Kártolt elõgyártmányból melegpréselt bazaltszál erõsítésû polipropilén mátrixú kompozitok vizsgálata

Hasonló dokumentumok
Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

Szálerõsített mûanyag kompozitok tulajdonságainak javítása

Powered by TCPDF (

Polimermátrixú hibrid nanokompozitok alkalmazása fröccsöntött termék előállítására (esettanulmány)

Tudományos Diákköri Konferencia POLIMERTECHNIKA SZEKCIÓ

Környezetbarát önerõsítéses polimer kompozitok

Mobilitás és Környezet Konferencia

HOSSZÚ SZÉNSZÁLLAL ERİSÍTETT MŐANYAGKOMPOZITOK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

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

Powered by TCPDF (

Társított és összetett rendszerek

Polimerek vizsgálatai 1.

Bazaltszállal erősített fröccsöntött poliamid kompozitok fejlesztése

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

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

Polimerek vizsgálatai

Hosszú szénszállal erõsített PP, HDPE és EVA kompozitok


Homlokzati burkolókövek hőterhelése. Dr. Gálos Miklós Dr. Majorosné Dr. Lublóy Éva Biró András

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

Powered by TCPDF (

Szénszál erősítésű kompozitok szívósságnövelése a határfelületi adhézió módosításával

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

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

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

HU ISSN

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

Azonos irányba rendezett kenderszálakkal erősített kompozitok 1

Szilárd testek rugalmassága

Mágneses tulajdonságú polimerek fejlesztése és tulajdonságainak elemzése

A rostméret hatása a farost-erõsítésû polimer kompozitok tulajdonságaira

A technológiai paraméterek hatása az Al 2 O 3 kerámiák mikrostruktúrájára és hajlítószilárdságára

Laborgyakorlat. Kurzus: DFAL-MUA-003 L01. Dátum: Anyagvizsgálati jegyzőkönyv ÁLTALÁNOS ADATOK ANYAGVIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

Különböző módon formázott bioaktív üvegkerámiák tulajdonságainak vizsgálata KÉSZÍTETTE: KISGYÖRGY ANDRÁS TÉMAVEZETŐ: DR. ENISZNÉ DR.

Deák Tamás PhD-hallgató, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Nagyhőállóságú műanyagok. Grupama Aréna november 26.

előadás Falszerkezetek

Hegeszthetőség és hegesztett kötések vizsgálata

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

Anyagok az energetikában

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

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1

Szakmai önéletrajz. Személyes adatok: Tanulmányok, munkakörök: Nyelvtudás:

Tömeg (2) kg/darab NYLATRON MC 901 NYLATRON GSM NYLATRON NSM Átmérő tűrései (1) mm. Átmérő mm.

Nagynyomású csavarással tömörített réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és termikus stabilitása

Dr. Farkas György, egyetemi tanár Németh Orsolya Ilona, doktorandusz

4. POLIMEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

Kiváló minőségű ragasztott kötés létrehozásának feltételei

3. POLIMEREK DINAMIKUS MECHANIKAI VIZSGÁLATA (DMA )

Anyagok az energetikában

NSZ/NT beton és hídépítési alkalmazása

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

OTKA K Zárójelentés

Az alakítással bevitt energia hatása az ausztenit átalakulási hőmérsékletére

Hőkezelő- és mechanikai anyagvizsgáló laboratórium (M39)

Polimer nanokompozitok; előállítás, szerkezet és tulajdonságok

Műszerezett keménységmérés alkalmazhatósága a gyakorlatban

Műanyag hegesztő, hőformázó Műanyag-feldolgozó

Bazaltszál-erõsítésû fröccsöntött poliamid mechanikai tulajdonságainak vizsgálata Deák Tamás** Kovács József Gábor* Szabó Jenõ Sándor**

FRÖCCSÖNTHETŐ POLIPROPILÉN ALAPÚ ÖNERŐSÍTETT KOMPOZITOK

EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI FOLYAMATÁNAK ELEMZÉSE

Vékony polimer lemezek kavaró dörzshegesztése

Szakmai önéletrajz Sikló Bernadett

KARBON SZÁLLAL ERŐSÍTETT ALUMÍNIUM MÁTRIXÚ KOMPOZITOK AL/C HATÁRFELÜLETÉNEK JELLEMZÉSE

A POLIPROPILÉN TATREN IM

ZÁRÓJELENTÉS OTKA F Címe: Környezetbarát, önerősítéses polimer kompozit szerkezeti anyag kifejlesztése

SZÉN NANOCSŐ KOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

Fröccsöntés során kialakuló szerkezet hatása eredeti és reciklált PET mechanikai tulajdonságaira

Réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és mechanikai viselkedése

a NAT /2007 számú akkreditált státuszhoz

A MÛANYAGOK ALKALMAZÁSA

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

A HDPE és EPDM geomembránok összehasonlító vizsgálata környezetvédelmi alkalmazhatóság szempontjából

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

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

Rugalmas állandók mérése

Publikálásra elfogadva a Műanyagipari Szemle-ben 2013-ban

Távvezetéki szigetelők, szerelvények és sodronyok diagnosztikai módszerei és fejlesztések a KMOP számú pályázat keretében Fogarasi

POLIMERTECHNIKA SZEKCIÓ

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A 3P, a 3P-vinilészter hibrid és a 4P-epoxi hibrid gyanták tulajdonságainak jellemzése

A földgáz fogyasztói árának 1 változása néhány európai országban július és június között

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

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

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v)

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

1. ábra: Diltiazem hidroklorid 2. ábra: Diltiazem mikroszféra (hatóanyag:polimer = 1:2)

Abroncsgyártó Gumiipari technológus

Műanyaghulladék menedzsment

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Üvegszál erősítésű anyagok esztergálása

Akusztikus aktivitás AE vizsgálatoknál

BETON PRÓBATESTEK MEGEROSÍTÉSE SZÉNSZÁLAS SZÖVETTEL

Átírás:

Kártolt elõgyártmányból melegpréselt bazaltszál erõsítésû polipropilén mátrixú kompozitok vizsgálata 1. Bevezetés A hõre lágyuló mátrixú polimer kompozitok piacán a szilárdsági követelmények mellett egyre nagyobb hangsúlyt kapnak a gazdasági szempontok. Ebbõl kifolyólag az egyik legjellemzõbb mátrixanyag a polipropilén, ami olcsósága mellett kiváló tulajdonságokkal rendelkezik (relatív nagy szilárdság, jó feldolgozhatóság, hõállóság stb.) [1]. A nagyobb költséget a kompozitok készítése során azonban nem a mátrix, hanem az erõsítõszál jelenti. Eddig a legjobb megoldásnak, az ár/teljesítmény hányadost tekintve, az üvegszál bizonyult (440 Ft/kg). Az általunk alkalmazott bazaltszál az üveg árának alig 5%-a (100 Ft/kg) []. A bazaltszálat korábban elsõsorban kõzetgyapotként használták fel szigetelésekhez, de kedvezõ mechanikai tulajdonságai és alacsony ára miatt kompozit erõsítõanyaként való felhasználása is indokolt [3, 4]. Közleményünkben ezért ezzel a szállal erõsített polipropilén mátrixú kompozitok gyártástechnológiáját és mechanikai vizsgálatait mutatjuk be. A kompozitok szilárdságát határfelületi adalékok segítségével módosítottuk. Számos, a szál-mátrix tapadást elõsegítõ anyag közül a legelterjedtebbek a különféle szilánok (amino-, vinil-, epoxiszilán), ezeket közvetlenül a szálra viszik fel, a maleinsav alapú adalékok, így pl. PP-re ojtott maleinsav anhidrid (PP-g-MA), illetve felületaktív tenzidek [5], amelyeket a mátrixhoz adalékolnak [6]. Kártolással elõállított kompozitok esetén a kiinduló mátrix anyaga is szál formátumú, ezért a technológia jellegébõl adódóan a száloldali kezelés módszerét választottuk.. Kompozitok elõállítása és vizsgálati módszerei A bazaltszál egyik hátránya a törékenység, valamint a Junkers-féle gyártástechnológiából adódóan kb. 0% szálfejtartalom, aminek a kompozit mechanikai tulajdonságaira kedvezõtlen hatása van [7]. Ezért a szálakat minél inkább kímélõ, és a szálfejek eltávolítására is alkalmas technológiát választottunk, a kártolást. Az így elõállított paplant tûnemezelõ gépen tömörítettük, majd melegpréseltük. A bazaltszálak határfelületét módosítottuk. PÖLÖSKEI KORNÉL * PhD hallgató DR. CZIGÁNY TIBOR * egyetemi docens.1. Felhasznált anyagok Mátrixként TVK gyártmányú Tippfil 100 PP szálat, erõsítõanyagként a TOPLAN RT. által Junkers eljárással gyártott, szigetelésekhez alkalmazott bazaltszálakat használtunk, amelyek átlagos szálátmérõje d=10±5 µm, hossza l=50 mm, szakítószilárdsága R m =600. A bazaltszálak kémia összetételét a 1. táblázat mutatja. 1. táblázat. A bazaltszál kémiai összetétele Alkotó SiO 48,10 Al O 3 16,50 Fe O 3 9,70 CaO 8,50 MgO 8,15 Na O 3,05 TiO,0 K O 1,60 MnO 0,14 Egyéb 1,35 A bazaltszál alkotói és azok aránya nagyon hasonlítanak az üvegére, így vizsgálatunk elsõsorban arra irányultak, hogy a bazaltszál alkalmas-e az üvegszál helyettesítésére. A kompozitok tulajdonságai jelentõs mértékben függnek a szál és a mátrix között létrejövõ adhéziós kapcsolattól. Amennyiben az erõsített rendszer nem tartalmaz adalékot, a két komponens közvetlenül kapcsolódik egymáshoz. Ebben az esetben a szál és mátrix szilárdsági paraméterein túlmenõen a komponensek kapcsolódásának erõssége, a határfelületi adhézió határozzza meg a kompozit mechanikai tulajdonságait. E kapcsolat szilárdsága megfelelõ közvetítõ réteg segítségével tovább fokozható [3, 5]. Olyan kezelõanyagot kell alkalmazni, amely megfelelõ minõségben kapcsolódik mind a szálhoz, mind pedig a mátrixhoz. A bazaltszállal erõsített polipropilén mátrixú rendszer határfelületi módosításának szükségességét az indokolja, hogy a bazaltszál poláris, a polipropilén pedig apoláris. Mindkettõ önmagá- Kompozitok vizsgálata * BME, Polmertechnika Tanszék 449

hoz hasonló szerkezetû anyagokkal képes jó adhéziós kapcsolatot létesíteni, így az adalékanyagnak poláris és apoláris funkció csoportokat is kell tartalmaznia. Ebbõl kiindulva az alábbi anyagkombinációkat hoztuk létre: kezeletlen kompozit, glicol G F 31 (metakril-oxipropil-tri-metoxiszilán) adalékkal kezelt kompozit, GMO-TES (glicerinmonooleát-tetra-etoxiszilán) adalékkal kezelt kompozit. A hagyományos kezeléseknél a kezelõanyagot szerves vagy szervetlen, esetleg ezek keverékét alkotó oldószerben feloldják, ebbe behelyezik a kezelni kívánt szálakat, majd meghatározott idõ múlva az oldatból ezeket kivéve, az oldószer elpárologtatása után a kezelõanyag a szál felületén marad. A módszer elõnye egyszerûsége, hátránya, hogy a felvitt kezelõanyag mennyisége bizonytalan. A probléma kiküszöbölése érdekében finomítottunk a kezelés módszerén. Elõzetesen meghatároztuk az alkalmazott bazaltgyapot szálközi vízfelvételét. Kis adagokban a gyapotot desztillált vízben teljesen átnedvesítettük, majd a felesleget kézzel kipréseltük és lecsepegtettük. Megállapítottuk, hogy 1 kg bazaltgyapot 3,3 kg vizet képes stabilan magában tartani, ezért 1 kg bazaltszálra szánt kezelõanyag mennyiséget 3,3 liter oldószerben oldottunk fel (a glikol G F 31-gyel való kezelés desztillált vízben, a GME-TES-sel való kezelés aceton desztillált vizes oldatában történt). Az így kapott nedves gyapotot légcirkulációs kemencében 50 C-on tömegállandóságig szárítottuk. 1. ábra. A kártológép elvi vázlata. 1 etetõ asztal; etetõ hengerpár; 3 elõbontó henger; 4 fordítóhenger; 5 fõdob; 6 munkáshenger; 7 fordítóhenger; 8 leszedõ henger; 9 rezgõpenge; 10 gyûjtõdob; 11 kiemelõ henger.. A kompozit lapok elõállítása A szál formájában rendelkezésre álló bazaltot és polipropilént elõbontott állapotban a kártológép asztalára helyeztük. Az etetõ és elõbontó hengerek a szálakat a fõdobra juttatták (1. ábra). A fõdob szállította az anyagokat az egyes mûveleti ciklusok között. Az elõbontás után 4 lépést különböztetünk meg, három bontási szakaszt és a leszedést. A bontás elve minden esetben ugyanaz: a fordító henger a fõdobról leszedi a bontatlan szálcsomókat, majd errõl a jóval nagyobb kerületi sebességgel rendelkezõ munkahenger veszi át, melyek során a szálcsomó jelentõsen orientálódik. Az elsõ hengerpár a durvább, a második a közepes, a harmadik pedig a legfinomabb csomók bontását végzi. A teljes mértékben kártolt anyagot a rezgõpenge segítségével a fõdobról leválasztjuk, majd a gyûjtõdobon összegyûjtjük. A kártolást követõen a dobra felcsévélt vattaszerû anyagot a dob alkotója mentén felvágtuk, s az így kapott kártolt paplant tûnemezeltük. A viszonylag nagy fajlagos térfogatú paplan nem alkalmas közvetlenül kompozit elõállítására. Ezért a paplant préselés elõtt tûnemezelni kell. A kártolt paplant vízszintes sík mentén csúsztatva, a paplan síkjára merõleges irányban tûket vezetünk át a kártolt anyagon forgattyús mechanizmus segítségével. A tûk áthatolása következtében a szálak kis hányada a tûkkel párhuzamos irányban kötést létesít, ezáltal az anyag tömörödik, és lényegesen kezelhetõbbé válik [8]. A tûzött bunda alkalmas kompozit lemezek elõállítására, amelyeket 00 C-ra történõ hevítéssel, 6 -ig fokozatosan növelt nyomáson, 10 perces hõntartással melegpréseltünk. A kompozit gyártása során a kezelt és kezeletlen bazaltszálból, illetve PP-bõl elkészített anyagok mechanikai tulajdonságait a függvényében vizsgáltuk [9, 10]. A. táblázatban megtalálható továbbá az egyes anyagfajták jelölése, névleges és valós száltartalmuk tömegszázalékban. alatt a kártolás során adagolt bazaltszál tartalmat értjük. A technológia jellegébõl kifolyólag számottevõ mennyiségû bazaltszál és szálfej kihullott. Ezért a kész kompozit lapokból kiégetéssel az MSZ EN ISO 117:000 alapján meghatároztuk az egyes anyagok valós erõsítõszál tartalmát. A textilipari technológiából adódóan az erõsítõszálak kis mértékû orientációja tapasztalható. Ezért minden egyes vizsgálati eljárás és minden egyes anyagminta 450 M ÛANYA G ÉS 005. 4. évfolyam, 11. szám

