Materiaalin seostuksen mekaaninen karakterisointi

Abstract

Työn tarkoituksena oli tutkia seostuksen vaikutusta biohajoavan komposiitin lujuuteen.

Teoria osassa tarkastellaan yleisellä tasolla biohajoavia komposiitteja, tärkeimpiä raaja-aineita sekä valmistus- ja tutkimusmenetelmiä. Tarkemmin käsitellään ekstruusiota, ruiskuvalua ja mekaanista karakterisointia taivuttamalla ja vetämällä.

Ruiskuvaletut koekappaleet taivutus- ja vetolujuusmäärityksiin valmistettiin ekstrudoimalla seostetuista pelleteistä. Seosainepitoisuus varmistettiin tuhkaamalla.

Työssä osoitettiin taivutus- ja vetolujuuden laskevan suhteessa seosainepitoisuuteen ja tutkitulla kahdella lisäaineella ei saavutettu parannusta lujuusominaisuuksiin verrattuna kaupalliseen tuotteeseen. Määritetyt mekaaniset ominaisuudet olivat riippuvia ruiskuvaluparametreista ja optimi saavutettiin kullekin seosainepitoisuudelle ominaisilla arvoilla.

Materiaaliin laatuun keskeisesti vaikuttavat tekijät ovat ruiskuvalussa lämpötilaprofiilin jälkeen työkalun suunnittelu ja ekstruusiossa seosaineen syötön hallinta.

The effect of compounding on flexural and tensile properties of engineered biodegradable composite material was studied in this thesis.

The theory covers biodegradable composites in general as well as their main components and relevant manufacturing and analysis methods. Special attention is paid to extrusion compounding, injection molding, and flexural and tensile characterization.

The injection molded specimens for flexural and tensile strength characterization were manufactured from extrusion compounded material. The manufactured compound was incinerated to verify the compounding level.

It was shown that the flexural and tensile strength fall in relation to the compounding level and the two tested blend components did not improve the mechanical properties compared to a commercial product. The mechanical properties were dependent on the injection molding thermal profile and an optimum was reached with a slightly different profile for each compounding level.

The quality of the material depends primarily on the thermal profile and secondarily on the mold design in injection molding. Controlling the feeding of the powdered component into the compounding is the basis for quality optimization in the manufacturing process.