2015-ös év áttekintése, összegzés

A 2015-ös év is számos eredménnyel járult hozzá a biokompozitok fejlesztéséhez és tulajdonságaik feltérképezéséhez. Ebben az évben eredményeinkből három TDK dolgozatot nyújtottunk be hallgatóimmal, amelyekből két 3.díj és egy TDK dicséret született :) . A növényi kaucsukkal szívósított PLA estén egy diplomaterv került beadásra, amelyet jövőbeli munkánk során alapkutatási eredménynek tekintünk és intenzív továbbfejlesztését tűztük ki célul. BSc-s hallgatóim fejlesztési munkáját négy kiváló szakdolgozat fémjelzi.

Ebben az évben részletesen tanulmányoztuk a politejsav alapú természetes szállal erősített kompozitok viselkedését ivó- és sós vizes kezelés hatására. A növényi kaucsukot sikeresen oszlattuk szét a politejsavban és sikeresen kezdtük meg a határfelületi adhézió (tapadás) javítását a kaucsuk és a rétegszilikát (nano erősítés) esetén, amely a PLA jövőbéli alkalmazhatósági körét nagyban növelheti. A Szerves Kémia és Technológia Tanszék munkatársaival sikeresen állítottunk elő fizikai úton habosított politejsavat, amely egy újabb kutatási irányt tárt elénk.

[Forás: www.happynewyear2016imagesz.com]

Sikerekben és megújuló erőforrásokban gazdag boldog új évet kívánok mindenkinek!

                                                                                                              Dr. Kmetty Ákos

Tovább olvasom »

Politejsav szívósságának növelése kompatibilizált blendek kifejlesztésével (1)

Korábban már beszámoltam arról, hogy a politejsav szívósításának egy lehetséges módszere annak természetes növényi kaucsukkal való társítása, amelyet  nano méretű rétegszilikátok (pl. montmorillonit) alkalmazásával is kiegészíthetünk. Ebben a félévben kollégáimmal különböző rétegszilikát tartalmú és típusú (kezeletlen és általunk felületkezelt), 10 m% növényi kaucsukkal ellátott keveréket állítottunk elő ikercsigás kompundálással. Összesen 11 db különböző keveréket gyártottunk. Az elmúlt hetekben megkezdtük a vizsgálatokhoz szükséges próbatestek előállítását fröccsöntéssel. A fröccsöntés előtt a keverékeket  4 órán át 80°C-os szárításnak vetettük alá (1.ábra).

1.ábra PLA alapú keverékek szárítása [Forrás:saját ábra]

A fröccsöntés során szabványos piskóta és lapka próbatestek előállítását kezdtük meg (2.ábra).

2. ábra PLA alapú növényi kaucsukkal és rétegszilikáttal töltött alapanyagból fröccsöntött piskóta próbatestek [Forrás: saját ábra]

A következő bejegyzésben már bízok benne, hogy az eredményeket ismertethetem. :)

Tovább olvasom »

Önerősített polimer bio anyagok és kompozitok (1)

Napjainkban a különböző környezetvédelmi direktívák megjelenésével a termékek újrahasznosítása, illetve újrafelhasználhatósága egyre inkább előtérbe kerül. Ha szemügyre vesszük hőre lágyuló mátrixú polimer kompozitjainkat, akkor jellemzően üveg, szén, bazalt és valamilyen természetes szálerősítéssel ellátott kompozitokkal találkozhatunk. Ezen kompozit anyagok jellemzője, hogy nehezen és költségesen újrahasznosíthatóak, biológiai úton való lebonthatóságuk nem vagy csak korlátozott módon lehetséges, illetve mátrix anyaguk jellemzően nem megújuló erőforrásból kerül előállításra. 

A fentebb említett okok miatt, a bio alapanyagok területén is intenzív kutatómunka vette kezdetét az elmúlt években, hogy miként lehetne pl. politejsav alkalmazásával politejsav erősítésű és politejsav mátrixú bio-kompozitot előállítani, valamint biológiai úton előállítható alapanyagok kombinálásával majd orientálásával (kompaundálást követően, molekuláris orientáció alkalmazása) önerősített polimer bio anyagot előállítani. 

Ebben a bejegyzésben a tématerület iránt érdeklődök figyelmébe szeretném ajánlani S. Fakirov Professzor úr és munkatársainak egy nemrég megjelent szabad hozzáférésű cikkét (Biodegradable microfibrillar polymer-polymer composites from poly(L-lactic acid)/poly(glycolic acid)), amelyben politejsav és poliglikol sav felhasználásával állítottak elő orvostechnikai célokra is alkalmazható önerősített polimer bio anyagot.

