A lényegi törésmunka módszerének alkalmazhatósági vizsgálata polimer nanokompozitok esetén
A lényegi törésmunka módszerének alkalmazhatósági vizsgálata polimer nanokompozitok esetén
Turcsán Tamás MSc I. évf.
e-mail: turcsantomi@gmail.com
Konzulens: Prof. Karger-Kocsis József, Dr. Mészáros László Polimertechnika Tanszék
e-mail: meszaros@pt.bme.hu
A lényegi törésmunka elvét (EWF) széles körben alkalmazzák a világon képlékenyen alakítható fémek törési szívósságának megállapítására. Ez a módszer alkalmazása polimerek esetén viszonylag újnak számít. A módszer kizárólag síkfeszültségi állapotban és még több más feltétel, kritérium együttes teljesülésekor képes hatásosan leírni az adott anyag viselkedését. Ezek a feltételek a fémeknél könnyedén állhatnak elő, ugyanakkor a többnyire viszkoelasztikusan viselkedő polimereknél teljesen más a helyzet. Több kutatás is foglalkozott az EWF módszer alkalmazásával óriásmolekulájú anyagok esetén, így az említett kritériumok száma növekedett a pontosabb, megbízhatóbb eredmények érdekében.
Kutatásom során meg kívántam vizsgálni a módszer eddigi eredményei alapján, hogy maga az elv használható-e, és ha igen milyen feltételekkel a hőre lágyuló polimerek nanokompozitjaiban. Az elő-kísérletek során szakítóvizsgálatok segítségével, piskóta próbatesteken megvizsgáltam kétféle mátrixanyag, a részben kristályos polipropilén (PP), és az amorf polietilén tereftelát-glikol (PETG) nanoméretű részecskékkel, (mint például a böhmite, grafén, montmorillonit, szén nanocsövek) való töltésének hatását az egyes alapanyagok alapvető anyagtulajdonságaira. Az itt szerzett tapasztalatok alapján kiválasztásra került a böhmite, amely a kritériumoknak az adott körülmények közt a legmegfelelőbbnek bizonyult.
A továbbiakban az EWF elvnek megfelelő speciális próbatesteken folytattam a vizsgálatokat, amelyek során kiderült, hogy a nanorészecskék jelentős befolyással bírnak a módszer szempontjából igen fontos erő-elmozdulás görbe alatti terület karakterisztikájára, ez önmagában kizárja annak alkalmazását. Ezeken felül ugyanakkor mégis lehetőség nyílik eredményes használatára a metódusnak, ugyanis a teljes erő-elmozdulás görbéből kiragadva az első, folyási feszültségig terjedő, szakaszt konzisztens eredményeket kapunk.
