Szén nanocső és kapcsoló ágens alkalmazásának vizsgálata poli(etilén-tereftalát) polimerben Kémiai és Vegyipari

31 OTDK, Kémiai és Vegyipari Szekció, Anyagtudományi és szervetlen kémiai Tagozat.

Szén nanocső és kapcsoló ágens alkalmazásának vizsgálata poli(etilén-tereftalát) polimerben

Hallgató: Molnár Tímea
Szak: Biomérnök, Képzés típusa: bsc, Intézmény: Pannon Egyetem, Kar: Mérnöki Kar

Témavazető: Dr. Varga Csilla - egyetemi adjunktus, Pannon Egyetem Mérnöki Kar

Szén nanocső és kapcsoló ágens alkalmazásának vizsgálata poli(etilén-tereftalát) polimerben

A műanyag kompozitok területén a szén nanocsövet és a különböző kompozitjait az elmúlt évtizedben igen intenzíven kutatták. Mivel a kereskedelmi forgalomban kapható szén nanocső jelenleg drága, a kutatások elsősorban a szintén drága, nagy teljesítményű polimerek területére fókuszáltak. A szén nanocső hatékony alkalmazásának alapfeltétele, hogy megfelelő kölcsönhatás alakuljon ki a polimer mátrixszal, emellett a töltőanyag igen erős agglomerálódási hajlamát is csökkenteni kell. Számos felületkezelési módszert dolgoztak már ki ennek elérésére, de legtöbbjük még csak laboratóriumi méretekben alkalmazható eljárás. A műszaki műanyagok területén is elkezdődtek a kutatások a nanocsövet tartalmazó kompozitok előállítására, de a nagyobb mennyiségben felhasznált típusokkal (pl. PET) kevesen foglalkoznak. A poli(etilén-tereftalát) (PET) csomagoló- és elektronikai iparban történő felhasználása viszont széles körben ismert, és a lakossági hulladék számottevő része PET, ezért a hasznosításának jelentősége is nagy.

Kísérleti munkánk során kereskedelmi forgalomban kapható alapanyagban, illetve üdítős palackból származó PET darálékban többfalú szén nanocsövet (MWCNT) alkalmaztunk. A feldolgozási körülmények kiválasztásához és az alapanyagok összetételének meghatározásához reológiai vizsgálatokat végeztünk. Vizsgáltuk a CNT-koncentráció hatását a kompozitok húzó jellemzőire. A szén nanocső és a polimer összeférhetőségének javítására különböző szerkezetű olefin-maleinsav-anhidrid kopolimer típusú kapcsoló ágensekkel kezeltük a töltőanyagot, majd szintén vizsgáltuk a kompozitok húzó tulajdonságait. Megállapítottuk, hogy a kapcsoló ágensek összetételének megfelelő megválasztásával a kezeletlen nanocsövet tartalmazó termékek mechanikai tulajdonságai kedvezően befolyásolhatók, a húzószilárdság 10-30% tartományban növekedett. A hulladék PET alapon előállított termékek húzó szilárdsági jellemzői –az adalék szerkezetétől függően- az eredeti alapanyagot tartalmazó kompozitok húzó jellemzőit megközelítik, esetenként jobbak is.