Hosszú szénszállal erõsített PP, HDPE és EVA kompozitok

M768

Hosszú szénszállal erõsített PP, HDPE és EVA kompozitok VARGA CSILLA* okleveles vegyészmérnök

DR. MISKOLCZI NORBERT* egyetemi tanársegéd

DR. BARTHA LÁSZLÓ* tanszékvezetõ egyetemi tanár

DR. FALUSSY LAJOS** okleveles vegyészmérnök, mûanyag-feldolgozó szakmérnök

1. Bevezetés A szerkezeti anyagok korunkban tapasztalható minõségi fejlesztése és mennyiségi növekedése mögött az egyre növekvõ igények, elsõsorban mûszaki-gazdasági, alkalmazhatósági és környezetvédelmi okok állnak. A legfontosabb követelmény az egyszerû és olcsó gyárthatóság, a kis környezetterhelés, az anyagok és rendszerek teljesítményének, élettartamának növelése, valamint az újrahasznosíthatóság. A szálerõsítéses kompozitok – fõleg a mûanyag kompozitok – a modern szerkezeti anyagok egyik perspektivikus irányát képviselik, melyekkel az elõbb említett igényeknek meg lehet felelni [1–4]. Szénszál esetében hosszúszállal (L>1,5 mm) erõsített mûanyagokat általában hõre keményedõ mûanyagok felhasználásával állítanak elõ [3, 5–8]. Ennek elsõsorban az az oka, hogy a hosszú szénszálak a hõre lágyuló mûanyagokkal csak nagyon nehezen társíthatók. Korábbi közleményünkben [1] bemutattuk, hogy megfelelõ kompatibilizáló bevonat alkalmazásával és gyártási eljárással elõ lehet állítani olyan hosszúszállal erõsített hõre lágyuló mûanyag kompozitokat, melyeket a hagyományos formázási eljárásokkal fel lehet dolgozni, és azok igen kedvezõ jellemzõkkel rendelkeznek szakító és hajlító igénybevétellel szemben. Jelen közleményünkben a korábban elõállított hosszúszál erõsítésû HDPE, PP és EVA kompozitok terheléses, mérettartási és elektromos vezetõképességi vizsgálatának eredményeit mutatjuk be. 2. Felhasznált anyagok és elõállításuk Szénszál erõsítésû mûanyag kompozitok elõállításához kereskedelmi forgalomban is kapható polipropilént (PP), nagy sûrûségû polietilént (HDPE) és etilén-vinilacetátot (EVA), valamint a ZOLTEK ZRT. által elõállított Panex®35 típusú, kereskedelmi szénszálat (σhúzó =

3800 MPa; εhúzási = 242 GPa; ρ = 1,81g/cm3; d = 7,1 µm) használtunk. A mûanyag mátrix és a szénszál jobb összeférhetõségének biztosítására alkenil-borostyánkõsav-anhidrid alapú kompatibilizáló adalékot alkalmaztunk, melyet a PANNON EGYETEM, VEGYÉSZMÉRNÖKI ÉS FOLYAMATMÉRNÖKI INTÉZET, ÁSVÁNYOLAJ- ÉS SZÉNTECHNOLÓGIAI INTÉZETI TANSZÉK-én állítottunk elõ. Az adalékkal a szénszál felületét a GEOPLAST KFT. telephelyén impregnálták, majd abból 0, 2, 5 és 10% szénszáltartalmú PP, HDPE és EVA mûanyag kompozitokat állítottak elõ. A vizsgálati próbatestek 2,5×10×150 mm méretûek voltak. 3. Vizsgálati eredmények 3.1. Elõterheléses húzóvizsgálatok A próbatestek húzó igénybevétellel szembeni ellenállását INSTRON 3345 univerzális szakítógéppel, 90 mm/perc keresztfej-elmozdulási sebesség mellett határoztuk meg. A mechanikai-szilárdsági vizsgálatok során a környezeti hõmérséklet minden esetben 20°C, a relatív páratartalom pedig 50% volt. A szálerõsített próbatestek elõterhelés nélküli vizsgálatainál tapasztalt kedvezõ mechanikai tulajdonságok ismeretében [1] különbözõ fárasztási körülményeknek tettük ki a próbatesteket, s csak ezután szakítottuk azokat. Az elõzetes vizsgálatok után a próbatestet három különbözõ terhelési fokozatot és két eltérõ ciklusszámot alkalmazó fárasztási igénybevételnek vetettük alá, majd mértük a mechanikai tulajdonságokat. Az elsõ terhelési fokozat 50, míg a másik 100 ciklusos, periodikusan alkalmazott 90 mm/perc sebességû húzó igénybevételt jelentett. HDPE és PP esetében 200, 400 és 600 N terhelõerõt, míg az EVA mátrixszú kompozitok esetében 50, 100 és 150 N terhelõerõt alkalmaztunk. A száltartalom

*Pannon

Egyetem, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék, 8200 Veszprém, Egyetem utca 10. **Dr. Falussy Mérnök Iroda, 7400 Kaposvár, Ibolya utca 14.

2007. 44. évfolyam, 5. szám

195

Mûszaki fejlesztés

2007.04.21.

2007.04.21.

M768

1. táblázat. A szénszálerõsített polipropilén-kompozitok elõterheléses húzóvizsgálatának eredményei Maximális terhelés Szál tartalom %

Elõterhelés N 200

0

400 600 200

2

400 600 200

5

400 600 200

10

400 600

Szakadáskor

Ciklusszám

Szakítószilárdság MPa

Modulusz MPa

Megnyúlás mm


50 50 100 50 50 50 100 50 50 50 100 50 50 50 100 50

28,0 28,3 28,0 28,7 29,4 29,9 29,5 30,2 30,6 32,2 31,1 32,8 33,5 35,2 34,6 36,0

1359 1372 1361 1408 1487 1505 1510 1570 2385 2473 2395 2598 4897 4957 4824 5109

9,2 9,1 8,9 9,0 9,0 8,8 8,7 8,5 8,3 7,9 7,8 8,0 6,6 6,6 6,6 6,5

17,9 18,3 17,8 18,5 18,1 18,5 18,2 18,8 18,0 20,8 17,3 22,9 29,1 30,8 29,2 32,0

Megnyúlás mm 209,4 175,7 187,1 156,0 126,0 94,0 124,0 89,6 46,2 37,5 59,0 35,9 11,1 10,9 11,0 9,9

2. táblázat. A szénszálerõsített polietilén-kompozitok elõterheléses húzóvizsgálatának eredményei Maximális terhelés Szál tartalom %

Elõterhelés N 200

0

400 600 200

2

400 600 200

5

400 600 200

10

400 600

Ciklusszám 50 50 100 50 50 50 100 50 50 50 100 50 50 50 100 50

Szakítószilárdság MPa 25,2 25,0 23,8 27,0 26,0 25,0 31,5 32,5 32,9 27,9 31,9 31,4 34,8 36,5

szilárdsági jellemzõkre gyakorolt hatását ez esetben is 0–10% koncentrációtartományban vizsgáltuk adott szálkoncentráció esetén, 4 párhuzamos mintán (1–3. táblázat). 3.1.1. Az elõterhelés hatása A próbatest elõterheltségének húzó igénybevételre gyakorolt hatását az 1–9. ábrák szemléltetik, melyeken a mért jellemzõk változása az elõzetes fárasztás nélküli próbatestek adataira vonatkoznak [1].

196

Modulusz MPa

Szakadáskor Megnyúlás mm


1315 7,6 1303 7,8 1295 8,1 néhány ciklus után elszakadt 1985 5,4 1956 7,0 1934 6,8 néhány ciklus után elszakadt 2589 3,8 2642 4,3 2687 6,0 2492 5,7 4876 2,9 4891 3,1 4958 3,7 4973 3,5

Megnyúlás mm

10,4 9,2 8,3

124,0 96,0 82,0

10,4 9,2 8,8

37,0 38,0 48,0

8,3 9,6 8,8 17,0 18,8 12,5 10,5 16,7

24,0 20,0 26,4 14,0 9,4 9,0 8,6 7,0

A polipropilén kompozitok esetében 50 ciklusszám mellett az elõterhelés növelésével a maximális terhelésnél és a szakadáskor mért szakítószilárdság egyaránt növekedett (1. ábra). A javulás az 5% szénszálat tartalmazó PP kompozitnál volt a legnagyobb. Az elõterhelés és a szénszáltartalom (2. ábra) növelésével egyre nagyobb mértékben nõtt a szakító modulusz. A legnagyobb változást a szakító modulusz esetében is az 5% szénszálat tartalmazó kompozitnál tapasztaltuk. A maximális terhelésnél mért nyúlás kis mértékben (<5%) csökkent az elõ-


2007.04.21.

