HUN-REN-BME Kutatócsoport

Varga László József

DOKTORANDUSZ, EXTRÚZIÓS SZAKLABORATÓRIUM VEZETŐ

IRODA T.202.

TELEFON 06-1-463-1528

E-MAIL vargalj@pt.bme.hu

Önéletrajz | Kutatási terület | Publikációk | Oktatott tárgyak | Témaajánlatok

TDK témák | Diploma témák | Szakdolgozat témák

Futó TDK témák

1.	Reciklált polipropilénből készült nagyorientáltságú szalagok fejlesztése és elemzése
	A polipropilén az egyik leggyakrabban használt tömegműanyag. Nyújtás hatására a polipropilén makromolekulái orientálódnak, amivel a nyújtási irányban a szilárdsági tulajdonságok jelentős mértékben megnövelhetők, és így nagy hozzáadott értékű nyújtott termékek (például műszaki szálak, pántoló szalagok) állíthatók elő polipropilénből. A környezetvédelem és a fenntartható fejlődés érdekében a törvényalkotók egyre több reciklált alapanyag felhasználására kötelezik a gyártókat. A polimerek azonban az újrafeldolgozás során termikus degradációt szenvednek, amelyek miatt tulajdonságaik megváltoznak, amely a belőlük készült termékekben tulajdonságromlást okozhat. A szakdolgozat célja a sorozatos újrafeldolgozási ciklusnak a polipropilén alapanyag tulajdonságaira gyakorolt hatásának feltárása, és a reciklált polipropilénből készült nyújtott szalagok tulajdonságainak elemzése. 1. Végezzen irodalomkutatást a nyújtott polipropilén szalagok és a reciklált polipropilén területén. Részletesen térjen ki az újrafeldolgozási ciklusoknak a polipropilén tulajdonságaira gyakorolt hatására! 2. A polipropilén alapanyagot vesse alá több újrafeldolgozás ciklusnak, és vizsgálja a feldolgozási ciklusoknak a polipropilén alapanyagra gyakorolt hatását! 3. Állítson elő erősen orientált PP szalagokat, majd kiterjedt morfológiai, valamint mechanikai vizsgálatokkal részletesen tárja fel az újrafeldolgozott alapanyagnak a nyújtott szalagok tulajdonságaira gyakorolt hatását! Vesse össze a kapott eredményeket az újrafeldolgozott alapanyag tulajdonságaival, és értékelje a kapott összefüggéseket!
	Gáspár Botond

Megvalósult TDK témák

1.	Nanorészecskével társított önerősített polipropilén kompozit habok fejlesztése
	Napjainkban az önerősített polimer kompozitok egyre több helyen megjelennek a használatban. Az önerősített polimer kompozitok esetében a mátrix és az erősítőanyag is azonos anyagcsaládba tartozó polimerből van [1,2]. Az elterjedésük oka az egyszerű újrahasznosíthatóság mellett a kiváló energiaelnyelő képesség és a termoplasztikus erősítőanyag és mátrix által biztosított kis sűrűség. A dolgozat elkészítése során célom, hogy a mátrixanyag habosításával úgy csökkentsem tovább a kompozit sűrűségét, hogy ezzel együtt a sűrűségre fajlagosított mechanikai tulajdonságai és energiaelnyelő képessége ne romoljon. A kompozitok mátrixához alacsony olvadási hőmérséklettel rendelkező amorf poli-alfa-olefint (APAO) és termoplasztikus elasztomert (TPE) használok, a mátrix habosítását pedig expandálható mikrogyöngyökkel végzem. Az önerősített kompozitok felhasználási területét csökkenti, hogy bár nagyszilárdságúak, szilárdsági értékeik rendre elmaradnak a hagyományos kompozitoktól a termoplasztikus mátrix lágyabb viselkedése miatt. A dolgozat elkészítése során ezért a merevség növelése érdekében a mátrixanyagot szén nanocsővel töltöttem. A nanoméretű erősítőanyagok alkalmazásával elérhető az erősítőanyag kis mérete révén, hogy a mátrixanyag szilárdsága növekedjen, ugyanakkor az energiaelnyelő képessége ne romoljon jelentősen [3]. A kutatásom során APAO és TPE mátrixú önerősített polipropilén kompozitokat állítottam elő, a mátrix habosításával és nanoerősítésével csökkentett sűrűségű önerősített kompozitokat hoztam létre. Az így előállított hibrid kompozitokat különféle morfológiai és mechanikai anyagvizsgálattal értékeltem.
	Görbe Ákos - 2022 TDK 2. díj, OTDK I. díj

2.	Orientált polipropilén szalagok gyártástechnológiájának fejlesztése
	A polipropilén az egyik legnagyobb körben elterjedt tömegműanyag, mivel a tulajdonságai könnyen befolyásolhatók a követelmények szerint, így egyaránt alkalmas műszaki felhasználásra és hétköznapi termékek gyártására [1–3]. A műszaki alkalmazás egyik módja nagy orientációjú fóliák létrehozása nyújtással, amelyekből a fólia fibrillálásával és sodrásával zsinegek állíthatók elő elsősorban mezőgazdasági felhasználásra [4]. A gyártási folyamat során a fólia előgyártmány szakítószilárdsága az egytengelyű nyújtás hatására bekövetkező molekuláris orientáció miatt jelentősen növekszik, ezzel együtt a fólia keskenyedik és a vastagsága csökken. Ez lehetővé teszi azt, hogy alternáló bemetszések kialakítása után könnyen nagy teherbírású zsineggé sodorható legyen a fólia. A nyújtás laborkeretek közt egy kísérleti fólianyújtósoron történik, amely biztosítja a nagy termelékenységet és a jó reprodukálhatóságot. A dolgozatban egy zsineg gyártására alkalmazható fibrilláló eszköz tervezése és elkészítése a célom, illetve ennek alkalmazása a Tanszék laboratóriumi fólianyújtósorában. Emellett cél a kísérleti fólianyújtósoron előállított fóliák jellemzése morfológiai és mechanikai anyagvizsgálati módszerekkel. Ehhez előkísérletek alapján választok különböző blendeket az elérhető legjobb szakítószilárdság és szakadási nyúlás figyelembevételével.
	Görbe Ákos - 2022 TDK 1. díj, OTDK III. díj

3.	Orientált polipropilén szalagok fejlesztése
	A polipropilén az egyik legnagyobb körben elterjedt tömegműanyag, mivel a tulajdonságai könnyen befolyásolhatók a követelmények szerint, így egyaránt alkalmas műszaki felhasználásra és hétköznapi termékek gyártására [1, 2]. A műszaki alkalmazás egyik módja nagy orientációjú fóliák létrehozása nyújtással. Az ilyen eljárással létrehozott fóliák a nagymértékű orientáció miatt ugyan szilárdsági szempontból kiválóak, a szakadási nyúlásuk azonban jelentősen csökken, így korábban szakadnak el. Ennek a nagymértékű csökkenésnek az elkerülése végett polipropilénből (PP) és amorf poli-alfa-olefinből (APAO) blendet képzek, és ezt orientálom. Ebben a blendben az APAO a PP amorf fázisában helyezkedik el, és a kis APAO molekulák a PP molekuláinak mozgását megkönnyítik, így nem lép fel nagymértékű csökkenés az orientált fólia szakadási nyúlásában. Az orientált PP/APAO blendek szakadási nyúlása ugyan növekszik, de a maximális feszültség csökken. Ezt célszerűen nanoméretű erősítőanyagok alkalmazásával lehet ellensúlyozni. A dolgozat elkészítése során ehhez többfalú szén nanocsövet (MWCNT) használok [3]. Mivel a nanoméretű erősítőanyagok nagy fajlagos felülettel rendelkeznek, ezért kismértékben adagolva is kifejtik jótékony hatásukat. Ennek köszönhetően kismértékű szén nanocső adagolásával növelhető a PP/APAO blendek maximális feszültsége, valamint ekkora mennyiségű töltőanyag feltehetően nem nehezíti meg az orientálhatóságot sem. Így olyan fóliát kapunk, amelynek a nagy maximális feszültsége mellett a szakadási nyúlása is megfelelő.
	Görbe Ákos - 2021 TDK 2. díj, OTDK különdíj

4.	Önerősített polimer kompozitok ciklikus dinamikus vizsgálata
	Az önerősített polimer kompozitok olyan kompozitok, amelyekben a mátrix és az erősítőanyag is azonos anyagcsaládba tartozó polimer. E kompozitok nagy előnye az egyszerű újrahasznosíthatóság és a kis sűrűség mellett a kiváló energiaelnyelő képesség. Az energia elnyelő képesség jellemzésének egyik kiváló módja az átlyukasztásos ejtősúlyos vizsgálat. A valóságban azonban egy-egy alkatrészt, terméket nem mindig ér olyan energiájú ütés, amely a teljes tönkremenetelt okozná, azonban az anyag szerkezetében már okozhat változásokat (pl. rétegelválás, szálak, szalagok részleges szakadása stb.). Ez a behatás, igénybevétel jelentkezhet többször is, amelyek hatásai összeadódhatnak, így a kompozit energiaelnyelő képessége is megváltozik. E TDK/szakdolgozat célja polipropilén alapú önerősített polimer kompozitok energiaelnyelő képességének tanulmányozása egyszeri és ismételt ejtősúlyos vizsgálattal. Cél annak is a meghatározása, hogy egy bizonyos számú behatás után mennyi a maradó mechanikai jellemző a behatás helyén.
	Görbe Ákos - 2020 TDK 2. díj, OTDK II. díj

© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor