Korommal töltött sztirol-butadién és növényi kaucsuk alapú gumik tönkremenetelének vizsgálata törésmechanikai alapon
A ritkán térhálós polimerek, azaz a gumik speciális tulajdonságokkal rendelkező szerkezeti anyagnak tekinthetők, amelyek a mindennapi és a műszaki életben is kitüntetett szerepet vállalnak. Ezt igazolja többek között, hogy gumiipar évente mintegy 27 millió tonna elasztomert állít elő, ebből pedig körülbelül 3,5 millió tonnát az Európai Unió produkál. A legjelentősebb mennyiségben feldolgozott alapanyagok a természetes kaucsuk (NR), illetve a sztirol-butadién kaucsuk (SBR), amelyeket a gumiiparban legnagyobb arányban alkalmazott töltőanyaggal, azaz a korommal (CB) társítva kompozitoknak tekinthetjük [1-3].
A műszaki gyakorlatban a gumikat főként a rendkívüli csillapítóképességük miatt alkalmazzák, ezért tipikusan dinamikus és ciklikusan ismétlődő mechanikai igénybevételnek vannak kitéve. Ilyen termék például a gumiabroncs, amely a gumiipari termékek legnagyobb hányadát teszi ki. A felhasználásukból adódóan a gumik fáradási tulajdonságai tehát nagy jelentőséggel bírnak. A fárasztóvizsgálatok elvégzése azonban rendkívül időigényes és bonyolult, de kvázi-statikus törésmechanikai vizsgálatokkal ezekről a jellemzőkről jó közelítést kaphatunk [4].
Munkám során a felhasználhatóság mértékének meghatározása végett összehasonlítom, hogy a különböző aktivitású ipari kemencekormok, illetve a pirolízis útján előállított kormok milyen hatást gyakorolnak az NR és SBR típusú gumik tönkremenetelére. Emellett azt is megvizsgálom, hogy a standard kormokat különböző arányban újrahasznosítottal társítva miként változnak a tönkremeneteli folyamatok. A törésmechanikai vizsgálatokat gumikeverékek széles palettáján végzem el és ezekről egy átfogó képet mutatok be. Várakozásaim szerint a nagyobb fajlagos felülettel rendelkező kormok alkalmazásával a töréssel szembeni ellenállás növelhető, illetve a töltőanyag mennyiségének növelésével is ez a tendencia lesz megfigyelhető. A pirolízis kormok nagy valószínűséggel gyengébb tulajdonságokat eredményeznek, mint az ipari kemencekormok.
Irodalom:
[1] Statistics EDITION 2014 N°7, European Tyre & Rubber Manufacturers’ Association (2015).
[2] Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai. Műegyetemi Kiadó, (2007).
[3] Dr. Bartha Z.: Gumiipari kézikönyv I. kötet. TAURUS-OMIKK, (1988).
[4] B. Dong; C. Liu; Y.-P. Wu: Fracture and fatigue of silica/carbon black/natural rubber composites. Polymer Testing, 38, 40-45, (2014).
szerző
-
Szakál Máté
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Karger-Kocsis József
Egyetemi tanár, Polimertechnika Tanszék -
Berki Péter
Projektmenedzser, TAURIL Gumigyártó és Kereskedelmi Kft. (külső)