M768

3. táblázat. A szénszálerõsített etilén-vinil-acetát-kompozitok elõterheléses húzóvizsgálatának eredményei Maximális terhelés Szál tartalom %

Elõterhelés N

Ciklusszám

Modulusz MPa

Megnyúlás mm


Megnyúlás mm

50 50 100 50 50 50 100 50 50 50 100 50 50 50 100 50

7,5 7,6 7,7 7,8 7,4 7,5 7,4 7,7 8,0 8,1 8,0 8,4 10,9 10,9 10,9 12,3

1113 1149 1164 1205 1929 1994 1955 2039 2366 2488 2387 2651 4159 4207 4101 4626

125,7 124,8 121,8 123,5 77,2 75,2 78,3 76,0 49,6 49,2 49,2 50,7 5,3 5,1 5,3 5,9

7,7 7,9 6,7 8,2 6,8 6,9 6,7 7,1 8,1 8,2 7,4 8,9 8,5 9,2 8,8 9,8

132,4 133,4 127,1 129,4 86,5 84,0 83,0 84,9 64,0 59,0 58,0 55,5 19,0 17,0 17,0 13,8

50 0

100 150 50

2

100 150 50

5

100 150 50

10

Szakadáskor


100 150

1. ábra. PP kompozitok szakítószilárdsága az elõterhelés függvényében 3. ábra. PP kompozitok megnyúlása az elõterhelés függvényében

2. ábra. PP kompozitok szakító modulusza az elõterhelés függvényében

terhelés növelésével. Jelentõs nyúlás csökkenést szakadáskor mértünk (3. ábra), melynél a legnagyobb értéket az 5% szénszálat tartalmazó PP kompozitnál kaptuk. A polietilén kompozitoknál azonos paraméterek mellett (4–6. ábra) nem tapasztaltunk olyan egyértelmû szakítószilárdság növekedést, mint a PP kompozitok esetén. A maximális terhelésnél mért szakítószilárdság csökkent


az elõterhelés növelésével a kis szénszáltartalmú kompozitoknál (0–2%). 600 N elõterhelésnél pedig néhány ciklus (5–10) után a próbatestek elszakadtak, aminek valószínûleg az volt az oka, hogy az elõterhelõ erõ már túlságosan nagy igénybevételt jelentett. 5% szénszáltartalmú kompozitnál kis mértékû (200 és 400 N) elõterhelés esetén nõtt a szakítószilárdság, a 600 N nagyságú elõterhelésnél viszont csökkent. A 600 N elõterhelés a 10% szénszáltartalmú kompozitok szakítószilárdságát jelentõsen növelte. A szakítószilárdság csökkenésének megfelelõen nõtt a kompozitok megnyúlása az elõterhelés növelésével. Az elõterhelés növelése pozitív irányba befolyásolta az etilén-vinil-acetát kompozitok szakítószilárdságát is, ami a szakadáskor volt leginkább számottevõ (7. ábra). Szénszálat nem tartalmazó EVA, illetve kis szénszáltartalmú EVA kompozit esetében csak kismértékben változott a maximális terhelésnél mért szakítószilárdság. Ez197

2007.04.21.

4. ábra. HDPE kompozitok szakítószilárdsága az elõterhelés függvényében

5. ábra. HDPE kompozitok szakító modulusza az elõterhelés függvényében

6. ábra. HDPE kompozitok megnyúlása az elõterhelés függvényében

zel szemben a 10% szénszálat tartalmazó EVA-nál csaknem 15%-kal javult a szakítószilárdság az elõfárasztás nélkül mért szakítószilárdsághoz képest. A mért szakítószilárdság az erõsítetlen EVA esetében változott a legnagyobb mértékben adott elõterhelés esetén. A szénszállal erõsített EVA kompozitok szakadáskor mért szakítószilárdsága legnagyobb mértékben (17%) a 10% szénszáltartalmú kompozitnál növekedett. A szakító modulusz is növekvõ (8. ábra) tendenciát mutatott az elõterhelés és a szénszáltartalom függvényében. A maximális terhelésnél mért megnyúlást csak kis mértékben befolyásolta az elõterhelés, a szakadáskor mért megnyúlás azonban jelentõs mértékben csökkent (9. ábra). A 10% szénszálat

