Gamma-sugárzással térhálósított polietilén szálak alkalmazása önerősített kompozitokban
A kompozitok növekvő mértékű felhasználása és a fenntartható fejlődés irányelvei megkívánják az egyre nagyobb arányú újrahasznosításukat. A hőre lágyuló mátrixú kompozitok újrahasznosítását és feldolgozását az erősítetlen polimerek nehézségein túl a száltördelődés is korlátozza. Önerősített kompozitok esetén az újrahasznosítás kérdése megoldott, azonban csak legfeljebb a mátrix jellemzőivel bíró anyagot kapunk eredményül [1]. Térhálósított szálak alkalmazása esetén a szál és mátrix kiváló kompatibilitása megmarad, azonban a szálak, a kialakult keresztkötések miatt megömleszthetetlenek lesznek. Ilyen szálakkal erősített kompozitok a termoplasztikus polimerek klasszikus feldolgozási technológiáival (fröccsöntés, extrúzió) is előállíthatók lesznek. Ezeknek a kompozitoknak a könnyebb gyárthatóságon kívül, alakemlékező képességük is előnyös tulajdonságuk lehetne. A kompozitok felhasználásának és gyárthatóságának vizsgálata előtt azonban szükséges megvizsgálni, hogy ezekre milyen hatással vannak a szálak tulajdonságai. Dolgozatomban erre a kérdésre kerestem a választ.
A vizsgálatok alapanyagaként a kissűrűségű polietilént (LDPE) választottam, mert a molekulaszerkezetében lévő elágazások kifejezetten alkalmassá teszik a nagyenergiájú besugárzással történő térhálósításra [2].
A kísérletekhez felhasznált szálakat ömledékes szálképzéssel állítottam elő, majd gamma-sugárzással térhálósítottam. A szálgyártási és besugárzási paramétereket egy korábbi kutatás alapján állítottam be, így a szálak tulajdonságait már csak ellenőriznem kellett szakítóvizsgálattal és szálátmérő méréssel. A kompozit mintákat ezekből rétegeléses (film-stacking) eljárással képeztem, mátrixként LDPE fóliákat használtam. Az így előállított kompozit próbatesteken pásztázó elektronmikroszkópi (SEM) vizsgálattal ellenőriztem a szálak épségét a gyártás után. A szálarány ellenőrzésére differenciál pásztázó kalorimetriai (DSC) vizsgálatot végeztem. A mechanikai tulajdonságokat dinamikus mechanikai vizsgálattal (DMA) határoztam meg.
Irodalom:
1. Pickering K. L., Beg M. D. H.: Qualiy and durability of recycled composite materials in management, recycling and reuse of waste composites. Woodhead Publishing Limited, Oxford, 2010
2. Charlesby A.: Atomic Radiation and Polymers, Pergamon Press, New York, 1960
szerző
-
Tatár Balázs
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Mészáros László
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Molnár Kolos
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék