60
MŰANYAG- ÉS GUMIIPARI ÉVKÖNYV 2014
batestek szakított tönkremeneteli felületéről ké-
szítettünk. A POM képeket a mintákból egy Leica
EM UC6 típusú kriogén ultramikrotómmal elő-
állított 10 μm vastag szeletekről készítettük egy
Leitz EM FC7 típusú polarizációs mikroszkóp-
pal. A SEM felvételeket Jeol JSM-6380 elektron-
mikroszkóppal, szakított felületekről készítettük.
Röntgendiffrakcióval (WAXS) jellemeztük a ke-
ményítő por, a TPS, valamint a kompozitok kris-
tályszerkezetét Phillips PW 1830/PW 1050 beren-
dezés segítségével. A mechanikai vizsgálatok so-
rán a mintákat 5 mm/perc sebességgel szakítottuk
el Instron 5566 szakítógépen, 115 mm befogási
hosszal 23 °C-on és 50 % páratartalom mellett. A
szakítás közben az akusztikus emissziós jeleket
is detektáltuk Sensophone AED 40/4 berendezés
segítségével; a beállított érzékelési szint 20 dB
volt. A kompozitok vízfelvételét fröccsöntött pró-
batestek tömegváltozása alapján határoztuk meg
klimatizált (23 °C, 50 % páratartalom) térben. A
páratartalmat Mg(NO
3
)
2
túltelített vizes oldatá-
val állítottuk be. A méretváltozást a fröccsöntött
próbatestek hosszának mérésével határoztuk meg
az idő függvényében; a mintákat exszikkátorban,
vízmentes környezetben tartottuk.
A kompozitok szerkezete
Aszerkezet alapvetőenmeghatározzaakompozitok
tulajdonságait. A faliszttel erősített rendszerekben
előforduló legfontosabb szerkezettel kapcsolatos
jelenségek lehetnek a töltőanyag aggregációja,
valamint a szálak tördelődése és orientációja a
feldolgozás során. Korábbi kutatásaink alapján
kijelenthetjük, hogy a szemcsék aggregációja
csak ritka esetekben fordul elő, ugyanakkor az
anizotrop szálak gyakran érintkeznek egymással
pusztán geometriai okból [46-49]. A hosszú szá-
lak egyfajta laza hálószerkezetet is létrehozhatnak
[50-51]. Az 1. a) és b) ábrákon két kompozit törési
felületéről készített SEM felvétel látható. Előbbin
egy a mátrixba beágyazott, nagyméretű szemcse
látható, míg utóbbi ábrán eltört szálak figyelhe-
tők meg a törési felületen. A képek általában ar-
ról tanúskodnak, hogy a töltőanyag megfelelően
diszpergálódik a polimerben. Természetesen a
SEM felvételek önmagukban nem elegendők a
szerkezet általános jellemzésére, hiszen a mintá-
nak csak egy nagyon kis részét mutatják be. Ezzel
együtt kitűnően alkalmazhatók a többi mérésből
levont következtetések alátámasztására, és egyedi
jelenségek, például a szálak törésének szemléle-
tes bemutatására. A kisebb felbontással készített
POM felvételek átfogóbb képet nyújtanak a minta
szerkezetéről (1. c) és d) ábrák). Kisebb faliszt-
koncentrációnál (5 v/v%) a szemcsék homogén
diszperziója figyelhető meg az 1. c) ábrán, míg na-
gyobb töltőanyag-tartalomnál (40 v/%, 1. d) ábra)
a szálak érintkeznek egymással, de ahogy arra ko-
rábbi publikációnkban [50] rámutattunk, valódi
aggregátumok ebben az esetben sem jönnek létre.
Mindazonáltal a szálak fizikai érintkezése minden
bizonnyal befolyásolja a mechanikai jellemzőket.
Mechanikai tulajdonságok
A töltőanyagok hatását egy adott kompozit jel-
lemzőire legegyszerűbben a merevség változá-
sán keresztül követhetjük nyomon. A TPS/faliszt
kompozitok modulusát a száltartalom függvé-
nyében a 2. a) ábrán mutatjuk be. A merevség az
eredeti 0,35 GPa-ról mintegy 4,50 GPa-ra válto-
zik 40 v/v% száltartalomnál, vagyis a töltőanyag
rendkívül nagy hatással van a mechanikai viselke-
désre. A kezdeti meredek emelkedés ugyanakkor
nagyobb száltartalomnál mérséklődik, ami szerke-
zeti okokra vezethető vissza: egyrészt magyaráz-
hatja a szálak fizikai érintkezése [47-49], illetve
esetlegesen egyfajta hálószerkezet kialakulása a
hosszú szálak esetében [51]. A mechanikai tulaj-
donságok összetételfüggése is ezt a magyarázatot
támasztja alá, mivel a szálhossz növelésével egyre
nagyobb eltérést tapasztalunk a kezdeti tendenci-
ától. A hosszabb szálak kis koncentrációnál na-
gyobb erősítőhatással bírnak, a száltartalom növe-
lésével ugyanakkor ez a különbség eltűnik.
A szálak a kompozit szilárdságát is jelentősen be-
folyásolják, amint az a 2. b) ábrán jól látható. A
töltőanyag-tartalommal ez a jellemző is növek-
szik, tehát valódi erősítő hatásról beszélhetünk.