198

M768

7. ábra. EVA kompozitok szakítószilárdsága az elõterhelés függvényében

8. ábra. EVA kompozitok szakító modulusza az elõterhelés függvényében

9. ábra. EVA kompozitok megnyúlása az elõterhelés függvényében

tartalmazó EVA kompozit 150 N elõterhelésénél ez az érték 47,5% volt. Az elõfárasztás a PP és az EVA esetében pozitívan befolyásolta a húzó igénybevétel során mért jellemzõket, míg a HDPE-nél részben minõségromlást tapasztaltunk. Elõfárasztást nem alkalmazva mindhárom polimernél jelentõs szilárdság javulást figyeltünk meg a száltartalom növelésével. A fárasztás hatására bekövetkezõ különbségeknek valószínûleg az volt az oka, hogy a szál a PP és az EVA esetében jobban kötõdött a polimer mátrixhoz, mint a HDPE-nél. Ez akkor vált szembetûnõvé, amikor a próbatesteket elõterheltük. Ekkor ugyanis a szálak részben orientálódtak – ez okozhatta a mért jellemzõk javulását – mely során kiemelten fontosak a szálak felü-


2007.04.21.

letén létrejövõ fizikai és kémiai okokra visszavezethetõ szál-mátrix összetartó erõk. Ha ezek az erõk nem megfelelõek, akkor a szál könnyen kicsúszhat a mûanyag mátrixból, ennek hatására a kompozit elveszíti kedvezõ tulajdonságait. 3.1.2. A ciklusszám hatása Tekintettel arra, hogy az elõterhelés nagysága mellett annak ciklusszáma is nagyon fontos jellemzõ lehet, a 10–18. ábrákon a fárasztásos igénybevétel ciklusszámának adott jellemzõkre gyakorolt hatását tüntettük fel. A 10. ábra adatai szerint az 5 és a 10% szénszálat tartalmazó PP kompozitok esetében a maximális terhelésnél mért szakítószilárdság csökkent a ciklusszám 50-

10. ábra. PP kompozitok szakítószilárdsága az elõterhelés ciklusszámának függvényében

M768

rõl 100-ra történõ emelésével, 400 N elõterhelés mellett. A szakítószilárdság ugyanakkor a mérési hibán belül növekedett. Emellett a 0 és 2% szénszáltartalmú PP kompozitok maximális terhelésekor és szakadásakor mért szakítószilárdság is a mérési hibán belül változott. A szakító modulusz a szakítószilárdsághoz hasonló tendenciával változott a ciklusszám növelésével (11. ábra). PP mátrix esetén a ciklusszám a kis szénszáltartalmú kompozitok szakítószilárdságát és moduluszát nem, az 5 és 10% szénszáltartalmú kompozitok szakítószilárdságát és moduluszát maximumos görbe szerint befolyásolta. Másrészrõl, a 12. ábra adatai szerint a ciklusszám nem vagy csak igen kis mértékben befolyásolta a PP kompoz-

13. ábra. HDPE kompozitok szakítószilárdsága az elõterhelés ciklusszámának függvényében

11. ábra. PP kompozitok szakító modulusza az elõterhelés ciklusszámának függvényében

14. ábra. HDPE kompozitok szakító modulusza az elõterhelés ciklusszámának függvényében

12. ábra. PP kompozitok megnyúlása az elõterhelés ciklusszámának függvényében

15. ábra. HDPE kompozitok megnyúlása az elõterhelés ciklusszámának függvényében


199

2007.04.21.

itok maximális terhelésnél és szakadáskor mérhetõ megnyúlásait. Az elõterhelés kis szénszáltartalmú HDPE kompozitok mechanikai tulajdonságait kedvezõtlenül befolyásolta, amelyek a ciklusszám növelésével tovább romlottak. A nagyobb (5, 10%) szénszáltartalmú kompozitok jellemzõi ellenben javultak, az 5% szénszálat tartalmazó kompozit esetében volt megfigyelhetõ a legnagyobb mértékû növekedés. A 16. és a 18. ábrák adatai alapján megállapítottuk, hogy az etilén-vinil-acetát kompozitoknál a ciklusszám nem, vagy csak igen kis mértékben befolyásolta a maximális terhelésnél mért szakítószilárdságot, és a megnyúlás is csak kissé függött a ciklusszámtól. Másrészrõl viszont a szakadáskor mért szakítószilárdságot jelentõsen

M768

csökkentette a ciklusszám növelése. Ennek okát az EVA mátrix fizikai sajátosságaiban kell keresnünk. A bemutatott eredmények alapján megállapítottuk, hogy az elõterhelés ciklusszámának megválasztásával is jelentõsen befolyásolni lehet a kompozitok mechanikai tulajdonságait. A kis szénszáltartalmú kompozitok mechanikai tulajdonságai nem vagy alig – többnyire a mérési hibahatáron belül – változtak a ciklusszám növelésével. A ciklusszám túlzott növelése azonban még viszonylag kis elõterhelés esetén is rontotta a kompozitok mechanikai tulajdonságait. 3.2. Ütvehajlító vizsgálat Az ütvehajlító vizsgálatokat CEAST RESIL Impactor berendezésen ISO 179 szabvány szerint „A” típusú bemetszett próbatesteken végeztük (19. ábra).

16. ábra. EVA kompozitok szakítószilárdsága az elõterhelés ciklusszámának függvényében 19. ábra. A Charpy ütõmunka változása a szénszáltartalom függvényében

17. ábra. EVA kompozitok szakító modulusza az elõterhelés ciklusszámának függvényében

Az EVA kompozitok esetében, a mátrixként alkalmazott mûanyag fizikai sajátosságai miatt, csak a 10% szénszáltartalmú próbatestnél kaptunk értékelhetõ eredményt. Ekkor az ütõmunka 37,88 kJ/mm2 volt. A 19. ábra szerint a fajlagos ütõmunka mind a polietilén, mind pedig a polipropilén mátrixanyagok felhasználásával elõállított szálerõsített próbatesteknél észrevehetõen nõtt. 10% szénszáltartalomnál a PP kompozitok 89,4%os, a HDPE kompozitok pedig 14,5%-os ütõmunka-növekményt mutattak a szálat nem tartalmazó próbatestekhez viszonyítva. 3.3. Mérettartási vizsgálatok

18. ábra. EVA kompozitok megnyúlása az elõterhelés ciklusszámának függvényében

200

Mivel a fröccsöntött tárgyak, alkatrészek méretének pontosnak kell lennie, hogy a termék összeszerelhetõ legyen, a mérettartás fontos követelmény a hõre lágyuló mûanyag kompozitok gyártása és alkalmazása során. Szénszálerõsítés alkalmazásával a polipropilén mérettartása jelentõsen javítható volt, ami jól nyomon követhetõ a 20–21. ábrákon. A 4. táblázat adataiból kitûnik, hogy a szénszálat tar2007. 44. évfolyam, 5. szám

2007.04.21.

M768

talmazó mûanyag kompozit mérettartása kedvezõbb, mint a referenciaként alkalmazott talkum tartalmú minta

mérttartása. Ez leginkább a szórásértékekbõl derült ki, de azt is megfigyeltük, hogy a szénszálas minták geometriai méretei rendre nagyobbak, mint a talkumos mintáké. Ez azért jelentõs, mert tekintettel arra, hogy mindkét próbatestet ugyanabban a fészekben állították elõ, a nagyobb értékek a szálerõsítésû kompozit kisebb zsugorodását igazolták. A 20. és a 21. ábra 10 egymást követõ minta készítése során a hosszúság változását mutatja. 3.4. Elektromos vezetõképesség vizsgálatok A mûanyagok felhasználásakor számos probléma forrása lehet az elektrosztatikus feltöltõdés. Ennek érdekében bizonyos termékek gyártása során feltöltõdést gátló anyagokat adagolnak a mûanyagokhoz. Ezek általában elektromos vezetõképességgel rendelkezõ anyagok. Tekintettel arra, hogy a kompozitokban alkalmazott szénszál elektromosan vezet, megvizsgáltuk azt is, hogy a felhasználásával elõállított próbatestek elektromos tulajdonságai hogyan változnak szénszál hatására. A különbözõ száltartalmú polipropilén kompozitokból 1 mm vastagságú lapokat készítettünk, melyek vezetési tulajdonságait a VILLAMOS SZIGETELÕ ÉS MÛANYAGGYÁR KFTben vizsgáltuk (5. táblázat). A 2% szénszáltartalmú mintadarab még szigetelõnek tekinthetõ, a 10% szénszáltartalmú már vezetõként viselkedik. Ennek elsõsorban gazdasági-mûszaki elõnyei lehetnek, hiszen mindamellett, hogy az általunk alkalma-

