Szén nanocső és szénszál tartalmú hibrid kompozitok fejlesztése
Hosszú időn keresztül a jelentős mechanikai igénybevételnek kitett szerkezetek kizárólag fémötvözetekből készültek, azonban a műanyagtudomány fejlődésével egyre inkább lehetőség nyílik sok esetben az ilyen elemek kompozitokkal való kiváltására. Ezeket az anyagokat közel azonos mechanikai tulajdonságok mellett sok szempontból előnyösebb bizonyos esetekben alkalmazni (például könnyűségük miatt), így fejlesztésük manapság időszerű. A polimerek kompozitok merőben új fejlesztési területe a hibrid kompozitok előállítása, amelyek esetében legalább három különböző fázis van jelen. Az ilyen újfajta anyagok egyik kevésbé kutatott területe a mikro,- és nano méretű erősítőanyagot is tartalmazó rendszerek. Napjainkban számos kutatás folyik a hibrid kompozitok felhasználási területeinek bővítésével kapcsolatban, így nanoméretű áramköri elemként alkalmazva, üzemanyagcellában proton áteresztő membránként, fogászati tömőanyagként, karcmentes hidrofób párátlanító felületi bevonatként, antisztatikus felületeken, vagy éppen korrózióvédelemre. Kutatásomban poliamid 6 mátrixú szénszál és szén nanocső erősítésű kompozitokat vizsgálok. A poliamidok kitűnő műszaki tulajdonságaik miatt tűnnek ki a részben kristályos polimerek közül. A szénszál egy körülbelül 5-10 mikron átmérőjű mesterséges erősítőanyag. A szálak az acélnál akár tízszer nagyobb rugalmassági modulusszal is rendelkezhetnek, míg tömegük az egy ötöde. A repülőiparban, űrtechnológiában, versenyautó vázakban, golfütőkben vagy kerékpáros sisakokban ma már elengedhetetlen alapanyag. A szén nanocsövek, mint nevük is mutatja nano méretű, belül üres henger alakú szerkezetek, aminek oldalát azonos, egymással kovalens kötéssel összekapcsolódó szénatomok alkotják. Pár nanométeres átmérőjükhöz képest a hosszuk tízezerszer vagy akár százezerszer is nagyobb lehet, ennek köszönhetően fajlagos felületük nagy, amely segíti a megfelelő adhézió kialakítását. Mechanikai tulajdonságai egy nagyságrenddel jobbak lehetnek a mikroméretű erősítőszálakhoz képest, ezért a szén nanocsövet a mai anyagtudományban előszeretettel alkalmazzák. A mikroméretű erősítőszálak hatását nem rontják, hanem együtt várhatóan még jobb mechanikai tulajdonságokat eredményezhetnek, hibrid hatás léphet fel, már kis erősítőanyag tartalom esetén is. Ezen indokok miatt különös figyelmet érdemelnek a polimertechnológiai kutatások terén.
Vizsgálataim során célom a hibrid kompozitok hagyományos technológiákkal való előállítása, majd ezek mechanikai és morfológiai minősítése.
szerző
-
Wilde József
gépészmérnöki
nappali alapszak
konzulensek
-
Szakács József
doktorandusz, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Mészáros László
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék
