Egymásba hatoló hálószerkezetű gyanta alkalmazása szénszállal erősített kompozitokban
Egymásba hatoló hálószerkezetű gyanta alkalmazása szénszállal erősített kompozitokban
Turcsán Tamás MSc I. évf.
e-mail: turcsantomi@gmail.com
Konzulens: Dr. Mészáros László, Dr. Szebényi Gábor, Polimertechnika Tanszék
e-mail: meszaros@pt.bme.hu
A polimer kompozitok napjainkban sokrétű sikeres felhasználásuk révén jelentősen segítik a világ technikai fejlődését. Az említett anyagok közül jelentős szerep hárul a hőre nem lágyuló, térhálós polimer mátrixú szerkezeti anyagokra, amelyek számos mérnöki alkalmazásban kerülnek felhasználásra. Nagy előnyük, hogy magas szilárdsági jellemzőik mellett viszonylag alacsony a sűrűségük. Ez azt jelenti, hogy akár acél szerkezeti elemek kiváltására is alkalmasak, ami egyúttal tömegcsökkenéssel is jár. Így ez az anyagcsalád jelentős szerepet kapott a járműiparban, a versenysportokban és a mindennapi életben egyaránt.
A térhálós mátrixú kompozitokkal szemben a már említett szilárdságon felül – a legnagyobb elvárás a megfelelő szívósság, amely a szerkezetben kialakuló repedések kialakulását, és azok terjedésének gátlását takarja. A szívós viselkedés segít továbbá a terhelés szálak felé történő továbbításban, illetve az erősítőanyagok védelmében is. Ennek elérése a szilárdság megtartása mellett nagy kihívás elé állítja a kutatókat. Az egyik megoldás az egymásba hatoló hálószerkezetű (IPN) gyantából álló mátrix alkalmazása lehet. A megoldás a problémára, amit az említett szerkezet kínál, a térben hurkolt molekulaláncokból fakadóan van jelen, így optimális esetben a szilárdsági jellemzők a szívósság növekedésének ellenére sem romlanak. Az IPN rendszerben lévő kutatási lehetőségek jóval túlmutatnak a szívósság növelésén, hiszen a gyantakeverék összetevőinek módosításával optimalizálni lehet a szál és a mátrix egésze, illetve csak egyik vagy másik mátrixot alkotó gyanta közti adhézió minőségét.
Dolgozatomban ezért hőre nem lágyuló IPN gyanta fejlesztését, és annak szénszálas erősítőanyaggal társított kompozitjának előállítását, valamint az ez által nyert anyag tulajdonságainak vizsgálatát tűztem ki célul.
A kutatás során epoxi és vinilészter gyantákat alapanyagul véve olyan előállítási metódust fejlesztettem ki, amelynek segítségével lehetőség nyílt nem pusztán gyantakeverékek, azaz két különálló fázisú anyag, hanem molekuláris szinten egymás térszerkezetébe behatoló hálószerkezetű anyag előállítására. Majd ezen anyagot alkalmaztam kompozit mátrixanyagaként.
