BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM
Kutatóegyetemi laborbemutató
CZIGÁNY TIBOR
2011. január 26.
POLIMERTECHNIKA TANSZÉK
Polimertechnika TanszékPolimertechnika Tanszék
Tanszék – T ép. 3. emelet
Laboratórium – MT. ép.
Polimertechnika TanszékPolimertechnika Tanszék
4 egyetemi tanár 3 tanársegéd4 docens 12 doktorandusz6 adjunktus
Akkreditált laboratóriumAkkreditált laboratórium
Folyóirat – eXPRESS Polymer LettersFolyóirat – eXPRESS Polymer Letters
Polimer mátrixú nanokompozitok és hibrid kompozitokKutatási irányokKutatási irányok
Nanostruktúrált, egymásbahatoló hálószerkezetű (IPN) gyantarendszerek fejlesztése
Kutatási irányokKutatási irányok
Nanoszálak előállításaKutatási irányokKutatási irányok
Nanoanyagok amiket szeretünkNanoanyagok amiket szeretünk
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM
Anyagfeldolgozás, mechanikai vizsgálatok
SZEBÉNYI GÁBOR
2011. január 26.
POLIMERTECHNIKA TANSZÉK
Feldolgozás, gyártás - extrúzióFeldolgozás, gyártás - extrúzió
Kétcsigás keverőextrúderek, belső keverő, fóliafúvásNanoanyagok hatékony eloszlatása
Feldolgozás, gyártás - fröccsöntésFeldolgozás, gyártás - fröccsöntés
Próbatestek, termékek gyártásaakár egyedi gyorsszerszámokba is
Feldolgozás, gyártás - préselésFeldolgozás, gyártás - préselés
Próbatestek, előformák, termékek gyártása
Feldolgozás, gyártás – térhálós technológiákFeldolgozás, gyártás – térhálós technológiák
Térhálós termékek gyártása, vákuumos technológiák, hőkezelés
Feldolgozás, gyártás – gyors prototípusgyártásFeldolgozás, gyártás – gyors prototípusgyártás
ObJet Alaris 30 és Z-Corp 3D printer
prototípusok, modellek, szerszámok nyomtatása
Anyagvizsgálat – Univerzális terhelőgépekAnyagvizsgálat – Univerzális terhelőgépek
Univerzális terhelőgépek 20 N – 50 kN méréshatárigHőkamrás mérések -30 – 200°C között
Szakító, hajlító, rétegközi vizsgálatok, egyedi elrendezések
Anyagvizsgálat – Műszerezett dinamikus Anyagvizsgálat – Műszerezett dinamikus vizsgálóberendezésekvizsgálóberendezések
Szabványos ütve hajlító és ütve szakító vizsgálatok 2 -25 J méréshatár között
Ejtődárdás vizsgálat 3000 J ütési energiáig Hőkamra -60 – 200°C között
0,0 0,5 1,00
2
4
6
8
10
12
14
Din
amik
us
réte
gkö
zi n
yíró
szi
lárd
ság
[kJ
/m2 ]
Szén nanocsõ tartalom [tömeg%]
Az ütés iránya
Hidraulikus fárasztó berendezés1 – 25 kN méréshatár
Anyagvizsgálat – Fárasztó vizsgálatokAnyagvizsgálat – Fárasztó vizsgálatok
•4 csatornás akusztikus emissziós berendezés•hőkamera•Shore és IRHD keménységmérők•…
Anyagvizsgálat – Egyéb vizsgálatokAnyagvizsgálat – Egyéb vizsgálatok
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM
Morfológiai vizsgálóberendezések
MÉSZÁROS LÁSZLÓ
2011. január 26.
POLIMERTECHNIKA TANSZÉK
Pásztázó elektronmikroszkópiaPásztázó elektronmikroszkópia
Energiadiszperzív Röntgen SpektroszkópiaEnergiadiszperzív Röntgen Spektroszkópia
IMG1 100 µm
O K 100 µm
Au M 100 µm
C K 100 µm
Al K 100 µm
N K 100 µm
Si K 100 µm
0.00 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00
keV
0
8000
16000
24000
32000
40000
48000
Cou
nts
C-K
N-K
O-K
Al-K
Si-K
Au-M
Au-M
Au-MAu-L Au-L Au-L
Au-L
KeV
Elektronbesugárzó berendezésElektronbesugárzó berendezésMontmorillonit (MMT)
(2-hidroxietil)-metakrilát (HEMA)
PAN
DSC, DMADSC, DMA
190 195 200 205 210 215 220 225 230 235
Temperature [oC]
Exo
220
230
240
250
260
190 195 200 205 210 215 220 225 230 235
Temperature [oC]
Exo
220
230
240
250
260
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM
Elektro-szálképzéssel előállított polimer nanoszálak
MOLNÁR KOLOS
2011. január 26.
POLIMERTECHNIKA TANSZÉK
Nanoszálak előállításának eljárásaAz elektro-szálképzés (electrospinning)Az elektro-szálképzés (electrospinning)
Jellemző szálátmérő: 10 nm … 5 mikron, jól szabályozható
Szálhossz: Potenciálisan végtelen (szálvégek nem kimutathatók)
Struktúra: Jellemzően rendezetlen szálpaplan, szálak között kötéspontok(nem rákkeltő, egészségre ártalmatlan)
Alapanyag: Polimerek, adalékolt polimerek, stb.Az alapanyag rendszerint oldat, de lehet ömledék is
Az eljárás: A szálak nyújtására a hagyományos szálképzési eljárásokkal szemben nem mechanikai, hanem elektrosztatikus erőket használ fel. Már 1902-ben felfedezték, de csak az utóbbi években vált jelentős területté
A szálképző és a szálgyűjtő jellemző távolsága 20 … 200 mm. A szálképző kapilláris csúcsa és a szálgyűjtő közé nagyfeszültséget kapcsolunk. A szálgyűjtő jellemzően földelt, a tápegység jellemzően egyenáramú,
feszültsége 5 … 30 kV. A szálképző térben kialakuló és vékonyodó szálak sztochasztikus pályákon
indulnak el a szálgyűjtő felé, ami véletlenszerű struktúrához vezet Az alapanyag fontos, hogy jó elektromos vezető legyen
Az elektro-szálképzés (electrospinning)Az elektro-szálképzés (electrospinning)
A: Oldat adagolásaB: Szálképző kapilláris / furatC: Nagyfeszültségű tápegységD: Szálképzési térE: Szálgyűjtő (kollektor)
Az eljárás vázlata
Szálképzés képekben - nanoszálak előállítása polimer oldatból
Az elektro-szálképzés (electrospinning)Az elektro-szálképzés (electrospinning)
Főbb alkalmazási területekAz elektro-szálképzés (electrospinning)Az elektro-szálképzés (electrospinning)
Szűréstechnikai alkalmazások-Víztisztítás (szennyeződések, nehézfémek kiszűrése, ioncserélők)-Füst- és porszűrés (HEPA-filter, kipufogógáz szűrés)
Energetikai alkalmazások- Napelemek (TiO2)- Kapacitorok- Akkumulátorok
Orvostechnikai alkalmazások-Idegsebészet-Szervátültetések, szintetikus protézisek-Sebkötözők-Szabályozott gyógyszerleadású készülékek
Szerkezeti anyag-Nanokompozitok erősítőanyaga
Tanszéki kutatásokAz elektro-szálképzés (electrospinning)Az elektro-szálképzés (electrospinning)
Nanoszálak lehetséges kompozitipari alkalmazásai:
•Nanoszálakkal és szálpaplanokkal erősített kompozitok
- Mikroszálas kompozitokban alkalmazva nem okoz jelentős tömegnövekedést, vagy méretváltozást
-A rétegközi nyírószilárdság akár 20%-al is megnövekedhet (GL/UP és PA nanoszálas kompozit)-A nanoszálak és nanopórusok kiválóan gátolják a repedésterjedést
Tanszéki kutatásokAz elektro-szálképzés (electrospinning)Az elektro-szálképzés (electrospinning)
Nanoszálas szálkötegek és fonalak előállítása folytonos üzemben
Célunk nano-szénszál létrehozása
Hajlékonyabb lenne, mint a jelenlegi rideg szénszálak, elméletileg a húzószilárdsága is jelentősen nagyobb, mint a ma használt anyagénak.
Várt eredmény: kiváló mechanikai tulajdonságok, könnyebb feldolgozhatóság.
Tanszéki kutatásokAz elektro-szálképzés (electrospinning)Az elektro-szálképzés (electrospinning)
Nanoszálas szálkötegek és fonalak előállítása
A nanoszálak megfelelő orientációja nehezen érhető el, de a saját fejlesztésű eljárássalmegoldható
2011. január 26.
Köszönjük a figyelmet!