Regisztráció és bejelentkezés

Lignin diszpergálhatóságának javítása polietilénben a stabilizáló hatás növelésére

Lignin diszpergálhatóságának javítása polietilénben a stabilizáló hatás növelésére

Mezei Gábor, I. évf. (MSc)

Témavezető: Dr. Földes Enikő címzetes egyetemi tanár

MTA TTK AKI Polimer Fizikai Kutatócsoport

Konzulens: Kun Dávid PhD hallgató

BME VBK FKAT Műanyag- és Gumiipari Laboratórium

A polietilén stabilizálása elengedhetetlen ahhoz, hogy megakadályozzuk a polimer káros kémiai reakcióit (degradációját) feldolgozás és alkalmazás során. Stabilizátorként olyan antioxidánsok alkalmazhatók, amelyek a polimerből képződő reaktív (alkil, peroxi, oxi) gyökökkel reakcióba lépnek, vagy elbontják a degradáció kezdeti szakaszában képződő hidroperoxidot stabil vegyületté. A stabilizátorokkal szembeni követelmény, hogy kellő kémiai hatékonysággal rendelkezzenek, jól oldódjanak a polimerben, továbbá a belőlük képződő reakciótermékek ne vigyék tovább a degradációt és ne legyenek káros hatásúak. Az utóbbi években kétségek merültek fel a szintetikus antioxidánsok átalakulási termékeinek az emberi egészségre gyakorolt hatásával kapcsolatban, ezért egyre szélesebb körben tanulmányozzák a természetes antioxidánsok alkalmazásának lehetőségeit a polimerek stabilizálására. A lignin egy természetes polifenol, a fa alkotórésze, a papírgyártás mellékterméke, ezért nagy mennyiségben, olcsón hozzáférhető. Különböző eljárással nyerik ki fából vagy egyéb mezőgazdasági nyersanyagból (pl.: szalma, kukoricaszár). A növényekben megtalálható lignin térhálós, keresztkötésekkel rendelkező molekula, amelyet nem lehet feloldani, vagy megömleszteni. Szerkezete és funkciós csoportjai nagymértékben függenek a kinyerési eljárástól. A Tanszéken folytatott korábbi kutatások azt mutatták, hogy a lignin stabilizáló hatással rendelkezik polietilénben (PE), de szükséges a homogén eloszlatása a polimer mátrixban.

Kutatásom során a lignin diszpergálási eljárásait tanulmányoztam különböző adalékanyagok felhasználásával. A munka célja volt a lignin szemcsék méretének lehető legnagyobb mértékű csökkentése és homogén eloszlatása PE-ben. A kísérleteket egy lignoszulfonát típussal végeztem, összehasonlításként egy gőzrobbantott lignint is vizsgáltam. A lignint etilénglikollal és polietilénglikolokkal diszpergáltam. A poláris lignin eloszlatásának javítására az apoláris PE-ben, néhány kiválasztott diszperzióval PE-alapú mesterkeverékeket készítettem gyúrókamrában maleinsavval módosított PE és cink-ionomer kapcsolóanyagok felhasználásával. A kiválasztott mesterkeverékekkel 0,1 – 5,0 tömegszázalék lignin tartalmú polietilén mintákat gyártottam extrúziós eljárással. Az anyagok jellemzésére optikai- és pásztázó elektron-mikroszkópiát (homogenitás, szemcseméret eloszlás), reológiai vizsgálatokat (rotációs és dinamikus viszkozitás, folyásindex), oxidációs index (magas hőmérsékletű termo-oxidatív stabilitás) mérést és színvizsgálatot (sárgaságindex, optikai L paraméter) alkalmaztam. A dolgozatban a diszpergálási eljárásokat és a kutatás eredményeiből levonható következtetéseket mutatom be részletesen.

szerző

  • Mezei Gábor
    Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
    mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

  • Dr. Földes Enikő
    kutató professzor emeritus, MTA TTK AKI (külső)
  • Kun Dávid
    doktorandusz, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék