MŰANYAG- ÉS GUMIIPARI ÉVKÖNYV 2014
103
BEVEZETÉS
Az elektro-szálképzés technológiájával úgyneve-
zett nanoszálak állíthatók elő igen költséghaté-
kony módon, akár tömegtermelésre is alkalmas
léptékben. A technológia jellemzője, hogy szem-
ben a hagyományos szálgyártási eljárásokkal,
mechanikai erők helyett elektrosztatikus erőtér-
ben fellépő erőket használ a szálak nyújtására [1].
Az eljárás során egy polimer oldatból kialakított
cseppre nagyfeszültséget kapcsolunk. A töltések a
csepp felszínére vándorolnak és taszítják egymást,
a töltéssűrűség egy adott határon túli növelése pe-
dig ahhoz vezet, hogy a polimer csepp mintegy
„kihegyesedik”, majd annak csúcsából egy vé-
kony folyadékszál lép ki. Ez a földelt elektróda
irányába kezd haladni, miközben a felületén lévő
töltések egymást taszítják, aminek köszönhetően
akár egészen a 10-100 nanométeres átmérőkig vé-
konyodhat. A számos, egymással akár egyidőben
is képződő folyadékszál a szálképzési térrészben
keresztezi egymás útját és így a nanoszálak jel-
lemzően egy szövedék szerkezetbe rendeződnek a
szálképzés során [2]. Mivel a szálak összeheged-
nek egymással, így összefüggő terméket kapunk,
ami egészségügyi szempontokból jelentős dolog.
További előny, hogy a szálforma kialakulása, an-
nak rögzülése és terítékképzés térben és időben
egyszerre lezajló folyamatok, így egyetlen techno-
lógiai lépésben kialakítható a kívánt szerkezet [3].
A nanoszálas termékek kezdenek megjelenni már
kereskedelmi forgalomban kapható termékek-
ben is, mint például ipari szűrőkben és porvédő
maszkokban [4-5]. A nanoszálas szövedékek po-
tenciálisan használhatók ezen kívül gyógyszer-
készítményekben, szenzorokban, kapacitorokban
stb. [3,6], de akár polimer kompozitokban is
Szén nanoszálakkal társított
kompozitok kifejlesztése
Az elektro-szálképzés (electrospinning) technológiájával úgynevezett nanoszálak állíthatók
elő nagy mennyiségben, költséghatékony módon, jellemzően polimer alapanyagokból. Ezek
a nanoszálak napjainkban kezdenek megjelenni már kereskedelmi forgalomban kapható
termékekben is, mint például ipari szűrőkben és porvédő maszkokban, de az orvostech-
nika, gyógyszeripar területén is jelentős szerepük lehet. Megfelelő alapanyagú nanoszálak
elszenesítésével létrehozhatók szén nanoszálas szerkezetek, amelyek nagy felület-tömeg
aránnyal rendelkeznek és igen hajlékonyak, ezért kompozitok erősítőanyagaként használ-
hatók fel. Hibrid kompozitokban, erősítőanyag rétegek között csökkenthetik a delaminációs
hajlamot. A jelen kutatás eredménye azonban arra világít rá, hogy a szén nanoszálak ugyan
jól beépülnek a mátrixba, de a réteg közvetlen környezetében gyantafilmek alakulhatnak ki.
Szén nanoszálakkal társított kompozitok tehát létrehozhatók, de a valódi minőségi javulás
elérése érdekében meg kell ismerni a gyantafelvételi folyamatot is.
With electrospinning technology nanofibers can be produced in large quantities, through cost-effective
ways, typically from polymer materials. These nanofibers have begun to appear as a part of different
commercialized applications and products, such as industrial filteringmedia and protective masks, but they
can achieve an important role at medical and pharmaceutical applications as well. With the carbonization
of nanofibers made of appropriate materials carbon nanofibrous structures can be produced which have
a high surface to mass ratio and which are flexible, therefore they can be applied as a reinforcement of
composites. In hybrid composites, when placed between the reinforcing layers they can increase the
delamination resistance. However the result of this research reveals that carbon nanofibers can adhere
well to the matrix, but thin, neat resin films are formed in the surrounding spaces. Composites with carbon
nanofiber loading can be produced, but the real improvement of quality can be achieved after analysing
the infiltration process in detail.
