Utólagos térhálósítás hatása önerősített polietilén kompozitok alakemlékezési tulajdonságaira
Utólagos térhálósítás hatása önerősített polietilén kompozitok alakemlékezési tulajdonságaira
(The effects of post-crosslinking on the shape memory properties of self-reinforced polyethylene composites)
Tóth Eszter BSc
ttheszter27@gmail.com
Konzulensek: Dr. Molnár Kolos, adjunktus, Polimertechnika Tanszék
Dr. Mészáros László, egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék
Tatár Balázs, PhD hallgató, Polimertechnika Tanszék
Manapság, a „smart”, vagyis okos anyagok mind a hétköznapi szóhasználatban, mind különböző tudományos eredményekhez kötődve gyakran előfordulnak. Az alakemlékező anyagok felhasználási lehetőségeinek listája szinte végtelen. Vonzerejük, hogy deformáció után visszatéríthetők eredeti alakjukba valamilyen gerjesztés hatására [1]. Az alakemlékező polimer anyagok visszaalakulási feszültsége és szilárdsága azonban lényegesen kisebb a szintén alakemlékezésre képes ötvözetekénél. Ez lényegesen lerövidíti a felhasználási lehetőségek listáját a polimerek tekintetében. A visszaalakulási feszültség szálerősítéssel növelhető lenne, viszont ez rontaná azt, hogy az anyag mennyire képes az eredeti alakjára visszaalakulni [2]. Mivel önerősített kompozitokat alakemlékezési szempontból kevésbé vizsgáltak korábban, ezért én ezt tűztem ki célul.
A polietilén (PE) széleskörben elterjedt alapanyag, mivel gazdaságos, szívós, rugalmas, kiváló elektromos szigetelő és sokoldalúan feldolgozható. Valamint tudjuk róla, hogy gamma besugárzás hatásásra is tud térhálósodni, és hogy ezt követően alakemlékezésre képes. Továbbá fontos megemlíteni, hogy önerősített kompozit formában, a mechanikai tulajdonságai nagymértékben javulnak, ezt korábbi kutatások támasztják alá.
Az általam megvizsgált minták olyan önerősített PE kompozitok, melyekben az erősítőszálakat a feldolgozás előtt, a stabilitás növelése érdekében, besugaraztuk, így az anyag kibírta a fröccsöntés során ébredő extrém nagy nyíróerőket. A kész próbatesteket ezután ismét gamma-sugárzásnak vetettük alá, melynek célja a mátrixanyag térhálósítása, és ezáltal az alakemlékező viselkedés megteremtése volt.
Az eredményekből világosan látszik, hogy a besugarazás mindkét alkalommal sikeres volt. A kompozit rugalmassági modulusa, a szálakat ért 200 kGy sugárdózis hatására 1064 MPa-ról 1496 MPa-ra növekedett. Az anyag határhajlító és visszaalakulási feszültsége is jelentősen megnövekedett. A térhálósítás sikeressége sem kérdőjelezhető meg, a próbatestek többségében a mért gélhányad meghaladta a 90%-ot. Munkámban bebizonyítottam, hogy az önerősített PE kompozit minták nagyobb szilárdsággal és visszaalakulási feszültséggel rendelkeznek, mint a manapság használt XPE-k, és ez nagy technológiai előnyt jelent.
Irodalom:
[1] Liu C, Qin H, Mather P.: Review of progress in shape-memory polymers; Journal of Materials Chemistry;16:1543. (2007)
[2] Xin Z. L., Haibao L., Yanju L.: Fiber reinforced shape-memory polymer composite and its application in deployable hinge in space; IOPScience; 18:2 (2009)
szerző
-
Tóth Eszter
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Molnár Kolos
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Mészáros László
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Tatár Balázs
Doktorandusz, Polimertechnika Tanszék
