Ciklodextrin mikroszálak alkalmazása politejsav égésgátlásában
Az ismert biopolimerek közül a politejsav (PLA) a legintenzívebben kutatott és használt természetes alapanyagú és biológiailag lebomló alifás poliészter. Előnyös mechanikai tulajdonságai és feldolgozhatósági tartománya miatt számos kutatás összpontosít a megfelelő égésgátlásának megvalósítására, ezáltal felhasználhatóságának kiterjesztésére. Az éghetőség hatékony csökkentése mellett további szempont, hogy a felhasznált égésgátló adalékok is lehetőleg biológiai forrásból származzanak és biodegradálhatók legyenek. Ezen megfontolásokból a ciklodextrineket (CD) és származékaikat egyre gyakrabban alkalmazzák ún. felhabosodó égésgátló (IFR) rendszerekben szenesedő komponensként főként a petrolkémiai eredetű pentaeritritol kiváltására , egyúttal elősegíthetik a hőszigetelő szenes habréteg kialakulásához szükséges inert habosító gázok fejlődését is.
TDK munkám célja béta-ciklodextrin (BCD) mint szenesedő ágens alkalmazhatóságának vizsgálata volt politejsav (PLA) rendszerben. Ammónium-polifoszfát (APP) alapégésgátló mellett vetettem össze új megközelítésként a ciklodextrin vizes oldatából elektrosztatikus szálképzéssel gyártott nanoszálas struktúrák égésgátló hatását a hagyományos, por állagú adalékéval. Az elkészült minták termikus tulajdonságait termogravimetrikus analízissel (TGA) és differenciális pásztázó kalorimetria (DSC) segítségével vizsgáltam. Az azonos kémiai összetételű csak a felhasznált BCD szerkezetében (szálas vagy por) különböző égésgátolt polimer minták éghetőségét Oxigén Index (LOI), UL-94 szabvány szerinti éghetőségi vizsgálatokkal, valamint Mass Loss kalorimetriával vetettem össze. Azt találtam, hogy a szálas szerkezetű BCD-t tartalmazó égésgátolt PLA kompozit LOI értéke (32,5%) számottevően magasabb, mint a port tartalmazó mintáé (29%). Emellett a csak APP-t tartalmazó PLA-hoz viszonyítva 25%-os hőkibocsátás csökkenést tapasztaltam a szálas BCD-vel adalékolt kompozit esetében. A polimer minták mechanikai tulajdonságainak, illetve tönkremeneteli mechanizmusának felderítésére szakító vizsgálatot végeztem. A szálas BCD-t tartalmazó minták esetében közel azonos szakítószilárdság értékek mellett nagyobb modulust és szakadási nyúlást mértem. A vizsgálati minták töretfelületét pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) valamint optikai mikroszkóppal alkotott képek segítségével elemeztem. Az, hogy csupán a BCD alaki tényezőjének megváltoztatásával mind az égésgátló hatása tekintetében, mind a felhasználásával elérhető mechanikai tulajdonságok terén számottevő javulás érhető el, új felismerés. TDK dolgozatomban javaslatot teszek a tapasztalt hatások mechanizmusára.
szerző
-
Takács Viktor
Vegyészmérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Bordácsné Bocz Katalin
tudományos munkatárs, Szerves Kémia és Technológia Tanszék -
Decsov Kata Enikő
PhD hallgató, Szerves Kémia és Technológia Tanszék