Tovább olvasom »

2015/2016-os oktatási/kutatási év témái és várható eredményei

Az ősz beköszöntével elindult egy újabb oktatási év, amely számos érdekes kutatási téma megvalósulását jelentheti, egy megújult laborkörnyezetben. Közel másfél hónap múlva rendezik meg a BME Tudományos Diákköri Konferenciáját (TDK), ahol három, általam konzultált hallgató fogja eredményeinket ismertetni a következő témákban:

1. Kompatibilizálószerek hatása PLA/TPS keverékekre,
2. Ivóvíz hatásának vizsgálata politejsav alapú biokompozitokra,
3. Poliészter alapú önerősített bio-kompozitok előállítása és vizsgálata,

A novemberi TDK konferencia után a december hónap is tartogatni fog érdekes eredményeket, mivel három szakdolgozatíró és egy diplomatervező hallgató fogja dolgozatát leadni, a következő témákban:

1. Rétegszilikát hatása kompatibilizált PLA/TPS keverékekre
2. Megújuló erőforrás alapú, fizikailag habosított polimer biokompozit vizsgálata
3. Vizes kezelés hatásának vizsgálata politejsav alapú bio-kompozitokra
4. Politejsav szívósságának növelése kompatibilizált blendek kifejlesztésével

Tovább olvasom »

Biológiai úton lebontható nyomtatott áramköri lapok vizsgálata

Az elmúlt időszakban lehetőségem nyílt, villamos és vegyészmérnök kollégákkal közösen nyomtatott áramköri lapok vizsgálatában részt venni. A kutatás fő célja, hogy a folyamatosan növekvő elektronikai hulladékok mennyiségét csökkentsük, oly módon, hogy a nyomtatott áramköri lapok (Printed Circuit Board, PCB, lsd. 1.ábra) anyagát, amely jellemzően üvegszál erősítésű epoxi gyanta, biológiai úton lebontható, megújuló erőforrásból származó alapanyagra cseréljük. Ehhez számos követelményt kell teljesíteni, úgy mint megfelelő égésgátlás és mechanikai tulajdonság (pl. hajlító szilárdság). 

1. ábra Nyomtatott áramköri lapok [Forrás:http://www.ourpcbte.com/]

A vizsgálatok során három különböző mintát (cellulóz acetát, politejsav, égésgátolt epoxi alapú üvegszál erősítésű kompozit) hasonlítottunk össze, hárompontos hajlító, dinamikus mechanikai analízis és UL 94-es szabványnak megfelelő lángállósági vizsgálatokkal. Az eredményeket hamarosan publikációk formájában tesszük közzé.

Tovább olvasom »

Politejsav jellemzői és szívósítási lehetőségei (2)

A politejsav (PLA) szívósítására növényi kaucsukot alkalmaztuk és a feldolgozhatóságra, PLA mechanikai tulajdonságaira gyakorolt hatását vizsgáltuk. A növényi kaucsukot "kis" (5x5 mm) kockákra vágtuk és granulátum formájú PLA-val, ikercsigás extruder alkalmazásával egy keveréket állítottunk elő (térhálósító adalék anyagot nem alkalmaztunk, így a biológiai úton való lebonthatóságot nem befolyásoltuk). Kulcsfontosságú volt az egyenletes adagolás és a megfelelő gyártástechnológiai paraméterek megválasztása. Az egyes szakirodalmak rámutatnak arra, hogy a növényi kaucsuk "csepp" formában kerül a polimer ömledékbe, ahol is ezen cseppek optimális átmérője 2-3 mikrométer alatti. Így nekünk is célunk volt, hogy ezt a mérettartományt elérjük, az egyenletes eloszlatás megtartása mellett. Az extrudálás után a keveréket granuláltuk majd fröccsöntéssel szabványos piskóta alakú próbatesteket gyártottunk. Egy próbatestet folyékony nitrogénes hűtést követően eltörtünk és a töretfelületen a kaucsuk eloszlatottságát és "csepp" átmérőjét vizsgáltuk pásztázó elektronmikroszkóppal (1.ábra). 

1.ábra Növényi kaucsuk "csepp" átmérője PLA mátrixban [Forrás:saját felvétel]

A felvételen látható, hogy a kívánt célt elértük :)

A részletes morfológiai és statikus, dinamikus mechanikai tulajdonságok feltárását megkezdtük...

