HUN-REN-BME Kutatócsoport

Zelenainé Kohári Andrea

TUDOMÁNYOS SEGÉDMUNKATÁRS, MINTAELŐKÉSZÍTŐ ÉS NANO SZAKLABORATÓRIUM VEZETŐ

IRODA T.204.

TELEFON 06-1-463-1525

E-MAIL kohari.andrea@gpk.bme.hu

Aktuális diploma ajánlatok

Devulkanizált abroncs gumiőrlet felhasználásával elállított termoplasztikus vulkanizátumok lágyítása

Abroncs gumiőrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerek hosszútávú viselkedésének elemzése

Abroncs gumiőrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerek vizsgálata hőmérséklet-pásztázó feszültségrelaxációs méréssel

Az elasztomerek olyan polimerek, amelyekre jellemző, hogy molekulaláncaik között keresztkötések találhatók, ezek miatt pedig nem vihetők ömledék állapotba, ezért az elasztomerek újrahasznosítása túlnyomóan energetikai jellegű. Egy ennél előremutatóbb újrahasznosítási módszer a gumiabroncsok őrlése, majd a keletkező gumiabroncs őrlet kombinálása termoplasztikus polimerekkel. Az így keletkező blendben eloszlatható nagy mennyiségű (legalább 40 m%) gumihulladék, ezzel a módszerrel termoplasztikus elasztomerek (TPE) állíthatók elő. Ezen anyagok a gumiszemcsék révén rugalmasak, azonban a termoplasztikus mátrix biztosítja a megömleszthetőséget, így hagyományos technológiákkal feldolgozhatók és könnyen újrahasznosíthatók.
A TSSR (Temperature Scanning Stress Relaxation) egy olyan vizsgálati módszer, amellyel egyetlen mérés keretében, folyamatos hőmérséklet-emelés mellett követhető nyomon az anyag feszültségrelaxációs viselkedése, így hatékonyan feltérképezhetők a másodlagos átalakulások és a hosszútávú viselkedés hőmérsékletfüggése. A tanszéken rendelkezésre álló DMA-készülék alkalmas lehet egy hasonló elvű, kisebb deformációtartományra és rövidebb időskálára korlátozott vizsgálat kivitelezésére. A dolgozat célja egy ilyen, a meglévő DMA-műszerre alapozott mérési protokoll kidolgozása, amellyel a GTR felhasználásával előállított TPE-k TSSR-jellegű vizsgálata elvégezhető.

1. Végezzen irodalomkutatást a TSSR módszerről, annak elméleti hátteréről és gyakorlati alkalmazásáról elasztomerek esetében.
2. Dolgozzon ki a tanszéken rendelkezésre álló DMA-készülékkel kivitelezhető, TSSR-elvű mérési protokollt, figyelembe véve a műszer korlátait a hagyományos TSSR-berendezésekhez képest.
3. A kidolgozott protokollal vizsgálja meg GTR felhasználásával előállított TPE-k viselkedését, és értékelje az eredményeket.

Megvalósult diploma témák

1.	A termoplasztikus poliuretán (TPU) és a gumifázis kompatibilizációja termoplasztikus dinamikus vulkanizátumokban (TDV)
	Különböző polimerek társítása által lehetőségünk nyílik olyan blendek létrehozására, amelyekben az alkotók előnyös tulajdonságai ötvözhetők. Ennek egyik jó példája a TDV-k családja, amelyeknél térhálós elasztomer szemcsék („szigetek”) vannak hőre lágyuló polimer mátrixban eloszlatva úgy, hogy a gumiszigetek vulkanizációja a kompaundálás során megy végbe a mátrixként szolgáló hőre lágyuló polimer ömledékében. Így létrehozható olyan anyag, amely a hagyományos térhálós molekulaszerkezetű gumikhoz hasonló nagyrugalmas tulajdonságokkal rendelkezik, ám hőre lágyuló jellegéből fakadóan feldolgozástechnológiai oldalról jelentős egyszerűsítések tehetők a hagyományos ritkán térhálós elasztomerekhez képest. Ezeknél a különböző polimerekből álló blendeknél azonban általában problémát jelent a komponensek elegyíthetősége, illetve összeférhetősége. Ez igen gyenge fázisközti kapcsolatot eredményez az alkotók között, ami gyenge mechanikai tulajdonságokhoz vezethet. Ez különböző kompatibilizálási módszerekkel javítható. A diplomaterv készítésének célja prepolimer módszerrel, in situ előállított termoplasztikus poliuretán mátrixú TDV-k létrehozása, valamint annak vizsgálata, hogy az alkalmazott kompatibilizálisi módszer milyen hatással van az elkészült TDV-k tulajdonságaira.
	Herpai László - 2021

2.	Különböző gumikeverékek hatása in situ előállított poliuretán mátrixszal rendelkező termoplasztikus dinamikus vulkanizátumok tulajdonságaira
	Különböző polimerek társítása által lehetőségünk nyílik olyan blendek létrehozására, amelyekben az alkotók előnyös tulajdonságainak halmazai ötvözhetők. Ennek egyik jó példája a különböző TDV-k családja, amelyeknél térhálós elasztomer szemcsék („szigetek”) vannak hőre lágyuló polimer mátrixban eloszlatva úgy, hogy a gumiszigetek vulkanizációja a feldolgozás, a keverés során megy végbe a mátrixként szolgáló hőre lágyuló polimer ömledékében. Így létrehozható olyan anyag, amely a hagyományos térhálós molekulaszerkezetű gumikhoz hasonló nagyrugalmas tulajdonságokkal rendelkezik, ám hőre lágyuló jellegéből fakadóan feldolgozástechnológiai oldalról jelentős egyszerűsítések tehetők a hagyományos ritkán térhálós elasztomerekhez képest. Ezeknél az eltérő összetevőkből álló blendeknél azonban sűrűn előforduló probléma az alkotó polimerek egymással való inkompatibilitása, ami legtöbbször igen gyenge fázisközti kapcsolatot eredményez az alkotók között. Ez különböző kompatibilizálószerek alkalmazásával ugyan javítható, de ezek alkalmazhatósága is gyakran korlátokba ütközik. Ennek a problémának egy újfajta előremutató megközelítési módszere, ha a feldolgozástechnológia a befoglaló hőre lágyuló mátrix esetében is reaktív, azaz maga a mátrix is a keverékkészítés során jön létre alkotóelemeiből és így a két fázis között kémiai kapcsolat is kialakítható, ami javítja a határfelületeken a kapcsolódás erősségét. A diplomaterv készítésének célja in situ előállított termoplasztikus poliuretán (TPU) mátrixú TDV-k létrehozása, valamint annak vizsgálata, hogy a TPU, a gumi fázis alkotóinak, valamint a feldolgozástechnológiai paramétereknek milyen hatása van az elkészült TDV-k tulajdonságaira, valamint annak feltérképezése, hogy milyen potenciál rejlik a két fázis kémiai összekapcsolásában, milyen új és előremutató tulajdonságokkal ruházható fel általa az elkészült TDV.
	Pandur Péter - 2019

3.	In situ előállított mátrixszal rendelkező termoplasztikus dinamikus vulkanizátumok (TDV) fejlesztése
	Különböző polimerek társítása által lehetőségünk nyílik olyan blendek létrehozására, amelyekben az alkotók előnyös tulajdonságainak halmazai ötvözhetők. Ennek egyik jó példája a különböző TDV-k családja, amelyeknél térhálós elasztomer szemcsék („szigetek”) vannak hőre lágyuló polimer mátrixban eloszlatva úgy, hogy a gumiszigetek vulkanizációja a feldolgozás, a keverés során megy végbe a mátrixként szolgáló hőre lágyuló polimer ömledékében. Így létrehozható olyan anyag, amely a hagyományos térhálós molekulaszerkezetű gumikhoz hasonló nagyrugalmas tulajdonságokkal rendelkezik, ám hőre lágyuló jellegéből fakadóan feldolgozástechnológiai oldalról jelentős egyszerűsítések tehetők a hagyományos ritkán térhálós elasztomerekhez képest. Ezeknél az eltérő összetevőkből álló blendeknél azonban sűrűn előforduló probléma az alkotó polimerek egymással való inkompatibilitása, ami legtöbbször igen gyenge fázisközti kapcsolatot eredményez az alkotók között. Ez különböző kompatibilizálószerek alkalmazásával ugyan javítható, de ezek alkalmazhatósága is gyakran korlátokba ütközik. Ennek a problémának egy újfajta előremutató megközelítési módszere, ha a feldolgozástechnológia a befoglaló hőre lágyuló mátrix esetében is reaktív, azaz maga a mátrix is a keverékkészítés során jön létre alkotóelemeiből és így a két fázis között kémiai kapcsolat is kialakítható, ami javítja a határfelületeken a kapcsolódás erősségét. A diplomaterv készítésének célja in situ előállított termoplasztikus poliuretán (TPU) mátrixú TDV-k létrehozása, valamint annak vizsgálata, hogy a TPU, a gumi fázis alkotóinak, valamint a feldolgozástechnológiai paramétereknek milyen hatása van az elkészült TDV-k tulajdonságaira, valamint annak feltérképezése, hogy milyen potenciál rejlik a két fázis kémiai összekapcsolásában, milyen új és előremutató tulajdonságokkal ruházható fel általa az elkészült TDV. Végezzen irodalomkutatást a TDV-k témakörében a feldolgozástechnológiai és alapanyag párosítási lehetőségek szempontjából, különös tekintettel a TPU mátrixú TDV-kre, valamint az esetlegesen egyéb területeken található in situ PU előállítással foglalkozó irodalmi forrásokra. A megtalálható TPU-elasztomer párosításokkal kiemelten foglalkozzon az anyagpárosítások, valamint a szakirodalomban jelenleg megtalálható eredményekből levonható saját munkára vonatkozó következtetések tekintetében. Az irodalomkutatás során felépülő ismeretanyag alapján készítsen a későbbi kísérletsorozat során alkalmazandó TPU-kat és gumikeverékeket, majd minősítse ezek mechanikai, morfológiai, reológiai kopási és termikus tulajdonságait.
	Szabó Nikoletta Kata - 2019