress, sekcijas “Tehniskās zinātnes” tēžu krājums, Rīga, 2011. gada 24.-27. oktobris, 129. lpp.
18. Juris Zavickis, Māris Knite, Velta Tupureina, Artis Linarts, Alvars Kjapsņa, Superelastīgi spiedienjutīgi šķērssaistīti nanokompozīti – iegūšana, īpašību izpēte un prktisks pilietojums, Apvienotais pasaules latviešu zinātnieku III un Letonikas IV congress, sekcijas “Tehniskās zinātnes” tēžu krājums, Rīga, 2011. gada 24.-27. oktobris, 128. lpp.
19. Gita Šakale, Māris Knite, Polimēra nanokompozītu kā gāzu detektoru priekšrocības un trūkumi, Apvienotais pasaules latviešu zinātnieku III un Letonikas IV congress, sekcijas “Tehniskās zinātnes” tēžu krājums, Rīga, 2011. gada 24.-27. oktobris, 131. lpp.
22. Gluhih S., Kovalovs A., Ručevskis S., Čate A. Flexural Modulus Identification of Thin two layers Polymer Shells. Programme and abstracts of Baltic Polymer symposium, BPS-2011, Pērnava, Igaunija, 21.-24. Septembris, 2011. – Tallinn, Igaunija, 62. lpp.
23. E. Auzins, M. Kalnins, Dttermination of stress-strain characteristics of thin polymer films on cylindrical specimens, Programme and abstracts of Baltic Polymer symposium, BPS-2011, Pērnava, Igaunija, 21.-24. Septembris, 2011. – Tallinn, Igaunija, 94. lpp.
24. N. Jelinska, M. Kalnins, Impact of low molecular compounds on strength-strain and structural characteristics of PVA-PVAc blends. Programme and abstracts of Baltic Polymer symposium, BPS-2011, Pērnava, Igaunija, 21.-24. Septembris, 2011. – Tallinn, Igaunija, 48. lpp.
25. Zicans J., Bitenieks J., Knite M., and Maksimov R. Carbon nanotubes modified polyvinylacetate composite: theoretical and experimental aspects // 16th Intern. Conf. on Composite Structures. ICCS 16. Porto, Portugal, June 2830, 2011. Programme and Abstracts.
26. Borisova A., Glaskova T., Timchenko K., Chatys R., Aniskevich A., Korkhov V. The effect of introduction of carbon nanotubes on the mechanical and thermophysical properties of epoxy resin. Composites 2011, May 16-19, 2011, Olsztyn, Poland. Book of abstracts p. 70.
27. Glaskova T., Aniskevich K., Aniskevich A., Borisova A., Faitelson Ye. Viscoelastic properties of epoxy resin filled with multiwall carbon nanotubes. European Conference on Composite Materials, June 24-28, 2012, Venice, Italy, submitted
28. R. Merijs Meri, I. Elksnite, T. Ivanova, V.Kalkis, I. Reinholds, A.K. Bledzkis. Development of thermoshrinking materials based on polyolefine composites. Book of Abstract of the International Conference Baltic Polymer Symposium 2011. September 21-24, 2011, Parnu, Estonia.
31. J. Zicans, R. Merijs Meri, T. Ivanova, M. Knite, R. Maksimov, A.K. Bledzki. Carbon nanotube/polyvinylacetate nanocomposites: selected structure-property relationships and modelling [Abstract nr.: HYMA2011_1245; Presentation nr. B.3.5.2.]. In CD dedicated to the 2ond International Conference Hybrid Materials 2011, March 6-11, 2011, Strasbourg, France.
32. J. Zicans, R. Merijs Meri, T. Ivanova, J. Bitenieks, C. Vasile, V. E. Musteata. Structure and functional properties of polymer-carbon nanotube composites. Book of Abstracts of International Workshop "Characterization of Safe Nanostructured Polymeric Materials“, Pozzuoli (Naples) Italy, 3-4 March 2011, 71 p.
33. J. Bitenieks, J. Zicans, R. Merijs Meri, J. Bitenieks, C. Vasile, V. E. Musteata, C. N. Cheaburu. Rheological, elastic and dielectric properties of polyethylene / carbon nanotube nanocomposites. Book of Abstracts of International Workshop "Characterization of Safe Nanostructured Polymeric Materials“, Pozzuoli (Naples) Italy, 3-4 March 2011, 38 p.
Izstrādātās tehnoloģijas un metodikas
Izstrādātas uz poliolefīniem (PO) bāzēta nanokompozīta iegūšanas tehnoloģijas [1,8]
Projekta izpildes rezultātā izstrādāta šķidrkristāliskos organomodifikatorus (ŠKP) saturoša polietilēna (PE) iegūšanai, kura ir piemērota mālus saturošu polimēru nanokompozītu iegūšanai.
