Önerősített polipropilén kompozit gyártástechnológiájának fejlesztése
Az önerősített polimer kompozitok olyan kompozitok, amelyekben a mátrix és az erősítőanyag is azonos anyagcsaládba tartozó polimer. E kompozitok fejlesztésének kulcskérdése a mátrix és az erősítőanyag olvadási hőmérséklete közötti különbség növelése, elkerülendő az erősítőanyag jelentős relaxációját, és így erősítő tulajdonságának jelentős csökkenését. Erre lehetőséget adhat az amorf poli-alfa-olefinek (APAO) mátrixként történő alkalmazása, amelynek olvadási hőmérséklete az izotaktikus polipropilén szálak olvadási hőmérsékleténél lényegesen alacsonyabb. Korábbi TDK-munkámban rámutattam, hogy APAO mátrix alkalmazásával kis sűrűségű, jó szilárdságú és kiváló energiaelnyelő képességgel rendelkező kompozit állítható elő magas száltartalom és jó konszolidáció mellett.
Az APAO ugyanakkor nagy folyóképességű, ragadós, rendkívül nehezen kezelhető anyag, ezért rétegeléses (film-stacking) eljárással kompozitok csak körülményesen állíthatók elő belőle. A gyártás megkönnyítése érdekében olyan bevonatoló berendezést terveztem, amely a síkfólia gyártósorra szerelve lehetővé teszi vékony APAO-bevonat közvetlenül az erősítő szövetre történő extrudálását. Az így készült előgyártmányok rétegeléses eljárással feldolgozhatók. A kompozitok gyártásának termelékenységét tovább növeli a préselés során a kettős szalagprés (double-belt press) alkalmazása.
A kutatás során három eltérő folyóképességű APAO-tartalmú ömledékragasztót mátrixként alkalmazva állítottam elő nagy száltartalmú önerősített kompozitokat kétféle erősítőanyaggal. Vizsgáltam a mátrix, illetve az erősítőszövet típusának, továbbá a préselési és a vizsgálati hőmérsékletnek a kompozitok tulajdonságaira gyakorolt hatását. Az elkészült kompozitokat mechanikai és morfológiai vizsgálatokkal minősítettem.
Irodalom:
[1] Capiati N. J., Porter R. S.: The concept of one polymer composites modelled with high density polyethylene. Journal of Material Science, 10, 1671-1677 (1975).
[2] Kmetty Á., Bárány T., Karger-Kocsis J.: Self-reinforced polymeric materials. Progress in Polymer Science, 35, 1288-1310 (2010).
[3] Bárány T., Izer A., Karger-Kocsis J.: Impact resistance of all-polypropylene composites composed of alpha and beta modifications. Polymer Testing, 28, 176-182 (2009).
[4] Swolfs Y., Zhang Q., Baets J., Verpoest I.: The influence of process parameters on the properties of hot compacted self-reinforced polypropylene composites. Applied Science and Manufacturing, 65, 38-46 (2014).
