Regisztráció és bejelentkezés

Politejsav szívósságának növelése hőkezeléssel

Napjainkban egyre több kutatás zajlik a fenntarthatóság jegyében. A műanyagipar számára komoly gondot okoznak a kimerülő félben lévő alapanyagforrások, mely gazdasági bizonytalanságot is jelent. A polimerek megjelenése az iparban hatalmas fellendülést váltott ki, mely mára a tömeggyártás és a polimer termékek viszonylag rövid életciklusa miatt gondot jelent a környezet számára.

A hagyományos, kőolajalapú polimerek kiváltására alkalmasak lehetnek a biopolimerek, melyeket megújuló nyersanyagból, különböző agráripari termények (kukorica, rizs stb.) állítanak elő és életciklusuk végén, biológiai úton lebonthatók. A biopolimerek kutatása az 1990-es évek végén újabb lendülettel folytatódott, egy napjainkban egyre népszerűbb anyag, a politejsav (PLA) megjelenésével.

A PLA egy hőre lágyuló, részben kristályos polimer, melynek legelterjedtebb alapanyaga a magas keményítő tartalmú kukorica. A keményítőből először fermentálással monomert (tejsav) állítanak elő, majd ezt dimerizálják, és a folyamat utolsó lépéseként gyűrűfelnyitásos polimerizációval nyerik a PLA-t. A politejsav kémiai szerkezetét tekintve alifás poliészter, tulajdonságai a PET-hez hasonlóak, feldolgozható a hagyományos műanyagipari berendezéseken.

A PLA egyre nagyobb érdeklődés tárgya, számos jó mechanikai tulajdonsága miatt. Sajnos ezekhez a tulajdonságokhoz több, az előállítás és felhasználás szempontjából kevésbé előnyös tulajdonság is társul. A PLA érzékeny az előállítási hőmérsékletre, a berendezésben eltöltött időre. Kis ütőszilárdsága (~2-3 kJ/m2) és kis hőállósága miatt felhasználása korlátozott. A problémákra megoldást jelenthet a különböző hőmérsékleteken végrehajtott kristályosítás, ami a szferolitok méretét befolyásolja, ami pedig az ütőszilárdságra van hatással.

Célom munkám során háromféle PLA alapanyagból fröccsöntött próbatestek előállítása, hőkezelése. A próbatesteket ezután Charpy-féle ütvehajlításnak vetem alá. A töretfelületek elektronmikroszkópos vizsgálatával hasonlítom össze a különböző mintákon a hőkezelés hatását a kialakult morfológiára és annak kapcsolatára az ütőszilárdságot tekintve.

Irodalom:

[1.] Dr Lehoczki László: Bioműanyagok-legyünk zöldek , Műanyag és gumi, 2014/03

[2.] Haidekker Borbála: Megújuló nyersanyagból előállított műanyagok, Műanyagipari szemle, 2002/11

[3.] Plastics Europe: Plastics- the Facts 2012, An analysis of European plastics production, demand and waste data for 2011, 2012

szerző

  • Nagy Imre Márk
    Gépészmérnöki alapszak (BSc)
    alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

  • Dr. Tábi Tamás
    Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék
  • Hajba Sándor
    Doktorandusz, Polimertechnika Tanszék