Recenzja prof. J. Kuczmaszewski

Prof. dr hab. inż. Józef Kuczmaszewski
ul. Ametystowa 16/17
20-577 Lublin
Lublin, 2014-11-12
Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Rafała Oliwy: „Kompozycje epoksydowe do
zastosowań w lotnictwie"
1. Podstawy formalne i ogólna charakterystyka rozprawy
Recenzję wykonano w oparciu o zlecenie Rady Wydziału Chemicznego Politechniki
Rzeszowskiej im. I. Łukasiewicza, wyrażone w piśmie Prodziekana ds. Nauki Wydziału
Chemicznego PRz, dr hab. inż. Wiktora Bukowskiego, prof. PRz. Podejmując się
opracowania recenzji chciałbym nadmienić, że problematyka badawcza będąca przedmiotem
rozprawy jest w znacznym stopniu zbieżna z moimi zainteresowaniami naukowymi
w dziedzinie nauk technicznych, sądzę więc, że zakres mojego kapitału kompetencji jest
wystarczający do obiektywnego i zgodnego ze standardami akademickimi wykonania
powierzonej mi pracy.
Analizowana rozprawa została napisana na 214 stronach maszynopisu i zawiera:
- spis treści,
- cel i zakres pracy,
- wykaz ważniejszych skrótów stosowanych w pracy,
wstęp,
- rozdział pierwszy, w którym przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat podstaw
i mechanizmów palności tworzyw polimerowych na podstawie obszernego studium literatury,
- rozdział drugi, jest to obszerna część doświadczalna, zawiera opis metodyki badań,
stosowanych materiałów, aparatury oraz zestawienia tabelaryczne i graficzne wyników
badań,
- rozdział trzeci, przedstawiono w nim dyskusję uzyskanych wyników,
1
- rozdział czwarty , zawarto w nim próbę porównania kosztów dla różnych, analizowanych
w rozprawie kompozytów,
- rozdział piąty, zawierający podsumowanie i wnioski końcowe,
- wykaz literatury, potraktowany w rozprawie jako odrębny rozdział,
- streszczenie w językach polskimi angielskim,
- wykaz dorobku naukowego Doktoranta.
2. Ocena tematu rozprawy oraz zakresu badań i analiz
Tworzywa epoksydowe, zarówno konstrukcyjne, jak też adhezyjne czy powłokowe to
ważna grupa materiałów dla przemysłu maszynowego, a dla przemysłu lotniczego
w szczególności. Wynika to z wielu zalet tych materiałów, a zwłaszcza łatwej modyfikacji ich
cech fizycznych, chemicznych, technologicznych i użytkowych, dobrych właściwości
tłumiących drgania, bardzo dobrych właściwości adhezyjnych, stabilności ich cech
fizycznych w czasie, przy zachowaniu określonych warunków. Szczególne zainteresowanie
w aplikacji tych materiałów wykazują producenci materiałów kompozytowych opartych
o chemiczną bazę żywic epoksydowych.
Słabą stroną tych materiałów jest stosunkowo mała odporność na eksploatację
w podwyższonych temperaturach a także niezadowalająca klasa palności w niektórych
zastosowaniach.
Poszukiwania możliwości poprawy ich właściwości w tych obszarach są przedmiotem
wielu badań naukowych i aplikacyjnych. W ten zakres badań wpisuje się także rozprawa
doktorska mgr inż. Rafała Oliwy. Doktorant stara się również „osadzić" swoje prace
w kategoriach ekonomicznych, wynika to częściowo z faktu, że rozprawa wykonywana jest
w ramach projektu kluczowego POIG.01.01.02-00-015/08-00 „Nowoczesne technologie
materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym", a więc aspekt ekonomiczny ewentualnej
komercjalizacji wyników jest naturalnie wpisany w zakres prac badawczych.
W tym kontekście podjęcie przez Doktoranta próby opracowania możliwie najmniej
kosztownego sposobu wytwarzania kompozytów o właściwościach oczekiwanych przez
przemysł lotniczy jest celowe i pożyteczne.
Należy podkreślić, że Doktorant bardzo starannie, w procesach poszukiwania najlepszego
rezultatu, stara się zweryfikować poprawność przyjętych rozwiązań. Wykonane prace,
zarówno studialne jak i eksperymentalne wskazują na dobre przygotowanie Doktoranta do
prowadzenia prac badawczych dotyczących złożonych problemów chemicznych
2
i technicznych. Osiągnięte wyniki mogą być przedmiotem zainteresowania zakładów
przemysłu maszynowego, zwłaszcza lotniczego.
