Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

C EGLÉD, 2012. JÚNIUS (6)-7-8. 6. AGY 1 SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Rétegszilikáttal erősített nanokompozitok előállítása és vizsgálata Dr. Hargitai Hajnalka,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "C EGLÉD, 2012. JÚNIUS (6)-7-8. 6. AGY 1 SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Rétegszilikáttal erősített nanokompozitok előállítása és vizsgálata Dr. Hargitai Hajnalka,"— Előadás másolata:

1 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 1 SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Rétegszilikáttal erősített nanokompozitok előállítása és vizsgálata Dr. Hargitai Hajnalka, Ibriksz Tamás Anyagtudományi és Technológiai Tanszék Anyagvizsgálat a Gyakorlatban 6. Szakmai Szemináriumot Cegléd, június (6)-7-8.

2 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 2 Bevezetés 1. Polimer blend: két vagy több műanyag ötvözése  kémiai szintézis nélkül, költségkímélő módon igényre szabott tulajdonságok PA6 és a HDPE:  elterjedt műszaki alapanyagok (csomagoló- és autóipar)  Jó feldolgozhatóság  nagyfokú gázzáró képesség  kedvező mechanikai tulajdonságok

3 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 3 Bevezetés 2. PA6/HDPE:  PA6 kiváló termo-mechanikai tulajdonságait  polietilén könnyebb feldolgozhatósága, a dinamikus hatásokkal szembeni jó ellenálló képesség és alacsonyabb ár. KÉMIAI INKOMPATIBILITÁS +MAH

4 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 4 Bevezetés 3. Polimer nanokompozit (CNT, MMT) Montmorillonit agyagásvány: mechanikai tulajdonságok növekedése, vagy pl. a barrier (labirintus) hatás következtében javulhat a gázzáró képesség és a hőállóság.

5 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 5 Célkitűzés PA6/HDPE blendek előállítása, tulajdonságainak, elsősorban a mechanikai jellemzők, módosítása, javítása: 1.Kémiai kapcsolóanyag, illetve nanorészecskék alkalmazása, kombinálása; 2.Montmorillonit mechanikai őrlésének hatása.

6 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 6 MMT SEP Alapanyagok Mátrix anyagok: • PA6 HVF (A. Schulman), • HDPE: TIPELIN 6000B (TVK) (MFR 5 kg 190°C: 1,30 g/10 perc). Kompatibilizálószer: • Polybond 3009 (Chemtura Corp.) 1tömeg% PEgMA ( Mw=186000). Nanorészecskék • Cloisite 20 A, Cloisite 93 A Southern Clay Products (organofilizált montmorillonit, réteges szerkezetű szilikát) (MMT) • Pangel S9, Tolsa SA (szepiolit, szálas szerkezetű szilikát) (SEP) MMT SEP

7 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 7 Előállítás Kompozitgyártás Labtech ikercsigás laboratóriumi extruderben, az alapanyagok megfelelő előszárítása után. Zónahőmérsékletek: 75t% HDPE /25t% PA6:  C A próbatesteket előállítása fröccsöntéssel az MSZ EN ISO szabványnak megfelelő méretben (Engel ES 200H/80V/50HL-2F-2K).

8 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 8 Vizsgálatok Szabványos vizsgálatok • Szakítóvizsgálat • Hárompontos hajlítóvizsgálat • Charpy-féle ütve-hajlító vizsgálat • Folyóképesség mérés • Differenciális Pásztázó Kalorimetria (DSC)

9 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 9 *: a mátrixanyagra vonatkoztatott tömeg PA6/HDPE 25/75 TÖMEG % Kémiai kapcsolóanyag, illetve nanorészecskék alkalmazása, kombinálása Összetétel: KapcsolóanyagNanoanyagok PEgMA* [t%] MMT* [t%]SEP* [t%] 000 0,

10 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 10 Összegzés 1.  statikus mechanikai tulajdonságok 3t% MMT, valamint 1% PEgMA és 3%MMT hatására növekedtek (húzó és hajlító modulusz:18-20%), míg az ütve-hajlító szilárdság jelentősen csökkent.  0,5% PEgMA nem, vagy csak kis mértékben növelte a szakító, ill. hajlító tulajdonságokat, viszont a dinamikus hatással szembeni ellenállás 23%-kal javult.  1% nanoásvány alkalmazása kapcsolóanyag nélkül is kedvezően befolyásolta az ütvehajlító-szilárdságot, míg a statikus mechanikai tulajdonságokat nem, vagy csak kis mértékben javította.

11 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 11  A folyóképességet az 1%-ban bekevert nanoanyagok külön-külön, illetve egymással kombinálva kis mértékben javították, míg az összes többi esetben kisebb értéket mértünk. Összegzés 2.

