Töltőanyagok társíthatósága kaprolaktám rendszerekkel
Világunkban a növekvő polimer feldolgozás mellett egyre nagyobb a hangsúly a polimer termékek újrahasznosíthatóságán. Az elmúlt évtizedben az újrahasznosított műanyagok mennyisége szinte duplájára nőtt [1], azonban igen nagy gondot jelentenek a különböző hőre nem lágyuló polimer kompozitokból készült termékek. Az újrahasznosíthatóság mértékének növelésére adhat választ a hőre lágyuló mátrixú kompozitok fejlesztése és alkalmazása. A hőre lágyuló mátrixú kompozitok jó ütésállósággal, korlátlan eltarthatósággal és gyors gyártási ciklusidővel rendelkeznek. Ma már széles körben alkalmazzák a repülőgépiparban, az autóiparban, a sportfelszerelésekben és a közlekedési ágazatokban [2].
Ugyanakkor az erősítőanyagok mellett jelentős szerepe van a különféle töltőanyagoknak is, amelyek nagy előnye, hogy képesek kis töltőanyag tartalom esetén is jelentős változásokat létrehozni a polimerek adott tulajdonságaiban. Hátrányuk azonban, hogy a polimer mátrixban hajlamosak aggregátumokat kialakítani, így megfelelő eloszlatásuk meglehetősen nehézkes, egyes esetekben akár ronthatnak is a mátrix tulajdonságain. Erre nyújthat megoldást a kaprolaktám in situ polimerizációja.
Kutatásunk fő célja a különböző töltőanyagok kaprolaktámmal történő elegyíthetőségének vizsgálata. Mivel a kaprolaktám olvadék állapotban kis viszkozitással rendelkezik, így benne a töltőanyag szemcsék a gravitációs erő hatására leülepedhetnek, ezáltal a gyártási folyamat során inhomogenitás keletkezhet a termékben. Ezt a folyamatot szendimentációs vizsgálatok segítségével elemezzük és az egyes ülepedések sebességéből vonunk le következtetést a technológia kiválasztására, a gyártási folyamat maximális ciklusidejére valamint a szerszámban való keverés szükségességére. Az elegyítést három különböző módon végezzük: szilárd halmazállapotban, olvadék halmazállapotban, illetve homokfürdőben. A homokfürdő-eljárás lényege, hogy a felmelegített homokba, egy mozsárba elhelyezzük a töltőanyagot és a kaprolaktámot. Ott egy keverőeszköz segítségével, nyíróerő hatására homogenizáljuk az anyagokat, így mesterkeveréket állítunk elő. Végül az eljárások hatékonyságának összehasonlítását végezzük el a megfelelő előállítási technológia kiválasztása érdekében.
Irodalom:
[1] Plastics Europe: Plastics – the Facts (2017).
[2] Michael Legault: Infusible thermoplastics via in-situ polymerization. CompositesWorld (2014).
szerzők
-
Varsányi Dániel
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Incze Lídia
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Molnár Enikő
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Suplicz András
docens, Polimertechnika Tanszék -
