Növelt energiaelnyelő-képességű polimer habstruktúrák kifejlesztése  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
132462
típus K
Vezető kutató Czigány Tibor
magyar cím Növelt energiaelnyelő-képességű polimer habstruktúrák kifejlesztése
Angol cím The development of increased energy absorption foam structures
magyar kulcsszavak polimer habok, energiaelnyelő-képesség, cellaszerkezet, újrahasznosítás, biopolimer
angol kulcsszavak polymeric foams, energy absorbation, cell structure, recyling, biopolymer
megadott besorolás
Anyagtudomány és Technológia (gépészet-kohászat) (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)100 %
Ortelius tudományág: Műanyagipari technológiák
zsűri Gépész-, Építő-, Építész- és Közlekedésmérnöki
Kutatóhely Polimertechnika Tanszék (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem)
résztvevők Kmetty Ákos
Pölöskei Kornél
Romhány Gábor
Tábi Tamás
Tamás-Bényei Péter
projekt kezdete 2019-12-01
projekt vége 2023-11-30
aktuális összeg (MFt) 45.300
FTE (kutatóév egyenérték) 4.80
állapot aktív projekt





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
Kutatásunk a polimer habszerkezetek energiaelnyelésének elemzésére és fejlesztésére összpontosított. A projekt keretében először hagyományos polimer habok mechanikai, mikroszkópi és morfológiai vizsgálatát hajtottuk végre, és feltártuk a mechanikai viselkedés, valamint a cellaszerkezeti jellemzők közötti közvetlen kapcsolatot. Ezt követően PLA alapú szintaktikus biopolimer habokat fejlesztettük, és azonosítottuk az alapvetően rideg PLA szívósítására alkalmas egyéb biopolimereket (pl. PBAT, PBS). Ezen alapkutatási eredményekre támaszkodva pedig olyan hibrid habszerkezeteteket fejlesztettünk, amelyek alkalmazásával szélesíthető az ütésszerű igénybevétel esetén deformálódó zóna, és így jelentősen növelhető a rendszer ütéscsillapítási képessége. A projekt keretében beszerzett új ejtősúlyos gép és ejtősúly geometria alkalmazásával vizsgáltuk továbbá a fejlesztett habszerkezetek sportszergyártóipari alkalmazhatóságát, és validáltuk azok sérülésmegelőzésre gyakorolt pozitív hatását. Végezetül pedig a fenntartható fejlődésre való törekvést szem előtt tartva komposztálhatósági és újrahasznosíthatósági vizsgálatokkal azonosítottuk a fejlesztett biopolimer habok hulladékkezelési alternatíváit. Összességében kutatásunk több feltáratlan ismeretanyaggal szolgál a polimer habok területén, kiemelve a biopolimer alapú habosított termékek jövőbeli elterjedésében rejlő potenciált, valamint a hagyományos petrolkémiai alapú habok fejlesztési lehetőségeit.
kutatási eredmények (angolul)
Our research focused on the evaluation and development of energy-absorbing polymer foam structures. Within the project, we first performed mechanical, microscopic, and morphological investigations on conventional polymer foams and revealed a direct relationship between mechanical behaviour and cell structural characteristics. Then, we developed PLA-based syntactic biopolymer foams and identified other biopolymers (e.g. PBAT, PBS) suitable for toughening the originally brittle PLA. Based on these basic research results, we developed hybrid foam structures that can be used to enhance the deformation zone during impact loading and thus significantly increase the shock absorption capacity of the system. Furthermore, by using the novel drop-weight machine and drop-weight geometry purchased within the project, the applicability of the developed foam structures in the sports industry was investigated, and their positive impact on injury prevention was demonstrated. Finally, compostability and recyclability studies were carried out to identify waste management alternatives for the developed biopolymer foams aiming towards sustainable development. Overall, our research provides several unexplored insights in the field of polymer foams, highlighting the potential for future uptake of biopolymer-based foamed products as well as the potential for the development of conventional petrochemical-based foams.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=132462
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Litauszki K., Gere D., Czigány T., Kmetty Á.: Environmentally friendly packaging foams: Investigation of the compostability of poly(lactic acid)-based syntactic foams, Sustainable Materials and Technologies, 2023
Tomin M., Kossa A., Berezvai Sz., Kmetty Á.: Investigating the impact behavior of wrestling mats via finite element simulation and falling weight impact tests, Polymer Testing, 2022
Tomin M., Lengyel M. Á., Párizs R. D., Kmetty Á.: Measuring and mathematical modeling of cushion curves for polymeric foams, Polymer Testing, 2023
Litauszki K., Petrény R., Haramia Zs., Mészáros L.: Combined effects of plasticizers and D-lactide content on the mechanical and morphological behavior of polylactic acid, Heliyon 9, e14674/1-e14674/9, 2023
Tomin M., Török D., Pászthy T., Kmetty Á.: Deformation analysis in impact testing of functionally graded foams by the image processing of high-speed camera recordings, Polymer Testing, 122, 108014/1-108014/, 2023
Tomin M., Kmetty Á.: Evaluating the cell structure‐impact damping relation of cross‐linked polyethylene foams by falling weight impact tests, Journal of Applied Polymer Science. e4999, 1-12, 2019
Tomin M., Kmetty Á.: Ejtődárdás mérési konstrukció továbbfejlesztése polimer habok dinamikus mechanikai vizsgálatához, Gép, LXXI. 73-76, 2020
Kmetty Á., Tomin M., Bárány T., Czigány T.: Static and dynamic mechanical characterization of cross-linked polyethylene foams: The effect of density., Express Polymer Letters, 14, 503–50, 2020
Litauszki K., Kmetty Á.: Politejsav kémiai habképzésének lehetőségei exoterm és endoterm típusú habképzőszerek alkalmazásával, Polimerek, 6, 1138-1142, 2020
Litauszki K., Kmetty Á.: Characterization of chemically foamed poly(lactic acid)., IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 903, 012018/1-012018/1-7, 2020
Tomin M., Kmetty Á.: Különböző típusú birkózószőnyegek ütéscsillapítási képességének össze- hasonlítása a sportágban előforduló sportsérülések megelőzése céljából, Magyar Sporttudományi Szemle. 87, 37-38, 2020
Tomin M., Kmetty Á.: Investigation of the energy absorption properties of cross-linked polyethylene foams, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 903, 012059/1-012059/, 2020
Litauszki K., Kmetty Á.: Investigation of the damping properties of polylactic acid-based syntactic foam structures, Polymer Testing, 103, 107347, 2021, 2021
Bocz K., Ronkay F., Molnár B., Vadas D., Gyürkés M., Gere D., Marosi Gy., Czigány T.: Recycled PET foaming: supercritical carbon dioxide assisted extrusion with real-time quality monitoring, Advanced Industrial and Engineering Polymer Research, 4, 178-186, 2021, 2021
Litauszki K., Kmetty Á.: Tejsav oligomerrel lágyított, politejsav-alapú biopolimer habok előállítása, Acta Materialia Transylvanica, 4, 32-37, 2021, 2021
Peter T., Litauszki K., Kmetty Á.: Improving the heat deflection temperature of poly(lactic acid) foams by annealing, Polymer Degradation and Stability, 190, 109646, 2021, 2021
Morlin B., Litauszki K., Petrény R., Kmetty Á., Mészáros L.: Characterization of polylactic acid-based nanocomposite foams with supercritical CO2, Measurement, 178 109385/1-109385/6, 2021, 2021
Béky Cs., Tomin M., Kmetty Á.: Termoplasztikus elasztomerek és habosításuk- áttekintés, Polimerek, 7, 27-32, 2021, 2021
Tomin M., Kmetty Á.: Polymer foams as advanced energy absorbing materials for sports applications—A review, Journal of Applied Polymer Science, 139, 1-23, 2021, 2021
Tomin M., Kmetty Á.: Development of wrestling mat materials to achieve better mechanical properties and improve the safety of the athletes, Br J Sports Med 2021;55(Suppl 1):A1–A188, 2021
Kmetty Á., Tomin M., Bárány T., Czigány T.: Static and dynamic mechanical characterization of cross-linked polyethylene foams: The effect of density., Express Polymer Letters, 14, 503–50, 2020




vissza »