esetében hosszés keresztirányú próbatesteket munkáltunk ki..3. Vizsgálati módszerek Minden anyagtípusból 5 5 szabványos szakító ISO 57-1:1993 (E) és hárompontos Kezeletlen bazaltszálat hajlító ISO 178:001 (E) próbatesteket készítettünk. A próbatestek szakító- és hajlító szilárdságát, valamint szakító és hajlító rugalmassági moduluszát az (1 3) képletek alapján számítottuk. σ F szakító = A max 0 σ 1,5 F hajlító = b h σ E = ε σ ε 1 1 max, (1) L, (), (3) ahol a szakítószilárdság, ; F max a fellépõ maximális erõ, N; σ hajlító a hajlító feszültség, ; L az alátámasztási távolság, mm; b a próbatest szélessége, mm; h a próbatest magassága, mm; E a rugalmassági modulusz, ; σ és σ 1 a szakító és hajlító feszültségi értékek az ε, illetve az ε 1 pontban, ; ε és ε 1 a pillanatnyi megnyúlás értéke ε =0,005% és ε 1 =0,0005%. A statikus mechanikai tulajdonságokat ZWICK Z00 típusú anyagvizsgáló gépen, szobahõmérsékleten, 50%- os relatív páratartalom mellett vizsgáltuk, szakításnál v=1 mm/perc, hajlításnál v=5 mm/perc vizsgálati sebességet alkalmaztunk. A statikus rugalmassági moduluszok dinamikusakkal történõ összevetése, valamint ezek hõmérséklet függésének megismerése érdekében DMA hárompontos hajlító méréseket végeztünk az EN ISO 671 alapján Perkin- Elmer DMA7 típusú gépen. Az alkalmazott próbatest méretei 0 5 mm, az alátámasztási távolság 15 mm. A jellemzõ vizsgálati paraméterek: statikus erõ 1000 N, dinamikus erõ 800 N, frekvencia 1 Hz, hõmérséklettartomány 75 +150 C, felfûtési sebesség 5 C/perc. A mért adatokból a tárolási (a komplex modulusz valós része) rugalmassági moduluszt számítottunk [11].. táblázat. A névleges és a valós összehasonlítása G F 31-el kezelt bazaltszálat 3. Eredmények értékelése GMO-TES-el kezelt bazaltszálat KN10 10 G1 1 3 T1 1 4 KN0 0 5 G4 4 9 T4 4 11 KN30 30 9 G36 36 15 T36 36 18 KN40 40 16 G48 48 1 T48 48 7 KN50 50 17 G60 60 30 T60 60 46 KN60 60 4 KN70 70 39 3.1. Szakító vizsgálatok A kezeletlen kompozit szakítószilárdsága alacsony nál (10 ) kis mértékben csökkent, ami azzal magyarázható, hogy a kompozit mátrix jellegû tönkremenetelt mutatott. A PP-ben a bazaltszálak hibahelyként hatottak, és ezért csökkentették a szilárdságot. 0 erõsítõanyag tartalom fölött a szilárdsági értékek növekedtek, tehát a mátrix jellegû tönkremenetelt a kompozit jellegû váltotta fel. Így 35 -nál kis mértékben meg is haladta a mátrix szakító szilárdságát. Mindkét kezelõanyag kis mértékben rontotta a szilárdsági értékeket. A kezeletlen esetben tapasztalt tendenciák kisebb mértékben itt is megmutatkoztak. A keresztirányú szakítószilárdsági értékek csökkenõ tendenciát mutattak a függvényében (3. táblázat). A mátrix jellegû tönkremenetelt magasabb esetében sem tudta felváltani a kompozit jellegû, ami a szerkezetben tapasztalható kismértékû orientációval magyarázható. Vagyis a szálak számottevõ hányada a terhelés irányára merõlegesen helyezkedett el és hibahelyként funkcionált. A húzó rugalmassági modulusz értékek a függvényében lineárisan növekedtek. Mindhárom esetben 38 48 -os tartományban,5-szeres növekedést tapasztaltunk. A kezelõanyagok közül a G F 31 közel azonos mértékû erõsítést mutatott a kezeletlen kompozittal szemben, a GMO-TES kis mértékû romlást okozott. A keresztirányú erõsítés tendenciái hasonlóak a hosszirányúhoz, az erõsítés mértéke elhanyagolható mértékben kisebb. 3.. Hárompontos hajlító vizsgálatok A hosszirányban kimunkált hárompontos hajlító próbatesteken mért szilárdsági értékek határozottan növekedtek a függvényében (4. táblázat). A kezeletlen kompozit esetében 15 0 ez a növeke- 451

Kezelés Nincs Glikol G F 31 GMO-TES Kezelés Nincs Glikol G F 31 GMO-TES 3. táblázat. A szakítóvizsgálat eredményei Szakítóvizsgálat Hosszirány Keresztirány Bazaltszál tartalom 4. táblázat. A hárompontos hajlító vizsgálat eredményei dés meghaladta a 15%-ot, majd ezután nem változott. A G F 31-el kezelt kompozit 30 -nál több mint 5%-kal nõtt. A GMO-TES kisebb mértékû erõsítést 31,60±0,33 1,79±0,04 3,6±0,38 1,85±0,04 5 9,97±0,44 1,88±0,03 9,78±0,64 1,90±0,11 9 9,94±0,35,17±0,0 9,15±0,4 1,95±0,0 16 30,69±0,7,49±0,10 7,8±0,9,33±0,30 17 30,31±0,5,68±0,10 7,99±0,09,46±0,01 4 31,07±0,35 3,4±0,07 8,01±0,17,81±0,0 39 3,49±0,55 3,98±0,05 8,35±0,9 3,44±0,11 3 30,83±0,15 1,80±0,03 30,0±0,08 1,86±0,06 9 30,09±0,36,03±0,06 7,88±0,5 1,93±0,04 15 9,45±0,38,5±0,1 8,48±0,36,5±0,07 1 9,80±0,1,87±0,11 8,43±0,40,68±0,01 30 9,86±0,68 3,41±0,10 7,87±0,08,97±0,04 4 31,34±0,39 1,99±0,18 30,31±0,31 1,83±0,19 11 8,65±1,7,14±0,04 8,6±0,18 1,86±0,07 18 8,66±0,44,7±0,05 6,71±0,04,71±0,3 7 8,57±0,33,98±0,01 3,96±0,1,4±0,13 46 8,40±0,14 4,08 ±0,10 3,51±0,33 3,5±0,05 Hajlítóvizsgálat Hosszirány Keresztirány Bazaltszál tartalom 43,97±0,85 1,70±0,04 43,93±1,18 1,67±0,07 5 45,37±0,66 1,77±0,08 43,94±0,51 1,70±0,06 9 46,47±0,76 1,99±0,05 44,41±0,17 1,86±0,01 16 50,80±1,17,36±0,05 45,59±0,39,6±0,03 17 50,80±1,17,9±0,08 50,10±1,0,56±0,17 4 48,48±0,74,56±0,17 45,18±0,56,7±0,06 39 51,46±0,96 3,00±0,1 47,31±0,66,99±0,01 3 41,9±0,53 1,46±0,01 40,08±0,47 1,41±0,05 9 43,9±0,8 1,68±0,0 43,87±0,60 1,85±0,03 15 47,50±1,6,17±0,10 44,75 ±0,35 1,94±0,03 1 45,66±1,13,17±0,1 43,68±0,5 1,84±0,04 30 53,4±0,83 3,11±0,19 49,±0,30,79±0,07 4 4,31±0,35 1,54±0,03 4,01±0,56 1,55±0,0 11 4,99±0,74 1,76±0,03 41,76±0,44 1,66±0,09 18 46,56±1,41,17±0,0 45,17±0,45 1,99±0,05 7 45,70±0,74,64±0,1 40,91±1,58,38±0,10 46 50,5±0,85 3,45±0,14 41,15±1,00,89±0,05 okozott, mint a másik kezelés. A keresztirányú vizsgálati eredmények is növekedést mutattak, de itt az erõsítés mértéke nagyon csekély. Kezeletlen esetben kb. 5%, G F 31 esetében 30 -nál 15%, és a GMO-TES-el kezelt bazalt tartalmú kompozit szilárdsága majdnem független a tól, vagyis minden mérési pontban a mátrixéval csaknem megegyezõk. A hajlító rugalmassági modulusz értékek tendenciái hasonlóak a szakítóéhoz. A maximális erõsítés értéke itt is majd,5-szeres, de ebben az esetben mindkét kezelés hatásosabbnak bizonyult, ugyanis a görbék iránytangense magasabb a kezeletlenénél. A keresztirányú rugalmassági modulusz értékek kb. 15%-kal maradtak el a hosszirányúhoz képest. 3.3. DMA vizsgálatok A növekvõ bazaltszál tartalom hatása kezeletlen esetben is egyértelmûen megmutatkozott a tárolási moduluszokban, a növekedés egyes hõmérséklet tartományokban több mint 3-szoros volt. A szobahõmérsékletén mért értékek jó egyezést mutatnak a statikus hárompontos hajlítás során mért értékekkel. A mátrix és a legmagasabb száltartalmú kompozit között a különbségek a 30 100 C felhasználási tartományban voltak a legnagyobbak. Az üvegesedési hõmérséklet kis mértékben nõtt a függvényében. A kezeletlen kompozitok hosszirányú DMA mérési eredményeit a. ábra mutatja. A G F 31-el és GMO-TES-sel kezelt kompozitok esetén a görbék hasonló tendenciákat mutattak, mint a kezeletlen kompozitok. 3.4. A határfelületi módosítás ellenõrzése A határfelületi módosító adalékok felvitelének sikerességét pásztázó elektronmikroszkópos felvételekkel igazoltuk (3. ábra). A kezeletlen határfelületû bazaltot tartalmazó mintáknál tisztán felismerhetõ a szálkihúzódás jelensége, amely a szál és a mátrix közötti megfelelõ határfelületi kapcsolat hiányára utal, amit a mátrixban látható szálak 45 M ÛANYA G ÉS 005. 4. évfolyam, 11. szám

. ábra. Kezeletlen kompozitok DMA görbéi 3. ábra. Kezeletlen bazaltszállal erõsített PP kompozit 4. ábra. GMO-TES adalékkal kezelt bazaltszállal erõsített PP kompozit melletti üregek is alátámasztanak, bár a mechanikai tulajdonságokban az nem mutatkozik meg, ami a szálak nagyfokú töredezésére vezethetõ vissza. A licol G F 31-el kezelt bazalt tartalmú kompozit esetén (4. ábra) tisztán kivehetõ a szálat körülölelõ kezelõanyag, amely a poláris végei segítségével megfelelõ adhéziós kapcsolatot hozott létre a szállal, az apolárisak pedig a mátrixszal. Megállapítható, hogy a kezelõanyag felvitele sikeres volt. 4. Összefoglalás Bazaltszálat és polipropilén szálat kártoltunk össze, majd az így kapott paplant tûnemezeltük és melegpréseltük. A kompozit lemezekbõl kivágott szabványos próbatesteket szakító- és hárompontos hajlító-vizsgálatokkal jellemeztük. A bazaltszál kismértékben javította a hajlítószilárdságot. Mind a húzás, mind pedig a hajlítás esetén a és rugalmassági modulusz között lineáris összefüggés mutatkozott. Az erõsítés mértéke 40 bazalttartalom felett meghaladta a,5-szerest. A határfelületi módosítások csak kis mértékû változást okoztak, ezért az alkalmazott módszerek további optimalizálása, illetve új adalékok alkalmazása szükséges. Az eredmények megjelenését a TéT (JAP 6/00, D-16/ 0) pályázata támogatta, továbbá köszönjük a Szerveskémiai Technológia Tanszék munkatársainak közremûködését a felületkezelõ anyagok szintetizálásában. Irodalomjegyzék [1] Füzes, L.: Mûanyagok, Bagolyvár könyvkiadó, Budapest, 1994. [] Wojnárovics, I.; Rendessy, E.: A szilikátszálak mechanikai tulajdonságait befolyásoló tényezõk. Építõanyag, 45, 50 55 (1993). [3] Botev, M.;, Betchev, H.; Bikiaris, D.; Panayiotou, C.: Mechanical properties and viscoelastis behaviour of basalt fiber-reinforced polypropylene. Journal of Applied Polymer Science, 74, 53 531 (1999). [4] Czigány, T.; Vad, J.; Pölöskei, K.: Basalt fiber as a reinforcement of polymer composites. Periodica Politechnica Ser. Mech. Eng., (004), közlésre elfogadva. [5] Matkó, Sz.; Anna, P.; Marosi, Gy.; Szép, A.; Keszei, S.; Czigány, T; Pölöskei, K.: Use of reactive surfactants in basalt fiber reinforced polypropylene composites, Macromolecular Symposia, 0, 55 67 (003). [6] Ségard, E.; Benmedahene, S.; Liksimi, A.; Lai, D.: Influence of the fiber-matrix interface on the behaviour of polypropylene reinforced by short glass fiber above glass transition temperature. Composites Science and Technology, 6, 09 036 (00). [7] Pölöskei, K.; Matkó, Sz.; Czigány, T.; Marosi, Gy.: Szálmátrix határfelületi adhézió vizsgálata bazaltszál-erõsítésû polipropilén kompozit rendszerekben. Mûanyag és Gumi, 40, 145 149 (003). [8] Császi, F.; Takács, Á.; Vas, L. M.: A szálbunda szerkezetének és szálorientációjának modellezése és kísérleti vizsgálata képfeldolgozó eljárással. Magyar Textiltechnika, 47, 14 19 (1994). [9] Lee, N.; Jang, J.: The effect of fiber-content gradient on the mechnical properties of glass-fibre-mat/polypropypelene composites. Composites Science and Technology. 60, 09 17 (000). [10] Lee, N.; Jang, J.: The effect of fiber content ont the mechanical properties of glass fiber mat/polypropylen composites. Composits: Part A, 30, 815 8 (1999). [11] Czvikovszky, T.; Nagy, P.; Gaál, J.: A polimertechnika alapjai. Mûegyetemi Kiadó, Budapest, 000. 453