A technológiai paraméterek hatása a prepreg szerkezetek tulajdonságaira

Marton Gergő Zsolt MSc I. évf.

e-mail: mgzsolt98@gmail.com

Konzulens: Dr. Mezey Zoltán Tamás, Polimertechnika Tanszék

e-mail: mezeyz@pt.bme.hu

A polimer kompozitok között a prepregből készült szerkezetek képviselik a legmagasabb minőséget. A prepreg elnevezés a „pre-impregnated” szóból ered, olyan kompozit előgyártmányokat jelent, amelyekben a szálas erősítőanyagot előre átimpregnálják a mátrixanyaggal. A prepregekben a mátrix ún. B állapotban van, a térhálósodási reakció már megkezdődött. Ennek lelassítása érdekében a prepregek tárolása lefagyasztott állapotban történik. A prepregek számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek, kiemelendő ezek közül, hogy száltartalmuk rendkívül pontosan beállítható, az erősítőanyag jól átimpregnált és rendkívül kis mennyiségű légüreget tartalmaznak. Előnyös tulajdonságaik realizálhatóságának feltétele azonban a megfelelő feldolgozás. A technológiákkal szembeni magas szintű elvárások miatt feldolgozásuk általában költséges, legjellemzőbb az autoklávos feldolgozástechnológia, de egyre elterjedtebbek az out-of-autoclave technológiák is.

A prepregek térhálósítása szigorúan kontrollált folyamat. A technológiai paraméterek - elsősorban a különböző felfűtési és felterhelési rámpák megválasztása - alapjaiban határozzák meg a végtermék tulajdonságait, ezért helyes megválasztásuk elengedhetetlen feltétele a gyártás sikerességének. A felfűtési sebesség hatással lehet a mátrix viszkozitásának alakulására, amely befolyásolhatja a térhálósítás során eltávolított gyanta mennyiségét, a légüregek számát és méretét, a kompozit termék tényleges száltartalmát, illetve a felületi minőséget. Ezen jellemzők alakulásának függvényében a végtermék mechanikai, optikai és egyéb tulajdonságai is igen eltérőek lehetnek.

Munkám során a technológiai paraméterek prepreg szerkezetek tulajdonságaira gyakorolt hatásait vizsgáltam. Kutatásom során előbb oszcillációs reométerrel mértem a felfűtési sebesség hatását a mátrix viszkozitásának alakulására, illetve a térhálósodás beindulására. Ezután eltérő technológiai paraméterekkel próbagyártásokat végeztem, majd az elkészült próbatestek tulajdonságait vizsgáltam különböző anyagvizsgálati módszerekkel, ezek során elsősorban a termék mechanikai és optikai tulajdonságainak alakulására tértem ki. Az eredményeim alapján ellenőriztem a gyártó által megadott paramétereket, meghatároztam az ezektől való eltérés következményeit, illetve javaslatot tettem az egyes célok elérése érdekében különböző paraméterek alkalmazására.

Irodalom:

1. Dong A., Zhao Y., Zhao X., Yu Q.: Cure Cycle Optimization of Rapidly Cured Out-Of-Autoclave Composites. Materials, vol. 11, no. 3, 421 (2018).

2. Schürmann H.: Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden. Springer Verlag, Berlin (2005).

szerző

Marton Gergő Zsolt
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

Dr. Mezey Zoltán
adjunktus, Polimertechnika Tanszék

helyezés

I. helyezett