20. ábra. A szélesség változása

21. ábra. A hosszúság változása

4. táblázat. A próbatestek zsugorodási vizsgálatának eredményei Sorszám

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Hosszúság mm

Szélesség mm

Hornyolt hossz mm

Teljes vastagság mm

Borda magasság mm

Szénszálas Szálmentes Szénszálas Szálmentes Szénszálas Szálmentes Szénszálas Szálmentes Szénszálas Szálmentes 440,09 439,76 93,65 93,43 20,11 20,08 7,16 7,17 3,80 3,83 440,37 439,73 93,67 93,59 20,14 20,08 7,17 7,16 3,85 3,68 440,33 439,77 93,67 93,56 20,13 20,09 7,19 7,15 4,07 4,17 440,19 439,91 93,66 93,63 20,15 20,06 7,19 7,17 3,96 4,12 440,17 439,87 93,63 93,56 20,12 20,05 7,16 7,18 3,96 3,70 440,23 439,57 93,69 93,54 20,15 20,03 7,18 7,17 4,03 3,92 440,35 439,55 93,64 93,72 20,12 20,05 7,18 7,19 3,79 3,94 440,18 439,85 93,59 93,67 20,11 20,01 7,16 7,17 3,74 3,71 440,32 439,68 93,65 93,53 20,16 20,04 7,19 7,18 3,80 3,70 440,29 439,58 93,57 93,48 20,11 20,03 7,17 7,18 3,92 3,79

Tûrés minimum

438,65

438,65

92,63

93,63

19,72

19,72

7,10

7,10

3,93

3,93

Tûrés maximum

441,35

441,35

94,37

94,37

20,28

20,28

7,50

7,50

4,27

4,27

2,70

2,70

1,74

0,74

0,56

0,56

0,40

0,40

0,34

0,34

440,25 0,09 4,89 3,98 440,53 439,98

439,73 0,13 3,49 2,78 440,11 439,34

93,64 0,04 7,83 6.55 93,75 93,53

93,57 0,09 1.43 –0,23 93,3 93,31

20,13 0,02 4,95 2,65 20,19 20,07

20,05 0,03 3,63 2,95 20,13 19,98

7,18 0,01 5,25 1,97 7,21 7,14

7,17 0,01 5,87 2,11 7,21 7,14

3,89 0,11 0,51 –0,11 4,23 3,56

3,86 0,18 0,32 –0,14 4,39 3,32

Tûrés mezõ Átlag Szórás Cp Cpk Átlag+3σ Átlag–3σ


201

2007.04.21.

M768

5. táblázat. Szénszáltartalom hatása a vezetõképességre szálerõsített polipropilén esetében Térfogati ellenállás Szénszáltartalom Vizsgálati módszer Vizsgálati körülmények % W·cm

