Természetes szálak értéknövelt felhasználása polimer kompozitokban: szerkezet és tulajdonságok
A polimereket változatos tulajdonságaik miatt igen széleskörben használják az ipari gyakorlatban és a mindennapokban egyaránt. Alkalmazhatóságuk széles skálája tovább bővíthető különböző módosítások segítségével. A folyamatosan növekvő elvárások miatt a heterogén polimer rendszerek (keverékek, töltőanyaggal társított polimerek, szálerősítésű kompozitok) nagy népszerűségnek örvendenek. Az utóbbi évtizedekben megnőtt az igény a megújuló nyersanyagforrásból származó természetes alapanyagok alkalmazására, melynek egyik oka, hogy fosszilis anyagforrásaink folyamatosan ürülnek, illetve a környezetvédelmi nyomás is egyre csak növekszik. A cukorpálma szálak használata polimer kompozitokban egy új lehetőséget rejt magában. Ezek a szálak megújuló nyersanyagforrásból származnak, ezért alacsony áron lehet őket beszerezni. Többnyire mezőgazdasági melléktermékként keletkezik a cukorgyártás során, viszont értéknövelt felhasználását eddig nem aknázták ki. Ez mind a termelő országok, mint az ipar számára előnyös lenne. Az értéknövelt felhasználás egyik módja a szál közvetlen alkalmazása különböző polimer kompozitokban. A gyártáshoz olyan hatékony feldolgozási technológiák nyújtanak segítséget, mint az extrúzió vagy a fröccsöntés. Munkám során polipropilén (PP)/cukorpálma szál kompozitokat készítettem fröccsöntéssel, ahol két különböző típusú (eltérő folyásindexszel rendelkező) homopolimer PP-t használtam. Kompozitok esetében többek között a határfelületi adhézió az egyik legfontosabb tényező, amely meghatározza a kompozitok tulajdonságait. A kölcsönhatások erőssége a komponensek kémiai jellemzőitől függ, PP és természetes szálak társítása során csak nagyon gyenge másodlagos erők alakulnak ki a mátrix és a szálak között. A gyenge kölcsönhatások javítása érdekében maleinsav-anhidriddel ojtott polipropilént használtam kapcsolóanyagként. Szakító- és ütésállósági vizsgálatok segítségével jellemeztem a kompozitok mechanikai tulajdonságait, a mikromechanikai deformációs folyamatokat pedig akusztikus emissziós technika segítségével detektáltam. A kompozitok szakadási felületéről pásztázó elektronmikroszkóppal készítettem felvételeket. Dolgozatomban rámutatok az eltérő mátrixokkal készített kompozitok közötti különbségekre, vizsgáltam a kapcsolóanyag hatását a mechanikai jellemzőkre és meghatároztam a szálak saját szilárdságát egy exponenciális modell segítségével.
szerző
-
Horváth Csilla
Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Móczó János
Tudományos főmunkatárs, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék -
Bartos András
PhD hallgató, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék