Tltanyagot tartalmaz polimerek Vzlat l l Bevezets Tltanyagok

Töltőanyagot tartalmazó polimerek Vázlat l l Bevezetés Töltőanyagok és polimerek v Töltőanyagok v Polimerek Töltőanyag jellemzők és hatásuk a kompozit tulajdonságaira A töltőanyag hatása a kristályos polimerek szerkezetére 1

Bevezetés l l l Ár Műszaki előnyök Korlátozott kombinációk – PVC, PP Töltőanyag jellemzők Kölcsönhatás v kristályos szerkezet v határfelület 2

Töltőanyagok l Természetes, mesterséges (kémiai, termikus) l Ásványi anyagok, szerves anyagok l Leggyakoribb a természetes ásványi anyag l 2000 féle ásványi anyag l Kitermelés gazdasági és műszaki akadályokba ütközhet l Ásványi anyag: vulkanikus, lerakódásos (metamorf) 3

Töltőanyagok Felhasználás – 1000 tonna Típus Kalcium karbonát Talkum Kaolin Alumínium hidroxid Azbeszt Üvegszál Si. O 2 Wollastonit Csillám Üveggyöngy Faliszt és szál Műanyagok Polipropilén 1986 1987 1990 a 1993 a 845 85 36 36 12 34. 0 43. 0 48. 0 55. 3 72. 0 74. 0 7. 0 kevés 0. 2 1. 9 0. 3 0. 1 8. 5 kevés 0. 4 2. 4 0. 2 11. 0 kevés 0. 5 2. 8 0. 5 0. 2 6 2 0. 5 -1 abecsült érték 4

Töltőanyagok Típusok l Ca. CO 3 kalcit, aragonit, vaterit v mészkő, kréta, márvány v dolomit Ca. CO 3 Mg. CO 3) v l Talkum Mg 3(Si 4 O 10)(OH)2 v v v lemezes szerkezet másodlagos, metamorf keménységi fok 1 hidrofób gócképző 5

Töltőanyagok Típusok l Kaolin vagy agyagásvány Al 2 O 3 2 Si. O 2 2 H 2 O metakaolin, égetett agyag v gumiipari fehér töltőanyag v karbamid és fenol gyanták, poliészterek v Anglia, USA v l Alumínium hidroxid gippsit (Al 2 O 3 3 H 2 O) PE, EVA, gyanta égésgátlás v magnézium hidroxid v l Azbeszt, szerpentin Mg 6 Si 4 O 10(OH)8 vagy amfibol (vegyes ásvány) erősítő hatás v fékbetétek v rákkeltő v 6

Töltőanyagok Típusok l Csillám KM(Al. Si 3 O 10)(OH)2 v v v l Üvegszál v v l muszkovit (Al), flogopit (Mg), biotit (Mg, Fe) Lemezes szerkezetű, erősítés Könnyen felületkezelhető Fenolgyanták és fröccsöntött PP Amerika, Kanada rövid vagy végtelen szál Gép, műszer és járműalkatrész Si. O 2 kvarc v nagy keménység 7

Töltőanyagok Típusok l Wollastonit v v v l Üveggyöngy v v v l fehér tűszerű kristályok mészkő és kvarc metamorfózisa anizotrop szerkezet ritka (USA, Kína, India) PP, PA, SMC kis mennyiség üreges szemcsék Könnyen felületkezelhető Faliszt és egyéb szerves töltőanyagok v v nedvsszívó faliszt és a keményítő 8

Töltőanyagok Összefoglaló táblázat Töltőanyag Kalcium karbonát Talkum Kaolin Wollastonit Csillám Barit Szerkezet Ca. CO 3 Mg 3(Si 4 O 10)(OH)2 Al 2 O 3 2 Si. O 2 2 H 2 O Ca. Si. O 3 KM(Al. Si 3 O 10)(OH)2 Ba. SO 4 Sűrűség (g/cm 3) 2. 7 2. 8 2. 6 2. 9 2. 8 4. 5 Mohs keménység 3 1 2. 5 -3. 0 4. 5 2. 0 -2. 5 3. 5 Alak gömb lemez tű lemez 9

Polimerek l PVC – Ca. CO 3, feldolgozás, globuláris szerkezet l PP – talkum, Ca. CO 3 – felhasználás l Polietilének – lélegző fólia, papír l Poliamid – szál, talkum, töltőanyag l Műszaki műanyagok – rövidszál erősítés l Gumik – korom (szerkezet, fajlagos felület, kölcsönhatás), Si. O 2 l Gyanták – SMC (viszkozitás, szegregáció elkerülése, Ca. CO 3 10

Polimerek PP kompozitok felhasználása 11

Töltőanyag jellemzők l Kémiai összetétel, tisztaság l Szemcseméret, szemcseméret eloszlás l Fajlagos felület l Alak l Keménység l Felületi feszültség l Termikus jellemzők l Különleges tulajdonságok szemcseméret meghatározás 12

Töltőanyag jellemzők alaki tényező felületkezelés 13

Kölcsönhatás Kristályos szerkezet, gócképzés l l l Kristályszerkezet (kristályos hányad, krisztallitok, szferolitok, lamellák mérete) hatása a polimer tulajdonságaira Ellentmondó adatok Szferolitméret és a kristályosság növekedése – nő a modulus, csökken a szilárdság és a deformálhatóság A modulust döntően a lamella vastagság befolyásolja Rossz hővezetőképesség miatt héj-mag szerkezet a fröccsöntött mintákban. Töltőanyag bevitele – módosul a kristályszerkezet (gócképző hatás) 14