Kompozīti noteiktā sastāva diapazonā tika iegūti izmantojot termoplastiskās samaisīšanas tehnoloģiju. Projekta noteiktā posma izpildes rezultātā noteikti šīs nanokompozītu sistēmas iegūšanas tehnoloģiskie aspekti, t.sk., samaisīšanas metode (divgliemežu ekstrūzija, valču maisītājs), samaisīšanas temperatūru profils, bīdes ātrums, bīdes spriegums, ekstrudātu izvilkšanas ātrums.
Projekta izpildes rezultātā izstrādāta ar nanostrukturētām oglekļa nanodaļiņām modificēta etilēna-vinilacetāta kopolimēra matricas kompozīta iegūšanas tehnoloģija. Kompozīti noteiktā sastāva diapazonā tika iegūti izmantojot šķīdinātāja tehnoloģiju. Projekta noteiktā posma izpildes rezultātā definēti šīs nanokompozītu sistēmas iegūšanas tehnoloģiskie aspekti (t.sk., temperatūra, samaisīšanas veids), kas nākotnē sadarbībā ar ieinteresētajiem ražotājiem varētu ļaut šo tehnoloģiju piemērot industriālajiem apstākļiem ķīmisko sensoru iegūšanai.
Izstrādātas uz poliolefīniem (PO) bāzēta nanokompozīta pārstrādes tehnoloģijas [8]
Vienlaicīgi izstrādātas PE matricas kompozītu (modificētu ar šķidrkristālosko polimēru), kuri ir piemēroti nanomālus saturošu nanokompozītu iegūšanai, pārstrādes tehnoloģijas. Noteikti šo pārstrādes tehnoloģiju (ekstrūzijas, liešanas zem spiediena un presēšanas) svarīgākie tehniskie parametri, t.sk., temperatūru profils, spiediens, bīdes ātrumi, bīdes spriegumi, indžekcijas spriegumi, cikla laiki attiecīgi. Svarīgi atzīmēt, ka izstrādātās tehnoloģijas tradicionāli plaši tiek lietotas tādu izstrādājumu kā vienslāņu un daudzslāņu cauruļu, profilu, iekārtu korpusu un citu izstrādājumu iegūšanai.
Nanokompozītu iegūšanas un pārstrādes metožu efektivitāte novērtēta raksturojot atsevišķas šo nanokompozītu ekspluatācijas īpašības, kā arī izvērtējot kopsakarības starp to tehnoloģiskajiem iegūšanas/pārstrādes rādītājiem, ekspluatācijas īpašībām un struktūru.
Iegūti uz poliolefīna (PO) matricas bāzēti nanokompozīti (dažāda sastāva kompozīciju kopums)
Izmantojot iepriekš minētās iegūšanas tehnoloģijas, iegūti dažādi polimēru matricas kompozīti un nanokompozīti, t.sk.:
- ar termoplastiskās samaisīšanas tehnoloģiju iegūts un modificēšanai ar māliem piemērots ŠKP saturošs PE matricas kompozīts (ŠKP koncentrācijas mainītas robežās no 0,5 līdz 10 mas.%);
- ar šķīdinātāju tehnoloģiju iegūts nanostrukturētu oglekli saturošs EVA matricas kompozīts (ar vinilacetātgrupu koncentrācijām 11,6%, 25%, 29,7%).
Veikta superelastīga vairākelementu spiediena sensora funkcionālā dizaina izstrāde un ieguves procesa optimizācija. Tika izstrādāts dizains, kas paredz jutīgos elementus (PINOK ar 8 masas daļām oglekļa kvēpu) savienot virknē, šim mērķim izmantojot elektrovadošas gumijas sloksnes (PINOK ar 12 masas daļām oglekļa kvēpu).
Dotās elementārkomponentes paredzēts izgatavot nepilnīgi vulkanizējot, tad savienot vajadzīgajā konfigurācijā un vulkanizēt zem spiediena līdz piesātinājumam. Elementārkomponenšu tehnoloģisko iegūšanas parametru noteikšana, kā arī to iegūšana vulkanizācijas ceļā, realizēta sadarbībā ar Dr. Jāņa Zicāna zinātnisko grupu, izmantojot RTU Polimērmateriālu institūtā atrodošās tehnoloģiskās iekārtas. Šo darbību rezultātā tika iegūts 10x7cm liels, 0,5cm biezs spiedienjutīgs gumijas sloksnes veida elementa prototips ar integrētiem sešiem jutīgajiem elementiem. Lai pārliecinātos par iegūtā prototipa funkcionalitāti, sadarbībā ar Dr. Kasparu Kalniņu no RTU Materiālu un konstrukciju institūta profesora Andra Čates zinātniskās grupas tika veikti prototipu pjezorezistīvā efekta mērījumi lieliem iedarbības spēkiem.
