Grafén hatása a hexagonális bór-nitriddel töltött polimer kompozitok tulajdonságaira

Czobor Ádám MSc I. évf., Szendrei László MSc I. évf.

e-mail: adamczobor93@gmail.com

Konzulensek: Dr. Suplicz András, Polimertechnika Tanszék

e-mail: suplicz@pt.bme.hu

Dr. Kovács József Gábor, Polimertechnika Tanszék

e-mail: kovacs@pt.bme.hu

Manapság egyre szélesebb körben alkalmazzuk a polimereket a hétköznapi életben és a műszaki alkalmazásokban egyaránt. Számos előnyös tulajdonságuk mellett ezt elsősorban az teszi lehetővé, hogy adalékanyagok alkalmazásával a tulajdonságaik tág határok között változtathatók, beállíthatók. A polimerek alapvetően jó szigetelő anyagok elektromosság és hő szempontjából egyaránt. Bizonyos alkalmazásokban azonban követelmény, hogy az adott termék anyagában vezető legyen, ami elérhető vezetőképes adalék segítségével. Továbbá olyan alkalmazás is előfordul, ahol az anyagnak elektromosan szigetelőnek, ugyanakkor jó hővezetőnek kell lennie. Ilyen lehet egyes elektromos eszközök burkolata, ahol érintésvédelmi követelményeknek is meg kell felelni, valamint problémát okoz a melegedés.

Célunk az, hogy olyan extrúzióval és fröccsöntéssel feldolgozható termoplasztikus polimer mátrixú kompozitot hozzunk létre, ami jó hővezetési tulajdonságokkal rendelkezik, ugyanakkor megmarad az eredeti anyag szigetelőképessége. Ehhez kétféle adalékot alkalmazunk. Egyrészt hexagonális bór-nitridet adunk a mátrixhoz, ami jó hővezető, viszont kerámia lévén elektromosan szigetelő, lemezes szerkezetű anyag. Elsősorban mikronos szemcseméretű töltőanyagként alkalmazzák, polimerek hővezető képességének növelésére. Másrészt grafént is adunk a rendszerhez, ami nanoméretű adalék, ezáltal kis mennyiségben is képes jelentősen befolyásolni az alapanyag tulajdonságait, emellett rendkívül jó vezető. Így nanokompozitot hozunk létre, ami napjainkban egyre inkább terjed mind a kutatásokban, mind a felhasználás terén. Kétféle adalékot használva ugyanakkor hibrid kompozitról is beszélhetünk, ahol remélhetőleg ki tudjuk használni a hibrid hatást, azaz várhatóan a két adalék bizonyos arányok mellett egymás hatását erősíteni fogja.

Fontos szempont az is, hogy az adalékokkal a rendszerbe vitt inhomogenitás nagymértékben ne befolyásolja a mátrix többi tulajdonságát. Ez a töltőanyag-tartalom korlátozásával és a megfelelő mértékű keveréssel érhető el, ami a jó hővezető képességnek is az egyik alapkövetelménye.

Irodalom:

1. Cheewawuttipong W., Fuoka D., Tanoue S., Uematsu H., Iemoto Y.: Thermal and Mechanical Properties of Polypropylene/ Boron Nitride Composites. Energy Procedia, 34, 808-817 (2013).

2. Szakács H., Varga Cs., Nagy R.: Polimerek méréstechnikája. Pannon Egyetem, Veszprém (2012).

3. Shahil, K. M. F., Baladin A. A.: Thermal properties of grapheme and multilayer grapheme: Applications in thermal interface materials, 152, 1331-1340 (2012)

szerzők

Czobor Ádám
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
Szendrei László
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

Dr. Suplicz András
docens, Polimertechnika Tanszék
Dr. Kovács József Gábor
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék

helyezés

II. helyezett