Tovább olvasom »

Az egy hónappal ezelőtti bejegyzésben (link) említett kísérletsorozatot sikerült érdemben is elkezdeni az elmúlt hetekben. A kísérleteket végül két részletben fogom végrehajtani: jelenleg a csapvízben történő áztatás folyik, augusztus végén pedig a sós vizes méréseket fogom elkészíteni.  Ennek legfőbb oka, hogy összegezve viszonylag sok próbatestet kellene legyártani és mérést végrehajtani, hiszen két víztípusban (csapvíz, sós víz), négy különböző időpontban (0, 1, 5 és 15 nap után), négy különböző száltartalmú (0, 20, 50, 100 m/m%) próbatesteken, hat különböző mérést (tömegmérés, húzás, hárompontos hajlítás, DSC, DMA, SEM) fogok elvégezni. 

A csapvizes kísérletekhez a próbatesteket tehát préseléssel (ún. film-stacking eljárással) már elkészítettem. Technikai okokból kifolyólag az erősítetlen, azaz kizárólag politejsavból (PLA-ból) készült próbatesteket nem sikerült most legyártani, ezeknek a csapvizes kísérletei szintén augusztus végére tolódnak. A rétegrendeket úgy állítottam be, hogy 20, illetve 50 tömegszázalék len szövetet tartalmazzon az adott préselt biokompozit. A 20 tömegszázalékos rétegrend pl.: 6 db (PLA) – 1 db (len) – 6 db (PLA) – 1 db len – 6 db (PLA), ahol egy PLA réteg alatt egy 60 µm vastagságú PLA fóliát kell érteni. Ez látható az 1. ábrán préselés előtt és után.

1.ábra PLA-len kompozit előállítása [Forrás: saját kép]

Az 50 m% len-t tartalmazó próbatestek viszonylag jól sikerültek, a szövetet sikerült jól átitatni (konszolidálni) és a buborékosodást elkerülni. A 20 m%-os lapkák egy részében a len szövet préseléskor valamiért meggyűrődött, így a próbatestek bal oldalán jelentős buborékosodás figyelhető meg. A próbatestek ezen részeit az áztatás után nem lehet majd felhasználni a további mérésekhez, hiszen teljesen más tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a buborék nélküli, ép részek.  

A következő művelet a szárítás, ezt 50°C-on, 24 óráig végeztem (az ISO 62-es szabványnak megfelelően). Az áztatás előtti utolsó feladat pedig a lapkák éleinek lezárása. Erre azért van szükség, mert a len szövet (mint minden más természetes szövet is) kifejezetten hajlamos a vízfelvételre. Így az éleken keresztül közvetlenül érintkezhetne a vízzel áztatás közben, ennek következtében a vízfelvétel egyrészt felgyorsulna, másrészt eltérő lenne az azonos összetételű próbatestek között. Az említett következmények elkerülése érdekében a kísérleteimben viaszt alkalmaztam a próbatestek széleinek lezárására: közönséges gyertyát 80°C-on megolvasztottam (a gyertya olvadáspontja 54-74°C között van, attól függően milyen anyagból készül. A próbatestek minden oldalát belemerítettem az olvadt viaszba (2. ábra). 

2.ábra Viaszba merített PLA-len kompozit [Forrás: saját kép]

A próbatestek és a len szövet így készen is állt az áztatásra. A bejegyzés elején felsorolt roncsolásos vizsgálatokat áztatás előtt, majd áztatás után három időpont után végzem el: 1, 5, és 15 nap után. A mérések folyamatosan zajlanak. Ezek eredményeivel összegezve fogunk jelentkezni. 

Boda Márton, BME gépészmérnök hallgató, anyagtechnológia szakirány

Konzulens: Dr. Kmetty Ákos

Tovább olvasom »

PLA/PBS keverék minősítése

Az elmúlt fél évben a politejsav (PLA) szívósságának a növelésével foglalkoztam. Szakdolgozatíró hallgatómmal arra kerestük a választ, hogy a bio alapú polibutilén-szukcinát  (PBS) politejsavhoz való adagolásával milyen hatásokat érhetünk el, és mely összetétellel érjük el a "legjobb" eredményeket. Ehhez különböző keverékeket állítottunk elő ikercsigás extruderrel. A PLA alapanyaghoz 20 m%-os adagonként PBS granulátumot kevertünk (1.ábra). 