Svarīgi atzīmēt, ka izstrādātais superelastīga sensora prototips atzīts par LZA 2011. gada zinātnes sasniegumu lietišķās zinātnes jomā.
Izstrādāta metode materiālu īpašību/ilgmūžības prognozēšanai [8]
Izmantojot posma ietvaros iegūto eksperimentālo pētījumu rezultātus un starp tiem konstatētās kopsakarības izstrādātas metodes polimēru matricas nanokompozītu īstermiņa un ilgtermiņa (šļūdes) ekspluatācijas īpašību prognozēšanai. Šajā sakarā matemātiski aprakstītas sakarības par starp atsevišķu posma ietvaros pētīto nanokompozītu struktūras parametriem un ekspluatācijas īpašību rādītājiem.
Konstatēts, ka modifikatora efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no tā orientācijas pakāpes termoplastiskā polimēra matricā. Konstatēts, ka pētāmo kompozītu/nanokompozītu šļūde ar pieņemamu precizitāti aprakstāma ar tradicionālo viskoelastiskuma vienādojumu diskrētam relaksācijas laiku spektram, kā arī ar pakāpes vienādojumu.
Izstrādātas metodikas polimēru nanokompozītu efektīvai/nesagraujošai sprieguma-deformācijas, šļūdes, sprieguma relaksācijas un termomehāniko sakarību pārbaudei uz oriģinālas paškonstruētas/pašizgatavotas eksperimentālās iekārtas [14]
Ievērojot, ka viena no būtiskākajām materiālzinātnes problēmām ir piemērotas metodes esamība, kura būtu izmantojama izstrādājumu ekspluatācijas īpašību izvērtēšanai jau pie nebūtiskām to deformācijām, izstrādāta un ražotājam piedāvāta elastības moduļa noteikšanas metodika, kura balstās uz cilindriskas plānsienu formas izstrādājuma spiedes vai stiepes uzdevuma skaitlisku risināšanu ar galīgo elementu metodes programmu ANSYS izmantojot speciāli uzrakstītu makrosu.
Veikta plānu polimēru plēvju deformatīvo īpašību noteikšanas metodes (cilindrveida paraugi) pilnveidošana un piemērošana viena parauga principa izmantošanai. Pilnveidojumi attiecas uz:
- spēka P mērīšanas precizitātes palielināšanu līdz ± 0.01 g,
- pārvietojuma D mērīšanas precizitātes palielināšanu līdz ± 0.02 mm,
- parauga fiksēšanas ierīces un fiksēšanas paņēmienu uzlabošanu, galvenokārt nolūkā novērst iespējamo paraugu bojāšanu (kas nav pieļaujama, ja tiek izmantots vienīgā parauga princips),
Kļūst iespējams būtiski samazināt eksperimenta darbietilpību. Pierādīta iespēja noteikt polimēra elastības moduļa maiņu atkarībā no ārējās vides iedarbības izmantojot vienīgo paraugu
Izprojektēta un izgatavota iekārta polimēru nanokompozītu pārbaudei sprieguma-deformācijas, šļūdes, sprieguma relaksācijas un termomehānikas režīmos [14]
Izstrādāto metodiku polimēru nanokompozītu efektīvai/nesagraujošai sprieguma-deformācijas, šļūdes, sprieguma relaksācijas un termomehāniko sakarību pārbaudei izveidoti divu tipu eksperimentālie stendi, kuri paredz: 1) cilindrisko paraugu slogošanu spiedē ar dažāda lieluma diskrētu slogojumu un to izsauktās parauga deformācijas mērīšanu un 2) cilindrisko paraugu deformēšanu spiedē/stiepē un šai deformācijai nepieciešamā spēka mērīšanu. Kopumā vērojama laba sakritība starp elastības moduļu vērtībām, kuras noteiktas pēc kādas no iepriekš minētājām eksperimentālajām metodēm salīdzinājumā ar standarta metodēm kompozītu elastīguma izvērtēšanai.
Izstrādātā tehnoloģija, kas aprobēta uzņēmumā
Tiek realizēta sadarbība ar a/s Baltijas Gumijas fabrika, kuras rezultātā izstrādāts superelastīga sensora prototips, kas atzīts par LZA 2011. gada zinātnes sasniegumu lietišķās zinātnes jomā[4].