Minõsítés

W

2

MSZ HD 429 S1

500 V, DC

1,04·1011

–

Jó szigetelõ, Gyenge antisztatikus anyag

5

MSZ HD 429 S1

500 V, DC

2,30·108

–

Gyenge szigetelõ, Gyenge antisztatikus anyag

MSZ EN ISO 3915 MSZ HD 429 S1

1 V, DC 1 mA DC

1,47

10

zott körülmények és eljárások eredményeképpen sikerült olyan hosszúszálas hõre lágyuló mûanyag kompozitot elõállítani, melynek mechanikai tulajdonságai esetenként lényegesen jobbak, mint az alappolimeré, az adott körülmények között nem igényli vezetõképességet javító adalékok alkalmazását. Ezzel pedig a gyártási költségeket lehet csökkenteni. 4. Összefoglalás Hosszú szénszállal erõsített PP, HDPE és EVA kompozitok fárasztás után mérhetõ mechanikai tulajdonságait, valamint PP kompozitok zsugorodási és elektromos tulajdonságait vizsgáltuk 0–10% száltartalom tartományban. Az elõterhelés növelésével a mechanikai tulajdonságok egyre nagyobb mértékû javulását tapasztaltuk az elõterhelés nélküli esethez viszonyítva, az elõterhelés túlzott növelése viszont ezek romlását idézte elõ. A PP és HDPE mechanikai tulajdonságai maximumos görbe szerint változtak az elõterhelés függvényében. 10% szénszálat tartalmazó EVA kompozit esetében pedig az elõterhelés fokozásával monoton javultak a mechanikai jellemzõk. A 10%-nál kevesebb szénszálat tartalmazó EVA kompozitok mechanikai tulajdonságai csak kis mértékben változtak az elõterheléssel, a változások többnyire a mérési hibahatár közelében voltak. A polipropilén kompozitokban alkalmazott szénszál kedvezõen befolyásolja a termék zsugorodási hajlamát. Ez lehetõvé teszi a hõre lágyuló mûanyagok szélesebb körben történõ alkalmazását, különösen nagyméretû alkatrészek gyártása esetén. Ugyancsak kedvezõ a késõbbi alkalmazás szempontjából, hogy 5% feletti szénszáltartalomnál jelentõsen megnõ a PP kompozit elektromos vezetõképessége. Irodalomjegyzék [1] Varga, Cs.; Miskolczi, N.; Bartha, L.; Falussy, L.: Hoszszú szénszállal erõsített mûanyag kompozitok mechanikai tulajdonságai. Mûanyag és Gumi, 44/2, 83–87 (2007). [2] Fu, S. Y.; Li, L. L.; Hu, X.; Yue, C. Y.: Hybrid short glass/short carbon fiber reinforced polypropylene composites, Proc. International Workshop on Advances in Materials Science and Technology, Singapore, 2000.

202

Felületi ellenállás

1,049·104

Vezetõ

[3] Bibo, G. A.; Hogg, P. J.; Kemp, M.: Mechanical characterisation of glass- and carbon-fibre-reinforced composites made with non-crimp fabrics. Composite Science and Technology, 57, 1221–1241 (1997). [4] Herrera-Franco, P. J.; Valadez-González, A.: Mechanical properties of continuous natural fibre-reinforced polymer composites. Composites: Part A, 35, 339–345 (2004). [5] Soutis, C.: Fiber reinforced composites in aircraft construction. Progress in Aerospace Sciences, 41, 143–151 (2005). [6] Houshyar, S.; Shanks, R. A.; Hodzic, A.: Tensile creep behaviour of polypropylene fibre reinforced polypropylene composites. Polymer Testing, 24, 257–264 (2005). [7] Malchev, P. G.; David, C. T.; Picken, S. J.; Gotsis, A. D.: Mechanical properties of short fiber reinforced thermoplastic blends. Polymer, 46, 3895–3905 (2005). [8] Jiang, B.; Liu, C.; Zhang, C.; Wang, B.; Wang, Z.: The effect of non-symmetric distribution of fiber orientation and aspect ratio on elastic properties of composites. Composites: Part B, 38, 24–34 (2007).

Mûanyagipari hírek Újabb PP kapacitások épülnek a Borealisnál Három, 90 millió euró nagyságú beruházási programot indított a BOREALIS a PP üzletágában. Kapacitást kíván bõvíteni Finnországban, mûszaki erõsítést tervez az osztrák gyárban, egyúttal új kísérleti üzem létrehozását is tervezik Ausztriában. A finnországi Porvoo-ban mûködõ PP üzemek 25 millió eurós, 65 kt/év kapacitásbõvítésével, 220 kt/év össztermelést biztosítanak 2008 végére. A megnövekedett kibocsátást a csõszektor és Oroszország igényeinek kielégítésére fordítják. Schwechat-nál (Ausztria) 35 millió eurós beruházással a multimodális BORSTAR üzemet bõvítik egy negyedik reaktorral, amely különleges tulajdonságú alapanyagokkal látja el az autóipart, a csõszektort és az igényesebb csomagolószereket gyártó ágazatot. Egy négyreaktoros kísérleti üzemet hoznak létre 30 millió euró befektetéssel Bécs közelében a fejlesztések támogatására. Az új üzem 2009 folyamán indulhat. Újabb BOREALIS bejelentés szerint, a német Burghausenben 330 kt/év-re bõvítik a BORSTAR PP üzem kapacitását. Forrás: PRW, 2007. január MMSz – B. Lné


Hosszú szénszállal erõsített PP, HDPE és EVA kompozitok

Recommend Documents