MŰANYAG- ÉS GUMIIPARI ÉVKÖNYV 2014
59
A TPS egyik legfőbb előnyének, biodegradál-
hatóságának megőrzése fontos szempont a kom-
pozitok esetében is, ezért a keményítő erősítésé-
re igen gyakran természetes szálakat használnak
[30-34]. Ezen belül is kiemelt jelentőséggel bír a
faliszt [32,35-39], alacsony árának és jó feldolgoz-
hatóságának köszönhetően. Hasonló kémiai fel-
építésük következtében jó kölcsönhatás alakul ki a
keményítő mátrix és a töltőanyag szemcséi között
[30,37,40-42]. Jelentős hatása van a szerkezetnek
is: a szálak hosszával és mennyiségével arányosan
nő a kompozitok merevsége és szilárdsága [30].
Fontos kiemelni, hogy a töltőanyag a keményítő
vízérzékenységére is hatással bír: a víztartalom
hatása a faliszt hozzáadására jelentősen csökken
[40,42-45]. Ennél jóval ritkábban vizsgált prob-
léma a kompozitok mérettartása, annak ellenére,
hogy ennek a gyakorlat szempontjából kiemelt
jelentősége van. Az eddig publikált eredmények
arra utalnak, hogy a mérettartósság is javul a töltő-
anyag hozzáadásának hatására [30].
Összességében elmondható tehát, hogy a kemé-
nyítő erősítése faliszttel az eddigi eredmények
alapján számos előnnyel rendelkezik. Ennek elle-
nére viszonylag kevés publikáció jelent meg eddig
a témában [32,35-39], és még kevesebb munka
elemzi szisztematikusan a töltőanyag hatását szé-
les összetételi tartományon [35-37]. A TPS/faliszt
kompozitokkal kapcsolatos kutatómunkánk célja,
hogy ezen változtassunk; a továbbiakban elemez-
zük különböző szemcseszerkezeti jellemzőkkel
rendelkező falisztek hatását a rendszer szilárd-
ságára és egyéb tulajdonságaira. A kutatás során
nagy hangsúlyt fektetünk a töltőanyag és a polimer
közötti határfelületi adhézió mennyiségi leírására,
illetve a kölcsönhatások és az erősítő hatás közötti
összefüggés meghatározására is, ezekre ugyanak-
kor hely hiányában csak röviden térünk ki.
Kísérleti rész
A kísérletekhez felhasznált keményítőt a Hung-
rana Kft. (Magyarország) Biztosította; az alap-
anyag víztartalma 12 % volt. A lágyítószerként
alkalmazott glicerint (víztartalom: 0,5 %) a Molar
Chemicals Kft.-től (Magyarország) szereztük be,
és szárítás nélkül használtuk fel. Mindhárom fa-
liszt töltőanyag a Rettenmaier und Söhne GmbH
(Németország) terméke. Tulajdonságaikat az 1.
Táblázat foglalja össze. Mivel a kompozit tulaj-
donságai szempontjából az egyik legfontosabb
jellemző a szemcsék alaki tényezője (legnagyobb
és legkisebb méretük hányadosa), a töltőanyagok
elnevezése is ez alapján történt. A W126 jelzésű
faliszt alaki tényezője ennek megfelelően 12,6.
1. táblázat A vizsgált faliszt szemcsék elnevezése, illetve
jellemző méretei
Töltőanyag Rövidítés D[4,3]
a
(μm) Hossz
b
(μm) Átmérő
b
(μm) Alaki
tényező
Arbocel CW 630 W35
39,6
93,5
33,3
3,5
Filtracel EFC 1000 W68
213,1
363,4
63,9
6,8
Arbocel FT 400 W126
171,2
235,2
21,8
12,6
a
Térfogat szerinti átlagos szemcseméret
b
SEM felvételek alapján meghatározott átlagos értékek
Akompozitok előállítását megelőzően mind a kemé-
nyítőt (100 °C, 24 óra), mind a falisztet (105 °C, 4
óra) szárítottuk. Henschel FM/A10 gyorskeverőben
2000 perc
-1
fordulatszámon 36%glicerinnel lágyított
keményítőt állítottunk elő. A töltőanyagot a lágyítási
folyamat végén adagoltuk a keverőbe 5, 10, 15, 20,
30 illetve 40 v/v%-os arányban. Az összetevők ho-
mogenizálását Haake Rheocord EU 10V meghajtó
egységhez csatlakoztatott Rheomex 3/4” típusú egy-
csigás extruderen végeztük 60 perc
-1
fordulatszámon.
A henger hőmérséklete az egyes zónákban 140-150-
160 °C volt, míg a szerszámot 170 °C-on tartottuk.
A további vizsgálatokhoz ISO-527 1A szabványnak
megfelelő próbatesteket állítottunk elő Battenfeld
BA 200 CD típusú hidraulikus fröccsöntőgépen, 54
mm/s fröccssebességgel és 35 s hűtési idővel. Ahen-
ger hőmérséklete 140-160-170 °C, a fúvókáé 180
°C, míg a szerszámé 40 °C volt.
A szálak és a kompozitok szerkezetét pásztázó
elektronmikroszkóppal (SEM) és polarizációs op-
tikai mikroszkóppal (POM) vizsgáltuk. A SEM
felvételeket a 10 V/V% falisztet tartalmazó pró-
