Elasztomerrel módosított PP/szizál kompozitok ütésállósága
A XXI. században a műanyagok életünk fontos részét képezik, előállításukat és felhasználásukat növekvő tendencia jellemzi országunkban és világszinten is. A polimerek igen változatos szerkezetének köszönhetően a műanyagok számos felhasználási területen – mint például a járműipar, építőipar, csomagolóipar, vagy elektronikai ipar – előfordulnak, mindennapjainkban a legkülönbözőbb műanyagipari termékekkel találkozhatunk. Elterjedésüket segítette a sűrűségükhöz képest jó műszaki tulajdonságuk, jó ellenálló képességük a termelékeny gyártás és az alapanyagok alacsony ára is. A polimerekkel kapcsolatos kutatásoknak köszönhetően a műanyagok fejlődése és felhasználása várhatóan a jövőben is jelentősen emelkedni fog.
Az utóbbi évtizedekben a kompozitok, társított polimer rendszerek térhódítása is jelentőssé vált. Töltőanyagként gyakran használnak falisztet, talkumot vagy kalcium-karbonátot, amelyeket a mátrixba keverve a termék ára csökkenthető. Faliszt erősítésű rendszerek esetében a töltőanyag-tartalom elérheti az 50 – 70 %-ot is, amely jelentős költségcsökkenést jelent. A mátrixhoz kevert töltőanyag a termék mechanikai tulajdonságait is befolyásolja, merevségét növeli, a zsugorodást a feldolgozás során csökkenti. A fentebb említett töltőanyagok mellett napjainkban egyre népszerűbbek a természetes szálas anyagokkal töltött polimerek. Ezek a szálak az egyéb töltőanyagokhoz hasonlóan viszonylag olcsón beszerezhetőek, kis sűrűség és jó specifikus tulajdonságok jellemzik őket, nem utolsó sorban más erősítő szálakkal ellentétben biodegradálhatóak, azaz biológiai úton lebomlanak. Ennek kiemelkedő jelentősége van a napjainkban egyre súlyosabb problémát kiváltó hulladékkezeléssel kapcsolatban.
A töltőanyagok alkalmazásának számos előnye mellett meg kell említeni, hogy bár a kompozit merevségét növelhetjük vele, ugyanakkor ezzel párhuzamosan a termék ütésállósága csökkenni fog. A csökkenő ütésállóságot azzal kompenzálhatjuk, ha elasztomert keverünk a rendszerhez. A különböző szálas erősítőanyagok mellett elasztomerek széles skálája áll a rendelkezésünkre. A tulajdonságok tovább javíthatók kapcsolóanyagok alkalmazásával, amelyek a töltőanyag és a mátrix közötti határfelületi kölcsönhatások megváltoztatására szolgálnak.
A fent leírtak alapján kiderül, hogy számos kompozit akár 3-4 komponenst is tartalmazhat, az így kialakított heterogén rendszer szerkezete és tulajdonságai igen tág határok között változhatnak.
A kutatásom során a sisal, mint természetes szál, valamint SEBS (sztirol-etilén/butilén-sztirol), mint elasztomer tulajdonságokra gyakorolt hatását vizsgáltam. A megfelelő összetételek bemérése után extrúzióval granulátumot állítottam elő, majd a próbatesteket fröccsöntéssel készítettem el. A mérések során igyekeztem kideríteni, hogy az alkalmazott alapanyagokkal elérhető-e jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkező termék, mint a korábban kutatott rendszerek esetében. Ezen kívül próbáltam fényt deríteni arra, hogy a sisallal töltött kompozitok esetében milyen mikromechanikai deformációs folyamatok dominálnak.
szerző
-
Bartos András
Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Móczó János
Tudományos főmunkatárs, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
