Fa részecskék alakiságának hatása fa-PLA kompozitok tulajdonságaira - Horváth Roland Zoltán (2015)
A dolgozatomban a farészecskék alakiságának politejsavra gyakorolt hatását vizsgáltam, próbáltam feltérképezni. Célkitűzésem volt megbizonyosodni afelől, hogy kísérleteim során előállított termékek, melyek alapját egy olyan környezetbarát, újrahasznosítható biopolimer, mint a politejsav képezi, milyen lehetőségeket rejtenek magukban a későbbiekben egy használati tárgyként, ha fával ötvözöm. A politejsav alapvetően nagymértékű ridegségének és egyéb más elmaradó tulajdonságának következtében a mindennapi életben kevés alkalmazást kapott. Ezért is gondoltam, hogy megpróbálkozok a gyenge jellemzők, kiemelten a ridegség feljavításán egy olyan természetes kompozittal, mint a fa kihasználva annak előnyös sajátosságait, természetes jellegét. Ennek jegyében a munkámhoz a fafeldolgozás során megtermelt hulladékanyagokat (csiszolatpor, mikroforgács, farost) használtam fel. Az elegyítésre különböző tömegarányokban került sor. Az ideális választásnak a 70% (polietjsav) - 30% (fa) illetve 60% (politejsav)–40% (fa) anyagpárosítás tűnt. A kompozitok mindegyikét extrúzióval állítottam elő. Így hat termékcsoportot hoztam létre, melyekből ezt követően megfelelő segítséggel szabványos próbatesteket fröccsöntöttem. Készültek tisztán politejsavból is próbatestek, hiszen az összehasonlítási alapot ezek szolgáltatták. Termékek előállításánál kellő figyelmet fordítottam a helyes technológiai, gépbeállítási paraméterek megválasztásának. Ezután mechanikai vizsgálatoknak vetettem alá a próbatesteket hogy átfogó képet kapjak a szilárdságbeli jellemzőik alakulásáról. Szakítószilárdsági illetve hajlítószilárdsági vizsgálatokat végeztem, melynek eredményei alapján az összes kompozit tekintetében elmondható volt, hogy szilárdságilag gyengébbek, mint a tiszta politejsavból készült termékek. Legridegebb kompozitnak a politejsav + csiszolatpor anyagpárosítás mutatkozott, melynél a csiszolatpor apró szemcsés, gömb alakú részecskéinek növelése csak rontotta az értékeket. Mikroforgáccsal töltött kompozit eredményei jobbak voltak karcsú rostkötegeinek merevítő hatása következtében, de politejsav eredményeit ez az anyagpárosítás sem múlta felül. Bebizonyosodott az is, hogy a forgácstartalom növelése kedvezően hat a szilárdságra. A farost esetében bizonyosságot nem tudtam szerezni a jellemzők alakulása felöl, hiszen a tervezett 30% és 40% töltöttséget a termékben nem sikerült elérni. Azonban a becsült 5% - 10% tartalom alapján elmondható volt, hogy a nagyobb méretű farostszálak jelenléte jobb szilárdsági tulajdonságokat kölcsönöz a terméknek, bár a politejsav eredményeinél igaz már kismértékben, de ez is gyengébbnek bizonyult. A farost tekintetében az is megállapítható volt, hogy mennyiségének növelése rontja a szilárdsági paramétereket, amely minden bizonnyal a nem megfelelő határfelületi tapadás következménye volt. Tehát jobb terméket nem sikerült előállítanom, de az úgy gondolom bizonyítást nyert, hogy az alakiságnak van befolyása a politejsav mechanikai jellemzőire. Az elért rossz eredményeket valószínűleg a polimer és a fa közötti a nem megfelelő tapadás, kötés hiánya okozhatja, valamint hozzáteszem lágyítók alkalmazása is ajánlott lenne ridegség javítása céljából. Egy későbbi kutatási munkához, ezért a javaslatom egy megfelelő arányú kötésjavítószer illetve lágyítók felhasználása lenne, hogy jobb eredmények születhessenek.