3. Ocena doboru źródeł i ich analizy
Doktorant przeanalizował literaturę obejmującą 271 pozycji. Jest to zbiór piśmiennictwa
przede wszystkim anglojęzycznego, w większości wydanego w ostatnich 10 latach. Daje się
zauważyć stosunkowo nielicznie reprezentowane piśmiennictwo krajowe, jest to dowodem na
niezbyt dużą popularność tej problematyki, którą Doktorant uznał za wiodącą dla siebie, choć,
zwłaszcza w ostatnich 10 latach, powstało dość dużo prac naukowych o zbliżonej
problematyce, także w Polsce. Nie mniej jednak, analizowana literatura jest w wystarczająco
dobrym stopniu reprezentatywna dla problematyki rozprawy i odpowiada standardom
przyjętym w tym względzie dla rozpraw doktorskich. W niektórych przypadkach Doktorant
jednak zbyt szczegółowo omawia wyniki przedstawiane w literaturze, stąd tzw. część
literaturowa, jak to określa Doktorant, zajmuje aż 84 strony w rozprawie, uważam, że ta część
jest nadmiernie obszerna.
4. Ocena wartości naukowej pracy własnej i wnioski ogólne
Rozprawa zaskakuje niezmiernie obszernym programem badawczym. Można śmiało
stwierdzić, że przy odpowiednim ukierunkowaniu badań i właściwym formułowaniu hipotez
badawczych zaprezentowany przez Doktoranta materiał mógłby być podstawą do co najmniej
dwóch rozpraw doktorskich.
Biorąc pod uwagę założenia, Ze zasadniczym celem przygotowania i obrony rozprawy
doktorskiej jest udowodnienie przez Doktoranta, że potrafi analizować stan wiedzy,
sformułować problem i hipotezę badawczą, opracować plan eksperymentu, przeprowadzić
eksperyment i przeprowadzić właściwą dyskusję wyników w oparciu o podstawy teorii
wnioskowania, może budzić wątpliwość fakt, że Doktorant nie definiuje wprost hipotezy lub
hipotez badawczych. Rozprawa jako całość ma bardziej charakter obszernego raportu z
badań, nawet monografii naukowej, niż klasycznej rozprawy doktorskiej. Niewątpliwie ma to
związek z faktem, że rozprawa ta została wykonana w ramach projektu badawczego
ukierunkowanego ściśle na efekty wdrożeniowe. Należy jednak podkreślić, ze Doktorant
jasno i konkretnie definiuje cele jakie chce osiągnąć, można więc uznać, że wyznaczają one
3
logiczną całość rozprawy a hipotezy badawcze choć nie formułowane wprost, występują
w postaci niejawnej w planowaniu badań i dyskusji uzyskanych wyników.
Lektura całości rozprawy, pomimo jej nadmiernej objętości, sprawia pozytywne
wrażenie. Doktorant udowodnił, że potrafi zaplanować eksperyment w sposób właściwy,
systemowo poprawny, potrafi posługiwać się liczną, dość złożoną i zróżnicowaną aparaturą
wykorzystywaną w badaniach. W niektórych przypadkach obliczone wartości średnich mogą
nie dawać podstawy do odrzucenia hipotezy o ich równości w rozumieniu statystyki. Pomimo
tego efekty, w postaci bazy wiedzy na temat procesu wytwarzania kompozytów na
chemicznej podstawie żywic epoksydowych oraz dobrze skonstruowanych zaleceń dla
projektujących technologię, są wartościowe, a sposób prowadzenia badań, dyskusja wyników
oraz ogólny poziom rozprawy spełniają w pełni standardy stawiane rozprawom doktorskim.
Z lektury rozprawy wynikają także pewne niejasności i uwagi, do skomentowania ich
proszę Doktoranta w odpowiedzi na recenzję. Ważniejsze z nich są następujące:
1.
Na jakiej podstawie Doktorant przyjął warunki utwardzania EP6, str. 91, dotyczy to
ilości Z-1 oraz czasu i temperatury dotwardzania?
2.
Na str. 92 Doktorant napisał: „Aby uzyskać informację o efektywności modyfikacji
bentonitu wykonano analizę DSC", jak Doktorant rozumie pojęcie efektywności,
czy przy niezdefiniowanej funkcji celu można mówić o pozytywnych czy
negatywnych efektach?
3.
Szkoda, że Doktorant w badaniach porównawczych, np. rys. 19 i 20 nie stosuje
statystyki matematycznej, ogranicza się prawie wyłącznie do obliczenia odchylenia
standardowego, brak jest postępowania dotyczącego weryfikacji hipotezy
o równości średniej, na podstawie tych rysunków nic nie wiemy o niepewności
pomiarów, być może w niektórych przypadkach byłoby brak podstaw do
odrzucenia hipotezy o równości średnich?
4.
Na stronie 123 Doktorant napisał: „...dodatek modyfikowanych bentonitów do
osnowy polimerowej wpływa korzystnie na oddziaływania międzyfazowe włókno
szklane-żywica, gdyż poprawie uległo zarówno naprężenie zginające jak i moduł
Younga". Taka interpretacja to chyba daleko idące uproszczenie. W teorii
wzmacniania polimerów cząstkami znane jest pojęcie pozornego modułu Younga,
jest to efektem „orientującego" oddziaływania cząstek stałych ma makrocząsteczki
polimeru. Przy odpowiednim doborze stopnia napełnienia pozorny moduł Younga,
który dotyczy tylko niewielkiej otoczki wokół cząsteczki napełniacza, może
również w makroskali mieć oddziaływanie dostrzegalne, być może nie jest to
4
więc skutek oddziaływań w strefie adhezyjnej żywicy i napełniacza, a może raczej
zmian struktury w strefie kohezyjnej utwardzonej żywicy. Proszę Doktoranta
o komentarz w tej sprawie.
5.
Doktorant w niektórych przypadkach nie uzasadnia dostatecznie celowości
prowadzonych badań, należało wyraźnie napisać, ze celem było badanie możliwie
największej liczby cech określających właściwości proponowanych kompozytów,
nie budziłoby to wówczas wątpliwości.
6.
Myślę, że dla celów rozprawy nie było konieczne prowadzenie analizy
ekonomicznej, tym bardziej, że jest to analiza częściowa, oparta wyłącznie na
cenach surowców, nie uwzględniająca specyfiki technologii, czasu wytwarzania
poszczególnych wersji kompozytu, kosztów oprzyrządowania i in.
7.
Czy Doktorant nie obawia się, ze ręczne formowanie próbek przy użyciu
ryflowanego wałka nie wprowadza do struktury kompozyty pęcherzy gazowych,
mogło to wpływać na powtarzalność cech tych materiałów, wprawdzie żywica
z utwardzaczem była odgazowana, nie zmienia to jednak faktu, że korzystniej było
wykonać laminaty w technologii autoldawowej.
8.
Doktorant zbyt często posługuje się określeniami „lepszy", „gorszy", „poprawa
właściwości" i tym podobne, nie jest to właściwe, często wzrost wartości jednej
cechy powoduje spadek innej, konieczne jest zawsze definiowanie funkcji celu
i dopiero później ocena kwantytatywna, a na końcu kwalitatywna.
Pomimo przedstawionych uwag uważam, ze wyniki analizy studialnej i prac badawczych
zawarte w rozprawie, istotnie wzbogacają wiedzę w zakresie możliwości implementacji
uzyskanej wiedzy i proponowanej technologii w przemyśle maszynowym. Rozprawa wnosi
ważne informacje praktyczne dla technologów projektujących procesy wytwarzania
elementów z tych kompozytów.
Lektura rozprawy dostarcza także wielu elementów pozytywnych dotyczących formacji
naukowej Doktoranta, jego konsekwencji, wiedzy, intuicji naukowej, umiejętności syntezy
i analizy wyników. Ważniejsze osiągnięcia Doktoranta, istotne w aspekcie rozwoju
dyscypliny naukowej w której ubiega się o stopień naukowy doktora, są następujące:
- uzyskanie, w wyniku prowadzonych prac naukowych, interesujących i opatentowanych
metod modyfikacji zarówno bentonitów jak i tworzyw epoksydowych nimi modyfikowanych,
- uzyskanie interesujących kompozytów epoksydowych do zastosowań w przemyśle
lotniczym, zwłaszcza w aspekcie poprawy ich palności,
5
- opracowanie interesującej syntezy stanu wiedzy na temat uniepalniania materiałów
polimerowych,
- pozyskanie i pogłębienie wiedzy w zakresie planowania i prowadzenia eksperymentu, także
dyskusji i interpretacji wyników, co jest bardzo ważne dla młodego badacza,
rozpoczynającego swoją karierę naukową.
5. Ważniejsze uwagi dotyczące edycji rozprawy
W ocenie ogólnej edycję rozprawy należy ocenić bardzo pozytywnie. Rozprawa napisana
jest poprawnym językiem technicznym, poprawnym gramatycznie, zdania budowane są
logicznie, oszczędne w formie ale jasne i zrozumiałe. Bardzo mało jest błędów w pisowni,
tzw. literówek. Strona graficzna rozprawy jest bez zastrzeżeń. Autor nie ustrzegł się jednak
pewnych usterek redakcyjnych. Zwrócę uwagę na dwie z nich, o charakterze bardziej
ogólnym, aby Doktorant ustrzegł się ich przy redagowaniu kolejnych prac:
- część podrozdziałów kończy się lub zaczyna bezpośrednio od tabeli lub punktatorów, bez
choćby jednego zdania wprowadzającego, nie jest to edytorsko błędne, ale mało przejrzyste
i mało eleganckie w formie,
- należy zwracać uwagę na pewne skróty myślowe, mogą być one zrozumiałe dla Doktoranta,
ale budzą wątpliwości czytelnika, np. na str. 16 jest w nawiasie napisane „w wyniku
dostarczenia dużej porcji energii na sposób ciepła", co to oznacza?
Edycję rozprawy należy uznać za wyróżniającą, z tą jednak uwagą, ze objętość
rozprawy jest zbyt duża, zwłaszcza dotyczy to analizy literatury.
6 . Podsumowanie i wniosek końcowy
Przeprowadzone prace studialne, analiza teoretyczna oraz opracowany, przeprowadzony
i odpowiednio dyskutowany eksperyment, w odczuciu opiniującego stanowią zamkniętą
i istotną część ważnej problematyki w technice i technologii. Stwierdzam, że Doktorant
spełnił wymagania art. 13, ust. 1 Ustawy z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach naukowych
i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki poprzez:
- oryginalne rozwiązanie problemu naukowego polegające na opracowaniu metodami
naukowymi nowych kompozytów polimerowych,
- zdobył wiedzę odpowiadającą standardom rozpraw doktorskich,
6
- wykazał się samodzielnością w prowadzeniu badań naukowych oraz ich merytorycznej
dyskusji.
Uważam, że wykonanie tej pracy wzbogaca wiedzę Doktoranta o złożonych problemach
wytwarzania, zwłaszcza w zakresie modyfikacji materiałów polimerowych oraz technologii
kompozytów. Uzasadnionym wydaje się stwierdzenie, że w wyniku realizacji tej rozprawy
Doktorant zdobył ważne umiejętności o charakterze poznawczym i praktycznym. Wykonana
'rozprawa w ramach projektu kluczowego P.O.I.G 01.01.02-00-015/08-00 „Nowoczesne
technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym" w istotny sposób wzbogaca
wiedzę na temat możliwości implementacji modyfikowanych w sposób ukierunkowany
kompozytów epoksydowych dla potrzeb przemysłu lotniczego, w dużej skali
wykorzystującego materiały wykorzystanie w badaniach.
Biorąc po uwagę zdecydowanie ponadstandardowy zakres wykonanych prac badawczych,
uzyskanie interesujących, potwierdzonych ochroną własności intelektualnej nowych
materiałów kompozytowych, powstały na tej podstawie dorobek publikacyjny oraz dobry
poziom merytoryczny i redakcyjny ocenianej rozprawy, wnioskuję, pomimo przedstawionych
uwag, o jej wyróżnienie.
Analizowana rozprawa doktorska, pomimo usterek i przedstawionych niejasności,
w moim przekonaniu spełnia, w dobrym stopniu, wymagania w rozumieniu Ustawy z dnia
14 marca 2003 roku o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule
w zakresie sztuki, Dziennik Ustaw z dnia 16 kwietnia 2003 roku nr 03. 65. 595, tekst ost. zm.
z 2005.09.01 Dz.U. 05.164. 1365, w szczególności art. 13, ust. 1 oraz Rozporządzenia
MNiSzW z dnia 22 września 2011 roku w sprawie szczegółowego trybu i warunków
przeprowadzania czynności w przewodach doktorskich, postępowaniu habilitacyjnym oraz
postępowaniu o nadanie tytułu profesora, Dz.U. Nr 204, poz. 1200. Wnioskuję
o dopuszczenie mgr inż Rafała Oliwy do publicznej dyskusji nad jego rozprawą doktorską
w dyscyplinie „technologia chemiczna".
7