Biopolimerek és habjainak fejlesztése és vizsgálata
A polimerek alatt olyan szerves, tehát szén alapú óriásmolekulát értünk, amelyet több ezer
ismétlődő egység molekulaláncba rendeződése alkot. Ezek lehetnek természetesek és
mesterségek attól függően, hogy a természetben lefolyó folyamatok vagy emberi beavatkozás
útján jöttek létre. A mesterséges polimereket nevezzük hétköznapi nyelven műanyagoknak,
amikkel manapság már az élet minden területén találkozhatunk a csomagolóipartól kezdve az
űrkutatásig. Ennek oka, hogy ezek az anyagok olyan tulajdonságok összességével
rendelkeznek, amik egyrészt további adalékok hozzáadásával viszonylag rugalmasan
változtathatók, másrészt számos területen gazdaságosabban felhasználhatók.
A műanyagtermelést, annak ellenére, hogy jelentős mértékben megkönnyíti az emberek életét,
azonban környezetvédelmi okokból mégis mérsékelni kell, egyrészt a műanyagok alapját
képző kőolaj véges készleteiből adódóan, másrészt a főleg csomagolóanyagok esetében
elmondható, relatív rövid életciklusból, majd az azt követő hosszú lebomlási időből
kifolyólag. A habszerkezetek különösképp problémát jelentenek nagy térfogatuk és kis
tömegük miatt. Újrahasznosításuk nem kifizetődő, égetésük során pedig mérgező gázok
szabadulhatnak fel.
Erre nyújthatnak megoldást a biopolimerek, melyek alatt a megújuló erőforrásból előállított
és/vagy biológiai úton lebontható polimerek összességét értjük. Ennek értelmében a
biopolimerek, egy fenntartható alternatívát nyújthatnak a kőolaj alapú műanyagok kiváltására,
valamint elősegíthetik a lineáris fogyasztási modell felváltását körforgásos gazdaságra.
A jelenleg létező biopolimerek közül legígéretesebbnek az úgynevezett politejsav (PLA)
bizonyul, (ami egy II-es szintű biopolimer, tehát beilleszthető a természet körforgásába).
Habosítási paraméterei is előre mutatóak, így habformában is számos helyen alkalmazható,
többek között a polisztirol habtermékek kiváltására vagy biológiai szövetek helyettesítésére.
A PLA hátránya, hogy az kristályolvadáspontja viszonylag alacsony és lassan kristályosodik,
ami gátolja az alacsony sűrűségű, egyenletes cellamorfológiájú habok előállítását, ezek
azonban a megfelelő adalékanyagok és gyártási technológiák segítségével fejleszthetők, a
kutatások ezzel kapcsolatban jelenleg is zajlanak. A habképzési módszerek közül a viszonylag
újnak számító mikrogyöngyös habképzés mutat kiemelkedő eredményeket.
Dolgozatom a biopolimerek, elsősorban a PLA habosítási folyamatainak módszereit,
kiemelve a mikrogyöngyös habképzést járja körbe. Munkám során áttekintem ezek vizsgálati
tényezőit, és összehasonlítom az elért eredményeket, illetve alkalmazom a PLA
mikrogyönggyel történő habosítás technológiáját 3D nyomtatás során.
szerző
-
Szakács Rita
Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Litauszki Katalin
Adjunktus, Polimertechnika Tanszék