Szénszállal és szén nanocsővel erősített polimer kompozitok húzási tulajdonságainak szálkötegcella-elméleten alapuló modellezése
A politejsav (PLA) napjaink egyik legnépszerűbb biopolimere, amelynek monomerje előállítható olyan megújuló források erjesztésével, mint pl. kukorica, cellulóz és egyéb poliszacharid tartalmú alapanyagok. Széleskörű alkalmazásához képesnek kell lennünk szilárdsági és kémiai tulajdonságainak módosítására az alkalmazási területnek megfelelően [1]. Erre lehetőségünk van PLA mátrixú, erősítőanyaggal és töltőanyaggal ellátott polimer kompozitok előállításával.
A nanotechnológia fejlődése számos kutatást hozott a szén nanocső (CNT) ipari alkalmazhatóságának megismerése érdekében, így a már korábban alkalmazott mikroméretű szénszál (CF) mellett mostanra nanoméretű erősítőanyagról is beszélhetünk [1].
Amennyiben a PLA mátrixot egyidejűleg makroméretű CF-lal és nanoméretű CNT-vel is ellátjuk, úgy hibridkompozitot hozunk létre. A két erősítőanyag együttes használatával a szénszálak jelenléte segíti a nanocsövek eloszlatását, minek köszönthetően az erősítő hatás növekszik [2]. Annak érdekében, hogy a számunkra legkedvezőbb tulajdonságú kompozitokat hozhassuk létre, elengedhetetlen az erősítőanyagok mikroszerkezetre és mechanikai tulajdonságokra gyakorolt önálló és együttes hatásainak ismerete. Ezen felül a gyakorlati alkalmazásokhoz szükséges az anyag viselkedésének leírása anyagszerkezeti modellek segítségével [3, 4].
Munkám során az általam előállított nanokompozit és hibridkompozit minták mikroszerkezete és mechanikai tulajdonságai közötti kapcsolatot vizsgáltam, és a kompozitok szerkezetét szálköteg elmélet segítségével modelleztem.
Irodalom:
[1] Marius Murariu, Philippe Dubois: PLA composites: From production to properties. Advanced Drug Delivery Reviews, 107, 17-46 (2016)
[2] Muhammad Razlan Zakaria, Hazizan Md, Akila Muhammad Helmi Abdul Kudus, Faheem Ullah, Fatima Javed, Norlin Nosbi: Hybrid carbon fiber-carbon nanotubes reinforced polymer composites: A review. Composites Part B: Engineering, 176 (2019)
[3] Virág Á. D., Kara Y., Vas L. M., Molnár K.:Single polymer composites made of melt-blown PP mats and the modelling of the uniaxial tensile behaviour by the fibre bundle cells method. Fibers and Polymers, 1-14 (2021)
[4] Vas L. M., Kocsis Z., Czigány T., Tamás P., Romhány G.: Novel evaluation method of acoustic emission data based on statistical fiber bundle cells. Journal of Composite Materials, 53, 2429-2446 (2019)
szerző
-
Horváth Aurél
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Mészáros László
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Vas László Mihály
címzetes egyetemi tanár, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Petrény Roland
adjunktus, Polimertechnika Tanszék
