Termoplasztikus elasztomer társítása cellulózzal

Hasonló dokumentumok
Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

4. POLIMEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA

Mobilitás és Környezet Konferencia

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

Anyagok az energetikában

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Polimerek vizsgálatai 1.

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

VIZSGÁLATI JEGYZKÖNYV QUALCHEM ZRT ZSÁMBÉK, ÚJ GYÁRTELEP, PF 32. Qualbio kereskedelmi márkájú polietilén kompaund lebomlás. Vizsgálat idbpontja:...

2008 Budapesti és Pest Megyei Mérnöki Kamara Diplomaíja, Mechanoplast Diplomadíj Pályázat különdíja

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Polimerek vizsgálatai

Poliészterszövet ragasztása fólia alakú poliuretán ömledékragasztóval

POLIMEREK KEMÉNYSÉGE

MŰANYAGFAJTÁK. Új olefin blokk-kopolimerek előállítása posztmetallocén technológiával

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi egyetem Gépészmérnöki Kar

Mágneses tulajdonságú polimerek fejlesztése és tulajdonságainak elemzése

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI FOLYAMATÁNAK ELEMZÉSE

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1

HOSSZÚ SZÉNSZÁLLAL ERİSÍTETT MŐANYAGKOMPOZITOK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Társított és összetett rendszerek

Összefüggő gyakorlat követelménye Műanyagfeldolgozó technikus Vegyipar (8.) szakmacsoport Vegyipar (XIV.) ágazati besorolás

POLIMERTECHNIKA SZEKCIÓ

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

Szakmai önéletrajz Sikló Bernadett

Veszprémi Egyetem, Vegyészmérnöki Intézet K o o p e r á c i ó s K u t a t á s i K ö z p o n t 8200 Veszprém, Egyetem u. 10., Tel.

Powered by TCPDF (

Powered by TCPDF (

Kutatási beszámoló. Kompozithuzalok mechanikai és villamos tulajdonságainak vizsgálata

Tudományos Diákköri Konferencia POLIMERTECHNIKA SZEKCIÓ

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

Powered by TCPDF (

A MÛANYAGOK ELÕÁLLÍTÁSA ÉS FELDOLGOZÁSA. Fém műanyag hibridek. A hibrid struktúrák terjedése

Funkcionálisan gradiens anyagszerkezetű kompozit görgő végeselemes vizsgálata

Zárójelentés. Célul tűztük ki a szilárd adalékanyagok (ható és segédanyagok) hatásának vizsgálatát mind a

Több komponensű brikettek: a még hatékonyabb hulladékhasznosítás egy új lehetősége

SZÉN NANOCSŐ KOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

PhD értekezés. A szálgyártás során keletkez bazaltszálfejek hatása a polimer kompozitok mechanikai tulajdonságaira

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

Tárgyszavak: autógyártás; műszaki követelmények; permeáció; üzemanyag-emisszió; mérési módszer; áteresztés csökkentése.

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Publikálásra elfogadva a Műanyagipari Szemle-ben 2013-ban

Lebomló polietilén csomagolófóliák kifejlesztése

A felületkezelés hatása a mikromechanikai deformációs folyamatokra PA6/rétegszilikát nanokompozitokban

Veszprémi Egyetem, Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

WESSLING Közhasznú Nonprofit Kft. Qualco MAE jártassági vizsgálatok

Hajlítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK HAJLÍTÓ VIZSGÁLATA

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Anyagismeret. Polimer habok. Hab:

Szálerõsített mûanyag kompozitok tulajdonságainak javítása

Tárgyszavak: öntött poliamid; prototípus; kis sorozatok gyártása; NylonMold eljárás; Forma1 modell; K2004; vízmelegítő fűtőblokkja; új PA-típusok.

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Bazaltszövettel er!sített mono- és hibridkompozitok, mint a széler!m"vek ígéretes anyagai

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Ajánlott segédanyagok. Határfelület-kohézió-adhézió

Természetes anyagok a m!anyagiparban alapanyagok és adalékok

Nagyszilárdságú lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA MINTAFELADATOK

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

BIZOTTSÁGI SZOLGÁLATI MUNKADOKUMENTUM évi országjelentés Magyarország

Jegyzőkönyv Arundo biogáz termelő képességének vizsgálata Biobyte Kft.

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

SZERVEZETI ÖNÉRTÉKELÉSI EREDMÉNYEK ALAKULÁSA 2013 ÉS 2017 KÖZÖTT

Anyagismeret a gyakorlatban (BMEGEPTAGA0) SZAKÍTÓVIZSGÁLAT

Csigatisztítók hatékonyságának minősítési módszere

Zalaegerszegi Intézet 8900 Zalaegerszeg, Gasparich u. 18/a, Pf. 67. Telefonközpont: (06-92) Fax: (06-92)

Atomerőművi anyagvizsgálatok. 2. előadás: Roncsolásos anyagvizsgálati eljárások elvének ismertetése I. rész (a jegyzet 4.

Természetes szálakkal er!sített PP kompozitok szilárdsága és ütésállósága

Abroncsgyártó Gumiipari technológus

PhD beszámoló. 2015/16, 2. félév. Novotny Tamás. Óbudai Egyetem, június 13.

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, X. 18

Tárgyszavak: kompozit; önerősítés; polipropilén; műanyag-feldolgozás; mechanikai tulajdonságok.

Fa-műanyag kompozitok (WPC) és termékek gyártása. Garas Sándor

ANYAGSZERKEZETTAN ÉS ANYAGVIZSGÁLAT SZAKÍTÓVIZSGÁLAT

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

MŰANYAGFAJTÁK ÉS KOMPOZITOK

Borpiaci információk. IV. évfolyam / 1. szám január hét. Bor piaci jelentés

Fizika. Tanmenet. 7. osztály. 1. félév: 1 óra 2. félév: 2 óra. A OFI javaslata alapján összeállította az NT számú tankönyvhöz:: Látta: ...

A Henkel a második negyedévben az értékesítés és a bevételek jelent s növekedését jelentette

Borpiaci információk. IV. évfolyam / 4. szám március hét. Bor piaci jelentés

Energetikai és épít ipari hulladékok együttes hasznosítása

BME Department of Electric Power Engineering Group of High Voltage Engineering and Equipment

Újfajta nanoerősítőanyagokkal töltött elasztomer-mátrixú nanokompozitok

Átírás:

Szerkezetvizsgálat Termoplasztikus elasztomer társítása cellulózzal Turcsán Tamás * MSc gépészmérnök hallgató, Szolnoki Beáta ** PhD hallgató, Dr. Mészáros László * egyetemi adjunktus * 1. Bevezetés, a kutatás célja A mérnöki gyakorlatban manapság egyre nagyobb mennyiségben alkalmazott polimer kompozitok terén is jelent!s kutatások folynak a természetben megújuló anyagként fellelhet! er!sít!anyagok alkalmazásával kapcsolatban, hiszen ezen anyagok, viszonylag kedvez! árfekvésük és alacsony környezetterhelésük révén, beleilleszthet!ek a napjainkban egyre jobban el!térbe kerül!, a fenntartható fejl!désre irányuló célok közé [1]. A gumiiparban, a fenntartható fejl!dés szempontjából, a termékek újrahasznosításának megoldása az egyik alapvet! probléma, amely els!sorban térhálós szerkezetük miatt nehézkes. Az elasztomerek gyártása terén nagy áttörést jelentett, közel 40 évvel ezel!tt, a h!re lágyuló, ún. termoplasztikus elasztomerek megjelenése, amelyek magukban ötvözik az elasztomerek rugalmasságát, illetve a termoplasztok könnyen, nagy tömegben történ! feldolgozhatóságát. Napjainkban a h!re lágyuló elasztomerek tizedét teszik ki a kaucsuk alapú gumik felhasznált mennyiségének, de alkalmazásuk kétszer gyorsabb ütemben n!, mint a kaucsuk alapúaké. Ezek a mutatószámok jelent!sek, figyelembe véve azt, hogy a hagyományos elasztomereket több mint felét a gumiabroncsgyártásban használják fel, ahol a termoplasztikus elasztomerek egyel!re szóba sem kerülnek [2, 3]. Ugyanúgy, ahogyan a kaucsukoknál, a termoplasztikus elasztomerek esetén is a tulajdonságokat adalékolással, kompozitok el!állításával javítják, szabályozzák. Ilyen kompozit el!állítására lehet alkalmas a cellulóz, amelynek nagytisztaságú, finom szemcseméret" mikrokristályos változata könnyen és olcsón hozzáférhet! [4]. A cellulóz gumiipari adalékként történ! felhasználására már korábban is tettek kísérletet. Bay és Li [5] az autógyártásban gumiabroncsok alapanyagául szolgáló gumikeverékek összetételének módosításával próbálkoztak: a szilika (SiO 2 ) összetev!ket cserélték ki mikrokristályos cellulózra. Tapasztalataik szerint, kis mértékben csökkent a kompozitok szakítószilárdsága, és ezzel együtt a magas h!mérsékleten jelentkez! tan#, azaz a csillapítási képességhez kapcsolódó veszteségtényez! is. Ezen túl az alkalmazott cellulóz kis s"r"sége révén tömegcsökkenést is eredményezett. A kutatók szerint, mindezeket figyelembe véve, az adott kompozitból el!állított gumiabroncs a befektetett energia és a várható üzemeltetési költségek csökkenését eredményezheti. Megfelel! anyagpárosítással a cellulóz alkalmazása még kedvez!bb lehet. Ma és társai [6] biológiailag lebomló, glicerinnel lágyított, borsókeményít! mátrixú kompozitjuk el!állítására alkalmazták a mikrokristályos cellulózt 3 12 m% arányban. Vizsgálták a kompozitban lév! cellulóz morfológiai hatásait, valamint az anyag mechanikai tulajdonságait, termikus stabilitását, a csillapítási képességhez kapcsolódó veszteségi tényez!t, valamint a vízg!zátereszt! képességét. Azt tapasztalták, hogy az er!sít!anyag növelte a kompozit termikus stabilitását, csökkentette a tan# értékét, illetve a cellulóz tartalom növelésével n!tt a szakítószilárdság és csökkent a szakadási nyúlás értéke. Jelen kutatás a természetes kompozit er!sít!anyagok családjából származó cellulózzal foglalkozik. Közelebbr!l ennek az anyagnak a mikro mérettartományba es! kristályaival, amelyek a természetben megtalálható növényekb!l könnyedén kinyerhet! mivoltát tekintve, közelebb vihetnek a környezetbarát, természetben megújuló alapanyagú kompozitok el!állításához. A kutatás célja mikro-cellulózzal er!sített, termoplasztikus elasztomer mátrixú kompozitok el!állítása és vizsgálata. 2. A felhasznált anyagok és módszerek Kísérleteinkhez a DOW CHEMICAL COMPANY Engage 8402 típusú etilén-oktén kopolimer termoplasztikus elasztomerét és a J. RETTENMAIER & SÖHNE cég Arbocel UFC 100 jel", 8 $m átlagos részecskeméret" cellulóz termékét (1. ábra) használtuk. A mikrokristályos cellulózt (MCC) a mátrixanyagban BRABENDER Plasti-Corder 814600 kever! 50 cm 3 -es bels! kamrájában oszlattuk el, 140 C-os állandó h!mérsékleten, 10 fordulat/perc keverési sebességgel. A keverést a polimer ömledékállapotba kerülését!l számítva 10 percig folytattuk, az er!sít!anyagot a polimer ömledékbe kevertük be. A szabványos próbatestek alapanyagául szolgáló lemezeket COLLIN P 200 E laboratóriumi préssel készítettük 140 C-on, 100 bar présnyomással. A 150%150%2 mm méret" lemezekb!l az EN ISO 527-1 szabványnak megfelel! szakító próbatestek vágtunk ki. * BME Polimertechnika Tanszék, turcsantomi@gmail.com, meszaros@pt.bme.hu, 06-1-463-30-83 (Mészáros László) ** BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék, bszolnoki@oct.bme.hu 110 2012. 49. évfolyam 3. szám

1. táblázat. A felhasznált anyagok megnevezése és összetételük Felhasznált anyagok megnevezése Mikrokristályos cellulóztartalom, m% TPE 0,5MCC 0,5 1MCC 1 3MCC 3 5MCC 5 7MCC 7 1. ábra. A mikrokristályos cellulóz elektronmikroszkópi képe A szakítóvizsgálathoz ZWICK Z005 univerzális terhel!gépet használtunk. Minden anyagtípusból 5 próbatestet vizsgáltunk. A befogási hossz 50 mm, a szakítási sebesség 100 mm/min volt. Az er!-elmozdulás görbéb!l folyási feszültséget (! Y ), a hozzá tartozó megnyúlást (" Y ), a szakítószilárdságot (! B ), a szakadási nyúlást (" B ), valamint a görbe kezdeti szakaszára illesztett érint! meredekségéb!l a rugalmassági moduluszt (E) határoztuk meg. A gumik viselkedése szempontjából alapvet! fontosságú azok deformáció-komponenseinek meghatározása. Ezért a mintákat ciklikusan vizsgáltuk, amely során az els! lépésben rövid id! alatt 10 mm/min sebességgel deformáltuk az anyagot 25 N-ig terhelve. Az er!hatás megszüntetése után 30 másodpercig pihentetve visszaalakultak a pillanatnyi- (" r ) és a késleltetett rugalmas (" k ) alakváltozási komponensek, így határoztuk meg a maradó alakváltozást (" m ). Az er!sít!anyag, valamint a kompozit próbatestek töretfelületét JEOL JSM-6380 LA pásztázó elektronmikroszkóppal vizsgáltuk. A szakításhoz alkalmazott próbatestek rideg töretfelületének el!állítása, elasztomer mátrixú kompozit révén, folyékony nitrogénben való mélyh"tés után vált lehetségessé. A minták tölt!désének elkerülésére azokat a mintatartóra vezet! ragasztóval vittük fel, majd vékony arany-palládium vezet!réteget g!zöltünk a felületükre. A cellulóz er!sít!anyag jelent!sen befolyásolhatja a vizsgált anyagok mechanikai tulajdonságait, ugyanakkor lényeges a megfelel! koncentráció megválasztása, hiszen nagy er!sít!anyag tartalom esetében a feldolgozás során a részecskeeloszlatás nem lesz tökéletes, felhalmozódások, ún. aggregátumok kialakulásához vezethet, amely a mechanikai tulajdonságok romlását is eredményezheti. Az egyes anyagkombinációk megválasztásánál az irodalomkutatás folyamán világossá vált, hogy mikrokristályos er!sít!anyagoknál a 10 m% alatti tartományban lehetséges a megfelel! mechanikai tulajdonságjavuláshoz elengedhetetlen egyenletes eloszlatás. Az anyagkombinációkat és azok jelölését az 1. táblázat szemlélteti. 3. Kísérleti eredmények és értékelésük A szakítóvizsgálatok során kiderült, a feldolgozási paraméterek állandósága mellett a kompozitok folyási feszültsége a töltetlen rendszerhez képest az 1 m% töltöttségig növekv! tendenciát mutat, majd ezután, valószín"- leg az eloszlatás tökéletlensége miatt, a folyási feszültség csökkenni kezd (2. ábra). 7 m% cellulóztartalomnál a folyási feszültség közelít!leg a mátrixanyag értékére csökkent. A kis hozzáadott cellulózmennyiség esetén tapasztalható növekedés a mátrixanyaggal történ! jó együttm"ködésre utal, azaz a cellulóz betölti az er!sít!anyag szerepét. 2. ábra. A kompozitok folyási feszültségei az er#sít#anyag tartalom A folyási feszültséghez tartozó alakváltozási, megnyúlási értékek csak kismértékben csökkentek az er!sít! - anyag tartalom növelésével (3. ábra), különösen igaz ez az els! két anyagtípusra (0,5 és 1 m%), amelyek a további kísérletek céljára, a folyási feszültség alapján, a legalkalmasabbnak bizonyultak. Mindez azt jelenti, hogy a kompozitok a részecske er!sítés hatására nem váltak rideggé, meg!rizték rugalmas tulajdonságaikat, amit a kés!bbiekben bemutatott húzó rugalmassági modulusz értékek is alátámasztanak. A folyási feszültségekhez hasonló tendenciát mutattak 2012. 49. évfolyam 3. szám 111

