Zagovor diplomskega dela študenta Jureta Vrbnjaka

Zagovor diplomskega dela študenta Jureta Vrbnjaka. Zagovor bo potekal v torek, 21. 9. 2021 ob 10. uri v sejni sobi (2. nadstropje). ​

Sklep o imenovanju komisije dostopen TUKAJ.

POVZETEK

Mehanska reciklaža PA66, ojačenega z ogljikovimi in mletimi ogljikovimi vlakni

Polimerni materiali v zadnjih desetletjih vzbujajo vse več zanimanja, saj so alternativa za tradicionalne materiale, kot so kovina, les, glina ter ostali. Razlogi za to so enostavna predelava, solidne mehanske lastnosti, nizka gostota, odpornost na atmosferske vplive in kemikalije ter relativno nizka cena proizvodnje in materiala. Vendar se pri odpornosti na povišane temperature, toplotne in električne prevodnosti ter visoke obremenitve tehtnica močno prevesi na stran tradicionalnih materialov, kjer temperature tališča presegajo tudi 300 °C. Zaradi teh razlogov so se razvili polimerni kompoziti. Pri polimernih kompozitih matrico predstavlja polimer, kot polnilo pa se uporabljajo različni materiali, kot so ogljik, steklo, saje, glina, kovinski oksidi, nanoceluloza ter ostali. Vsako polnilo ima svoj namen, to je lahko izboljšanje mehanskih lastnosti, toplotne prevodnosti ali stabilnosti, znižanje cene proizvoda, znižanje ali povečanje gostote ter posledično mase izdelka itd. Problem polimernih materialov nastane, ko izdelek odsluži svojo življenjsko dobo in postane odpad. Glavno vprašanje tukaj predstavlja, kaj narediti s tem izdelkom, saj se, zaradi vse strožjih direktiv držav sveta, ti materiali več ne smejo odlagati na odlagališča odpadkov. Tukaj je pomembno vedeti, ali je mogoče ta material ponovno uporabiti in ali ima material po ponovni uporabi enako dobre lastnosti kot sveži. Termoplastično matrico lahko enostavno zmeljemo ter mlevec predelamo in ponovno uporabimo. Pri mletju kompozitov, ki vsebujejo vlakna, nastane vprašanje, kolikšen del začetne dolžine vlakna ohranijo po mletju in ponovni predelavi ter kakšne lastnosti imajo izdelki iz kompozitov s krajšimi vlakni. Zaradi teh razlogov smo se odločili, da v diplomski nalogi raziščemo, kako mehanska reciklaža, torej mletje in ponovna predelava, vpliva na mehanske ter termične lastnosti kompozitov iz poliamida 66 (PA66), ojačenega z ogljikovimi in mletimi ogljikovimi vlakni. Karakterizirali smo kompozita z ogljikovimi vlakni (PA66CF30) in mletimi ogljikovimi vlakni (PA66mCF30) ter čist ne ojačen PA66. Vse materiale smo najprej 5-krat mehansko reciklirali in jim izmerili termične ter mehanske lastnosti po 1., 3. in 5. reciklaži. Od mehanskih lastnostih smo izmerili upogibni in natezni modul elastičnosti, upogibno in natezno trdnost, pripadajoče raztezke in udarne žilavosti po Charpyu. Od termičnih lastnostih pa smo določili modul izgub in dinamični modul elastičnosti, toplotno prevodnost, difuzivnost ter kapacitete na enoto prostornine, temperature degradacije, tališča in kristalizacije, entalpije kristalizacije ter talilne entalpije. Rezultati mehanskih lastnosti, torej modula, elastičnosti, natezne trdnosti, upogibnega modula elastičnosti, upogibne trdnosti, udarne žilavosti so po pričakovanjih padali, vrednosti raztezkov pri upogibni ter natezni trdnosti pa rasle z vsakim ciklom reciklaže. Iz rezultatov termičnih preizkusov pa lahko vidimo, da mehanska reciklaža nima vpliva na temperature prehodov. Vzroka za te rezultate sta dva, in sicer krajšanje ogljikovih vlaken ter degradacija matrice pri mehanski reciklaži.

Ključne besede:

Poliamid 66, ogljikova vlakna, mleta ogljikova vlakna, mehanska reciklaža, mehanske lastnosti, termične lastnosti.