1.ábra PLA/PBS keverék előállítása ikercsigás kompaundálással [Forrás:Saját felvétel]

A keverékek előállítása után azokból fröccsöntött próbatesteket gyártottunk, amelyeket szakító, DMA, DSC, Charpy, SEM vizsgálatoknak vetettük alá. Az eredmények azt mutatták, hogy a PBS mennyiségének növelésével a húzószilárdság és húzó rugalmassági modulus a referencia PLA alapanyaghoz képest csökkent, azonban a maximális terhelő erőhöz tartozó nyúlás jelentősen növekedett. A Charpy vizsgálatok eredményeiből megállapítottuk, hogy a PBS tartalom növelésével a PLA ~6 kJ/m2-es ütőszilárdságát, a 40 m% PBS tartalom mintegy 18 kJ/m2-es értékre növelte meg, amely már igen jónak mondható. A PBS a PLA-t szívósította és e mellett kristályos gócképzőként is hatott rá, amelynek következtében a PLA ~55°C-os üvegesedési hőmérséklete után a tárolási modulus értéke a PLA-ra vonatkozóhoz képest nagyobbra adódott (2.ábra).

2.ábra 100%PLA és 60/40 PLA/PBS keverék tárolási modulusának változása a hőmérséklet függvényében [Forrás: saját mérés] 

Tovább olvasom »

Sós víz hatásának vizsgálata politejsav alapú biokompozitokra (1)

A polimerek világában egyre többet hallani a biopolimerekről, biokompozitokról: egyre több kutatócsoport kezd el teljesen, vagy részben foglalkozni az említett anyagok adta számtalan lehetőséggel. 

A jelenleg készülő TDK dolgozatom középpontjában is a biokompozitok állnak, azokon belül pedig a vízfelvételi tulajdonságok után kezdtem el érdeklődni, és ezzel kapcsolatban szeretnék most néhány gondolatot megosztani. 

A nedvességfelvételre erősen hajlamos (ún. higroszkópikus) polimerek viselkedése vizes és/vagy nagy páratartalmú környezetben mindig is problémát okozott: a vízfelvétel általában lágyító hatással bír, amelynek következtében csökkennek a mechanikai tulajdonságok (pl. csökken a szilárdság, rugalmassági modulusz). Vízfelvételkor csökkennek továbbá az optikai tulajdonságok is (az átlátszó polimer foltossá, homályossá válhat), változnak a test méretei (pl. a tűrésezett alkatrészek funkciójukat vesztik), megnő a tömeg, illetve az elektromos tulajdonságok is megváltoznak. Amint látható, a probléma igen komoly és összetett.

A fent említett igénybevétel tovább fokozható, ha tengervízben, vagy tengervizes környezetben gondolkodunk. Egyrészt a tengervízben található só kikezdheti az anyagot- elég, ha csak arra gondolunk, amikor tengervízben úszunk, a szemünkbe kerül véletlenül, és nagyon marja, csípi azt. Másrészt pedig a tengerben élő mikroorganizmusok szintén degradáló hatással lehetnek a polimer anyagokra.  A biopolimerek és a tengervíz kapcsolatával leginkább Antoine Le Duigou francia kutató és társai foglalkoznak. Több publikációjuk is megjelent már, amiben politejsav (PLA) alapú len szállal erősített biokompozitokat vizsgálnak különböző típusú (csap-, desztillát-, tenger-) vizes környezetben. Eredményeik igen biztatóak, a témával kapcsolatos kísérletsorozatuk a mai napig tart. 

A TDK dolgozatomban vizsgált próbatestek alapanyagául én is a fent említett két anyagot választottam: politejsavat (PLA) és len szövetet. A biokompozit próbatesteket préseléssel, ún. film stacking eljárással fogom elkészíteni, amelynek lényege, hogy a politejsav és len rétegeket egymásra helyezem, majd ezeket adott hőmérsékleten és nyomáson összepréselem. Az elkészült próbatesteket egy adott koncentrációjú sós vízbe fogom tenni (így imitálva a tengervizet), majd különböző időközönként méréseket fogok elvégezni rajtuk. Összehasonlítás végett mindezt csapvízben is el fogom végezni. 

Célom az említett összetételű biokompozit vízfelvételi tulajdonságainak vizsgálata az idő és az erősítő anyag (len szövet) tartalmának függvényében, a sós víz hatásának kimutatása, illetve az eredményeim összehasonlítása a fentebb említett kutatócsoport eredményeivel.

További részletekkel hamarosan jelentkezünk. A PLA fóliát már legyártottuk, a len szövet szintén rendelkezésre áll, a hét folyamán elkezdjük a próbatestek gyártását is.

Boda Márton, BME gépészmérnök hallgató, anyagtechnológia szakirány

Tovább olvasom »

Polibutilén-szukcinát (PBS)

A nemzetközi szakirodalmakból kitűnik, hogy a biológiai úton lebontható polimerek fejlesztése és alkalmazásterületük szélesítése folyamatos és intenzív. Sorra jelennek meg az egyre újabb és újabb bió alapú (biomasszából közvetlenül vagy közvetve előállítható), biológiai úton lebontható polimer alapanyagok. 

Jelenleg a kutatások egy jelentős része a politejsavra (PLA) fókuszálódik. A PLA tulajdonságainak módosítása, főleg szívósságának növelése kulcsfontosságú, magasabb hozzáadott értékű műszaki felhasználhatóság céljából. Az adott polimer pl. PLA tulajdonságainak változtatására az egyik lehetséges mód a polimer keverék (blend) előállítása, azaz más polimer anyaggal pl. polibutilén-szukcináttal való összekeverése jellemzően ikercsigás kompaundálással.

A polibutilén-szukcinát ((C8H12O4)n) egy hőre lágyuló polimer (olvadáspontja ~115°C), amely a poliészterek csoportjába tartozik (biológiai úton lebontható, alifás poliészter) (1.ábra). 

1.ábra Polibutilén-szukcinát előállítása [Forrás:http://en.wikipedia.org/wiki/Polybutylene_succinate]

Alapját a szukcinát sav és 1,4 butándiol adja, amelyek napjainkban már a biomasszából kinyerhető glükózból előállíthatók (részletesen lsd itt).

Alkalmazását tekintve jelenleg főként a csomagolóipar alkalmazza (2.ábra), de készült már belőle járműipari belső burkolat bambusz erődítéssel is (részletesen lsd. itt). 

2.ábra PBS alapú pohár címke [Forrás:Thaikk]

Mechanikai tulajdonságai közül a ~300%-os szakadási nyúlása emelkedik ki. Ára ~10 euro/kg

Jelenleg a növényi kaucsukkal való PLA szívósítás mellet (lsd korábbi bejegyzés) célunk, hogy a PLA 2-3%-os szakadási nyúlását PBS alapanyag megfelelő arányú hozzákeverésével jelentős mértékben növeljük.

Tovább olvasom »

Mikro-fibrilláris cellulózzal erősített termoplasztikus keményítő tulajdonságai

Megjelent a mikro-fibrilláris cellulóz termoplasztikus keményítőre vonatkozó hatását bemutató AMDA konferenciához tartozó publikációm, szabad hozzáféréssel.

A cikk az alábbi linkre kattintva érhető el:
Kmetty Á.,Karger Kocsis J.,Czigány T.: Production and properties of micro-cellulose reinforced thermoplastic starch. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 74, 1-6 (2015). DOI: 0.1088/1757-899X/74/1/012008

Tovább olvasom »

Politejsav jellemzői és szívósítási lehetőségei (1)

Politejsav főbb tulajdonságai:
A politejsavra (PLA) jellemző, hogy a feldolgozástechnológiák többségénél (pl. extrúzió, fröccsöntés) teljesen amorf állapotban marad és csak nagyon lassú hűtéssel, illetve gócképzők alkalmazásával kristályosítható. A PLA tipikus DSC (Differenciál Scanning Calorimetry) görbéjét az 1.ábra szemlélteti.

1.ábra Politejsav DSC görbéje [Forrás:Saját mérés]

A DSC görbén látható, hogy  a PLA üvegesedési hőmérséklete 60°C körül van (lágyítás nélkül), amelyet egy un. hideg kristályosodáshoz (amorf polimer hányad rendezett szerkezetté alakul át) tartozó exoterm csúcs követ, majd ezt követően 150°C körül az anyag ömledék állapotba kerül. Az olvadási hőmérséklet tartományban két kristályos módosulatra utaló csúcsot láthatunk, amelyet  α' és -α-nak nevezünk.

A PLA mechanikai tulajdonságait tekintve 2500-4000 MPa-os rugalmassági modulussal, 50-70 MPa-os szakítószilárdsággal és 2-3%-os nyúlással rendelkezik. Alapvetően rideg anyag. Ahhoz, hogy a PLA és PLA alapú kompozitok tulajdonságait (pl. ütésállóság, nyúlás) módosítani tudjuk, nélkülözhetetlen különböző adalék és vagy kompatibilizáló anyagok alkalmazása. Ilyen adalék anyagok lehetnek a gócképzők (pl. talkum, krétapor), lágyítók (triacetin, polietilén-glikol) és kompatibilizáló anyagok (pl. maleinsav anhidrid).

Kutatásom során a politejsav növényi kaucsukkal (kaucsukfából nyert latexben lévő víz eltávolítása utána kapott koagulátum, vulkanizálás nélkül, 2.ábra), latexszel történő szívósítási lehetőségeire és azok kompatibilizálására fókuszálok.

2. ábra Növényi kaucsuk feldolgozás előtt [Forrás:saját felvétel]

Cél a megújuló erőforrásokon alapuló kompozit megtartása és biológiai úton való lebonthatósága. Az elkövetkező hónapokban ezen kutatások eredményeit fogom ismertetni.

Tovább olvasom »

Politejsav mátrixként, szálként, kompozitként

Az elmúlt években a megújuló erőforrásból előállítható polimerek száma jelentős mértékben növekedett (lsd. augusztusi bejegyzés) és elmondható, hogy a politejsav (PLA) alkalmazása és fejlesztése intenzív és töretlen. Mára megjelentek a különböző PLA alapanyagok, amelyekből extrúzióval, fröccsöntéssel, fóliafúvással, síkfóliagyártással és még 3D nyomtatással is tudunk terméket gyártani. Fontos kiemelni, hogy a granulátum formában megvásárolható PLA-n kívül fokozatosan jelentek és jelennek meg a PLA szálak (pl. elektro-spinning eljárással gyártott nano méretű szálak) és szálas szerkezetek (termékek pl. pelenkák, nedves törlőkendők (1. ábra)), amelyek megnyitották az utat a polimer kompozitokban történő felhasználásuk előtt. 

1. ábra PLA-ból gyártott nedves törlőkendő [Forrás: www.elementsnaturals.com]

Májusi bejegyzésemben már említést tettem PLA szálak, hőre keményedő polimer kompozitban történő alkalmazhatóságáról (mikro méretű üreg kialakítása öngyógyító folyadék tárolhatóságának céljából), így most egy új és érdekes területre szeretnék rávilágítani, ami nem mást, mint a PLA alapú önerősített kompozitok fejlesztése. Önerősített polimer kompozitnak nevezzük azt a kompozit szerkezetet, ahol a polimer mátrix és az erősítőanyag is ugyanabba a polimer anyagcsaládba tartozik, de olvadáspontban eltérőek (mátrix anyag olvadáspontja alacsonyabb), illetve az erősítő és mátrixanyag közötti kiváló adhézió, felületkezelő anyag alkalmazás nélkül elérhető. Az így gyártott kompozit egyszerűen és költséghatékonyan újrahasznosítható. Jelen esetben PLA mátrix és PLA szál társítását értem alatta, amely nem csak újrahasznosítható hanem biológiai úton 100%-ban le is bontható.

Kollégáimmal ilyen PLA alapú önerősített kompozitot állítottunk elő tekercseléssel és préseléssel (un. film-stacking eljárással). Első lépésként a PLA granulátumból 65 mikrométer vastag fóliát állítottunk elő síkfóliagyártással. Ezt követően a PLA multifilamentet (144 elemi PLA szál) és a PLA fóliákat rétegesen egymásra helyeztük (0-90°-os un. cross-ply elrendezésben) és préseltük (konszolidáltuk). A gyártott kompozit lapokat (névleges száltartalom: 53 m%) széleskörűen vizsgáltuk (2.ábra). 

2.ábra Önerősített PLA kompozit tönkremenetele szakítóvizsgálat során [Forrás: saját kép]

Rámutattunk arra, hogy a PLA szálakkal történő erősítéssel a PLA alapú önerősített kompozit nyúlása mintegy 10 szeresére, perforációs energiája (ütés során elnyelt energia) ~20 szorosára növelhető a PLA mátrixhoz képest. Kimutattuk továbbá, hogy ammónium-polifoszfát égésgátló adalék alkalmazásával a gyártott kompozit, égésgátlás szempontjából a V-0-s azaz legjobb besorolást érte el UL94-es szabvány szerint. Eredményeinket a Composites Part A című rangos nemzetközi folyóiratban közöltük (Link).

Tovább olvasom »