3. ábra. A kompozitok folyási feszültséghez tartozó nyúlás értékei az er#sít#anyag tartalom utal, hogy a cellulóz jelenléte a TPE rugalmas szerkezetét nem bontja fel, hanem beépül, tehát jó eloszlás esetén a szakítóvizsgálat során nem viselkedik hibahelyként. Az egyes kompozitoknál a szakítógörbe kezdeti szakaszát érint! egyenes meredekségéb!l meghatározott rugalmassági modulusz (6. ábra) az el!zetes várakozásoknak megfelel!en alakult, a termoplasztikus elasztomer mátrix töltése során az er!sít!anyag tömeghányadának növelésével a mechanikailag legjobb eredményt adó szakaszban drasztikusnak nem mondható mértékben a töltöttség a szakítószilárdságok is (4. ábra). Itt is az 1 m%-os rendszer érte el a legmagasabb értéket, ugyanakkor a 7 m%-os rendszer a folyási feszültséggel ellentétben alacsony értéket mutatott, ami alulmúlja a töltetlen rendszer szakítószilárdságát is. Ennél az anyagnál megfigyelhet! a viszonylag nagy szórás is az egyéb anyagokhoz képest, ami szintén alátámasztja a benne található cellulózrészecskék eloszlatásának gyenge hatásfokát. 6. ábra. A kompozitok rugalmassági modulusza az er#sít#anyag tartalom 4. ábra. A kompozitok szakítószilárdsága az er#sít#anyag tartalom A szakadási nyúlások (5. ábra) a vizsgált anyagok zöménél nem mutattak jelent!s változásokat, csak a 7 m%- os anyag esetében, ahol ez az érték a többi kompozithoz, illetve a töltetlen rendszerhez mérten is jelent!sen viszszaesett. A szakadási nyúlás kismérték" változása arra növekedett. Az értékek még a 7 m%-os töltöttségnél sem érték el a 100 MPa-t, tehát b!ven az elasztomerekre jellemz! tartományban maradtak. A húzóterheléskor fellép! deformáció-komponensek, és azok egymáshoz viszonyított arányai alapvet! jelent!- ség"ek az elasztomer-típusú anyagok viselkedésének le - írásában. Az egyes alakváltozási összetev!k nagymértékben függhetnek a vizsgált próbatest er!hatásra mer!- leges keresztmetszetét!l, ugyanakkor annak befogási távolságától is, így célszer" ezeket kisz"rni a változók közül és térfogategységre vonatkoztatva vizsgálni az egyes komponenseket. A rendelkezésre álló mérési adatokat az (1) képlettel dolgoztuk fel. A módszer csak megfelel!en kismérték" alakváltozások esetén használható, amikor a vizsgált próbatest térfogat-állandósága még jó közelítéssel fennáll. L x 5. ábra. A kompozitok szakadási nyúlása az er#sít#anyag tartalom L 0 L x e 5 e x V 5 5 2 V 0 a 0~b 0~L 0 a 0~b 0~L 0 c 1 m d 3 (1) ahol " V a térfogategységre vonatkoztatott alakváltozás [1/m 3 ], " x az adott komponens" alakváltozás (" m, " k, " r ) [ ], L x a ciklusdiagramból leolvasható alakváltozási hossz (L m, L k, L r ) [m], a 0, b 0 a vizsgált próbatest keresztmetszeti méretei [m], L 0 a próbatest befogási hossza [m]. Az alakváltozási vizsgálatok során kiderült, hogy a maradó alakváltozási komponens a mikrokristályos er!- sít!anyag-tartalom növekedésével kismértékben n!tt 112 2012. 49. évfolyam 3. szám

7. ábra. A kompozitok térfogatra vonatkoztatott maradó alakváltozása az er#sít#anyag tartalom (7. ábra). Igaz ez a legjobb mechanikai tulajdonságokat mutató rendszerekre is, ugyanakkor a 7 m%-os rendszernél ez a növekmény nagyobb mérték", ami itt is az er!sít!anyag tökéletlen eloszlatásával magyarázható. A töltés hatására tehát elmondható, hogy a mechanikailag jelent!s tulajdonságjavulást eredményez!, kevésbé töltött rendszerekben az alakváltozás során kismérték" növekedés tapasztalható az irreverzibilis energiadisszipációval járó folyamatok terén. A késleltetett rugalmas alakváltozási komponens a vizsgált kompozitokban jelent!s csökkenést mutat az er!sít!anyag-tartalom növelésével (8. ábra). A jelenség már a legkisebb tölt!anyag koncentrációnál is jelentkezett, és egészen a 3 m%-os töltésig tovább csökkent. Ez arra enged következtetni, hogy, a töltésnek köszönhet!en, számottev! mértékben csökken a termodinamikailag irreverzibilisen disszipálódó h! az anyag fel- és leterhelése folyamán. 9. ábra. A kompozitok térfogatra vonatkoztatott pillanatnyi rugalmas alakváltozása az er#sít#anyag tartalom A vizsgált anyagoknál a pillanatnyi rugalmas alakváltozási komponens (9. ábra) számottev! növekményre tett szert, amely már a 0,5 m%-os rendszernél is jelentkezik, és a 3 m%-os töltöttségnél éri el a tet!pontját. Ez arra utal, hogy a mátrixanyagként felhasznált TPE anyag elasztikus tulajdonságai egyre dominánsabbak a mikrokristályos cellulózzal való er!sítés hatására, tehát valamilyen kapcsolat jött létre a mátrix elasztikus szegmensei és az er!sít!anyag részecskéi közt. Az összalakváltozás terén az MCC tartalom (10. ábra) csökkenés figyelhet! meg a mechanikai tulajdonságokat legkedvez!bben befolyásoló esetekben, ami a továbbiakban, magasabb er!sít!anyag-tartalomnál n!tt, és a legjobban töltött rendszernél csaknem elérte a mátrixanyag szintjét. A növekedés oka lehet az ezen anyagtípusnál tapasztalható nagymérték" maradó alakváltozási komponens. 10. ábra. A kompozitok térfogatra vonatkoztatott összes alakváltozása az er#sít#anyag tartalom 8. ábra. A kompozitok térfogatra vonatkoztatott késleltetett rugalmas alakváltozása az er#sít#anyag tartalom A pásztázó elektronmikroszkóppal készített felvételekb!l (11. ábra) jól látszik egyrészt a mátrixanyag sajátosságaiból termoplasztikus elasztomer voltából adódó szívós szerkezete, másrészt jól megfigyelhet! a képeken az er!sít!anyag tartalom növekedése és annak az adott anyagban való eloszlása, továbbá a töretfelületeken, az er!sít!anyag miatt, a ridegedés, a teraszos töretfelület kialakulása, illetve a töretvonalak s"r"södése. 4. Összefoglalás Cellulózzal társított termoplasztikus elasztomer kompozitot állítottunk el! és vizsgáltunk. A cellulózzal való töltés er!sítésnek bizonyult, emellett az anyag teljes mértékben megtartotta elasztomer voltára jellemz! tulajdon- 2012. 49. évfolyam 3. szám 113

