Szálerősítésű hibrid kompozitok: szerkezet és ütésállóság
A polimer alapú kompozitok fő fejlesztési és kutatási célja szerkezeti anyagként való alkalmazásuk. Szálerősítésű kompozitokat már évtizedek óta alkalmaznak, például az autó- és repülőgépiparban legelterjedtebb erősítőanyagok az üvegszál és a szénszál. A környezettudatosság növekedésével azonban a figyelem a természetes erősítőanyagok felé fordult, és már kereskedelmi forgalomban is kaphatóak különböző faliszt erősítésű kompozit elemek. A faliszt megfelelő határfelületi kölcsönhatás kialakulása esetén növeli a kompozitok merevségét és szilárdságát, emellett pedig nagy mennyiségben előállítható és viszonylag olcsó. A fő probléma a természetes szálerősítésű szerkezeti anyagokkal – mely a faliszt erősítőanyagra különösen igaz – hogy ütésállóságuk meglehetősen rossz. Korábbi kutatások során különböző elasztomer társítóanyagok segítségével próbálták az ilyen polimer/faliszt kompozitok törési ellenállását növelni, de a természetes erősítőanyagok relatív kis szilárdsága valamint a fellépő nagyszámú mikromechanikai deformációs folyamat miatt ez a megközelítés nem volt eredményes. Mostanában ezért előtérbe kerültek az eltérő tulajdonságokkal rendelkező erősítőanyagok kombinációjával létrehozott, újfajta, úgynevezett hibrid kompozitok. Az egyes komponensek különböző tulajdonságokkal ruházhatják fel a kompozitot. Az előkísérletek alapján megállapítottam, hogy polimer szálak (például polietilén-tereftalát (PET)) alkalmazása nagymértékben növelheti az ütésállóságot. A cél a faliszt és a PET szálak tulajdonságainak kombinációjával új, megfelelő ütésállósággal rendelkező hibrid kompozit alapanyag fejlesztése, illetve a kompozitokban fellépő határfelületi kölcsönhatások szabályozásával és a deformációs folyamatok analízisével jobb ütésállóságú kompozit létrehozása. A hibrid kompozitokat belső keverőben vagy kétcsigás extruderen homogenizáltam, majd mintákat préseltem és fröccsöntöttem mechanikai és szerkezeti vizsgálatokhoz. A szakítóvizsgálat során a deformációs folyamatokat akusztikus emissziós mérés segítségével vizsgáltam. Az ütésállóságot szabványos Charpy, és műszerezett törés vizsgálatokkal mértem.
szerző
-
Várdai Róbert
Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Renner Károly
tudományos munkatárs, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
