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.

csatolmány

szerző

I. helyezett