ságait, s!t energiahatékonysága is javult. A kvázi-statikus húzóvizsgálat eredményei alapján megállapítottuk, hogy a mikrokristályos cellulóz jelenléte 3 5 m% tartalomig pozitívan befolyásolta az anyag tulajdonságait, mert a növekv! folyási feszültséggel nem csökkent jelent!sen az ahhoz tartozó nyúlás, és a rugalmassági modulusz sem emelkedett jelent!sen, s!t a szakadási nyúlás alig változott, tehát jórészt megmaradtak a TPE gumiszer" tulajdonságai, azonban terhelhet!sége, így a felhasználási tartománya megnövekedett. A mikroméret" cellulózkristályokkal er!- sített kompozitok ciklikus vizsgálatai során bebizonyítottuk, hogy az er!sít!anyag jelenléte nem csökkentette a kompozit elasztikus tulajdonságait, s!t a késleltetett rugalmas alakváltozás csökkenése és a pillanatnyi rugalmas komponens növekedése azt jelzi, hogy a hiszterézis és egyéb energiaveszteséget indukáló folyamatok összességében csökkentek, így energiafelhasználás terén gazdaságosabbá vált az anyag alkalmazása. 11. ábra. A kompozitok pásztázó elektronmikroszkópos felvételei. TPE (a), 0,5MCC (b), 1MCC (c), 3MCC (d), 5MCC (e), 7MCC (f) A munka szakmai tartalma kapcsolódik a Min#ség - orientált, összehangolt oktatási és K+F+I stratégia, valamint m$ködési modell kidolgozása a M$egyetemen cím$ projekt szakmai célkit$zéseinek megvalósításához. A projektet az Új Széchenyi Terv TÁMOP-4.2.1/B- 09/1/KMR-2010-0002 programja támogatja. Irodalomjegyzék [1] Dogossy, G.; Czigány, T.: Thermoplastic starch composites reinforced by agricultural by-products: properties, biodegradability, and application, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 30/21, 1819 1825 (2011). [2] Pál, K.: H!re lágyuló elasztomerek, M"anyagipari szemle, 3/6, 11 (2006). [3] (Super-)thermoplastische Elastomere weiter im Aufwind, Gummi, Fasern, Kunststoffe, 58/8, 514 517 (2005). [4] Bras, J.; Hassan, M. L.; Bruzesse, C.; Hassan, E. A.; El- Wakil, N.; Dufrese, A.: Mechanical, barrier, and biodegradability properties of bagasse cellulose whiskers reinforced natural rubber nanocomposites, Industrial Crops and Products, 32, 627 633 (2010). [5] Bay, W.; Li, K.: Partialreplacement of silica with microcrystalline cellulose in rubber composites, Composites: Part A, 40, 1597 1605 (2009). [6] Ma, X.; Chang, P.; Yu, J.: Properties of biodegradable thermoplastic pea starch/carboxy methyl cellulose and peastarch/microcrystalline cellulose composites, Carbohydrate Polymers, 72, 369 375 (2008). 114 2012. 49. évfolyam 3. szám