12 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 12 Mechanikai Őrlés Mechanikai őrlés: Union Process attritor UP-HD/HDDM-01 őrlőtégely: 1400 cm3 keverőszár sebessége: 420 rpm JelölésMMT Őrlési idő [min] M (1) Cloisite 20A 15 M (2) 3x10 M (3) 12x10 M C93A (1) Cloisite 93A 10 M C93A (2) 3x10

13 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 13 Összetétel jelölésnév PEgMA* [t%] MMT* [t%] 1 Blend K_3 M(1) K_3 M(2) K_3 M(3) K_1 M (C93A) K_3 M (C93A) K_3 M C93A(1) K_3 M C93A(2) 13 *: a mátrixanyagra vonatkoztatott tömeg PA6/HDPE 25/75 TÖMEG %

14 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 14 SZAKÍTÓVIZSGÁLAT (MSZ EN ISO 527) (1 mm/perc, 50 mm/perc) Húzószilárdság [MPa]Húzó rugalmassági modulusz [MPa] Referencia: 0% +6% +7% (20%) +7%+7% +7% (26%) +5% (24%) +2% (18%) 0% (12%)

15 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 15 Hajlító rugalmassági modulusz [MPa] +12% (33%) +5% (24%) +18% (34%) +10% (25%) HÁROMPONTOS HAJLÍTÓVIZSGÁLAT (MSZ EN ISO 178) (2 mm/perc) Határhajlító feszültség [MPa] +11% (32%) +18% (34%)

16 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 16 CHARPY-FÉLE ÜTVE-HAJLÍTÓ VIZSGÁLAT (MSZ EN ISO 179) Ütve-hajlító szilárdság [kJ/m 2 ]

17 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 17 FOLYÓKÉPESSÉG VIZSGÁLAT (240  C, 10 kg) MVR [cm 3 /10 perc] +12%+11%

18 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 18 • Meghatározott hőprogram (max. 270 °C, 20 °C/min) • Minta és a referencia állandó hőmérsékleten • Mérik a minta és a referencia közötti hőáram-különbséget DIFFERENCIÁLIS PÁSZTÁZÓ KALORIMETRIA DSC SETARAM DSC131 EVO

19 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 19 DSC mérési görbe

20 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 20 DSC mérés eredményei (max. 270 °C, 20 °C/min) Szoftveres vezérlés, adatrögzítés és kiértékelés MelegítésHűtés HDPEPA6HDPEPA6 T m [°C] ∆H [J/g] T m [°C] ∆H [J/g] T c [°C] ∆H [J/g] T c [°C] ∆H [J/g] Blend136,594,3221,713,8118,9-89,7183,4-3,0 1 M136,7123,5214,45,9118,5-107,9171,7-3,7 3 M144,2102,0218,011,3114,7-99,3175,2-9,7 1 K_1 M137,4116,2214,87,3118,3-102,2167,7-5,6 1 K_3 M142,0103,0216,98,5115,8-91,2170,1-9,2 1 K_3 M(1)140,0114,7215,98,4116,4-97,6169,9-6,5 1 K_3 M(2)136,9115,7215,010,0118,1-102,2169,6-7,4 1 K_3 M(3)135,8101,3215,19,1118,8-93,1170,4-7,6 1 K_1 M C93A138,1106,6215,59,2117,3-101,3170,5-5,1 1 K_3 M C93A136,0104,3214,75,9118,9-99,7179,0-5,8 1 K_3 M C93A(1)134,7108,4214,510,6119,5-98,2178,8-10,7 1 K_3 M C93A(2)135,5121,4214,84,8119,0-113,7175,4-5,1

21 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 21 Összegzés 3.  A C20A MMT mechanikai őrlésének hatására a statikus mechanikai tulajdonságok javulást mutattak a referencia értékekhez viszonyítva (szakító: +6-7%, hajlító: %). Az őrlési idő növelésével a javulás mértéke csökkent. Az ütőszilárdság minden esetben csökkent, azonos összetételi arányok esetén.  A C93A MMT adalékolású blend őrlés nélkül jobb eredményeket adott (szakító: 6-13%, hajlító 10-18) a referencia nanokompozit (C20A MMT)blendhez képest, de az őrlés után nem változtak számottevően az értékek, bár az őrlési idő növelése itt is visszaesést okozott.

22 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 22 Összegzés 4.  Az őrlés hatására a C20A MMT tartalmú blendek folyóképessége kis mértékben javult (őrlési idő növelésével további javulás)  A C93A típusú rétegszilikát tartalmú blendek folyóképessége minden esetben kis mértékben csökkent  A C20A montmorillonit mennyiségének növelésével az olvadási hőmérséklet növekedett a HDPE fázis esetében (blend jobb hőállósága). C20A erősítés esetén az őrlési idő növelésével az olvadási hőmérséklet csökkent

23 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 23 További kísérletek, vizsgálatok  Őrlési paraméterek változtatása  Őrlés kriogén közegben (folyékony nitrogénben)  Szén nanocső alkalmazása  Mikroszerkezet tanulmányozása pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM)

24 C EGLÉD, JÚNIUS (6) AGY 24 SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Köszönöm a figyelmet! A kutatást a TÁMOP 4.2.1/B-9/1/KONV sz. pályázata támogatta.


Letölteni ppt "C EGLÉD, 2012. JÚNIUS (6)-7-8. 6. AGY 1 SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Rétegszilikáttal erősített nanokompozitok előállítása és vizsgálata Dr. Hargitai Hajnalka,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések