Térhálós szerkezetű, szűk szemcseméret eloszlású modell töltőanyagok előállítási lehetőségeinek vizsgálata
- A műanyag feldolgozó iparban már kezdetektől alkalmaztak töltőanyagokat a termékek mechanikai tulajdonságainak befolyásolására. Az iparban használt kereskedelmi töltőanyagok széles eloszlású, gyakran szabálytalan alakú szemcsékből állnak. Ezen tulajdonságok alapvetően befolyásolják az előállított termék mechanikai jellemzőit. A töltött rendszerek nagy gyakorlati jelentősége miatt azok modellezése különösen fontos. Gömb alakú monodiszperz szemcsék alakjukból, s szűk méreteloszlásukból következően tökéletesen megfelelnek modell töltőanyagnak. Ilyen tulajdonságú polimer szemcséket viszonylag könnyen elő lehet állítani diszperziós polimerizációval. A polimer szemcsék modell kompozitokban való alkalmazáshoz azonban meg kell oldani, hogy a műanyagba történő bekeverés során ne torzuljon a szemcsék alakja. Kutatási munkám jelenlegi célja olyan szintézis módszer kidolgozása, amellyel magas hőmérsékleten (150-200°C) bekövetkező mechanikai igénybevétel mellett is gömb alakját megőrizni képes térhálós polimer szemcséket állíthatunk elő.
- Jelenlegi munkámban alapvetően a szemcsekezdő-magos polimerizáció kivitelezésének két módjával foglalkoztam, a két lépcsős diszperziós polimerizációval és a szakaszos szemcsekezdő-magos polimerizációval. Munkám első lépéseként szűk eloszlású szemcsekezdő poli(metil-metakriklát) (PMMA) magok lehetséges állítottam elő a monomer és sztérikus stabilizátor koncentráció arány mellett, és vizsgáltam a szemcseméret eloszlás változását. A pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálatok alapján a monomer stabilizátor arányának növekedésével a szemcsék mérete nő és a méreteloszlása szélesedik.
- Az utó térhálósítás során szemcséket a térhálósító (etilénglikol-dimetakrilát, EGDMA) koncentrációjának függvényéven vizsgáltam 1-10% között (szemcsekezdő-magra nézve). Kétlépcsős módszer esetén diszperziós polimerizációval állítottam elő szemcsekezdő magokat, majd a reakció elegyhez további iniciátor és térhálósító adagolásával végeztem az utó-térhálósítást. Ebben az esetben a térhálósító koncentrációjától függetlenül széles méret eloszlású terméket kaptam. A szakaszos szemcsekezdő-magos polimerizáció során az előre legyártott szemcsekezdő magokat metanolos diszperzióként mértem be a reaktorba, majd ezt követően adagoltam be a sztérikus stabilizátort, az iniciátort, a térhálósítót és indítottam el a reakciót. Ezzel a módszerrel közel azonos, szűk szemcseméret eloszlású termék keletkezett térhálósító mennyiségétől függetlenül. Az ilyen módon nyert szemcséknél a térhálósító koncentrációjának növelésével az eredetileg sima felületű szemcséken 3% felett felületi egyenetlenségek jelentek meg. Az előállított reakció terméket mikroszkópiás módszerekkel, oldat viszkozimetriával, oldhatósági és duzzadási vizsgálatokkal, illetve differenciál pásztázó kalorimetriával (DSC) jellemeztem.
szerző
-
Kárpáti Levente
műanyag és száltechnológiai mérnöki
nappali
konzulensek
-
Dr. Pukánszky Béla
egyetemi tanár, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék -
Dr. Hári József
Minőségirányítási mérnök, Mikropakk Kft. (külső)
