Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Faanyag – polimer kapcsolat Kötőanyagok kémiája.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Faanyag – polimer kapcsolat Kötőanyagok kémiája."— Előadás másolata:

1 dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Faanyag – polimer kapcsolat Kötőanyagok kémiája

2 dr. Molnárné Hamvas Lívia Előző témakör Kolloid rendszerek A polimerek makromolekuláris oldatai és diszperzió  Reológiai tulajdonságok – viszkozitás, folyási sajátságok  Határfelületi sajátságok – peremszög, nedvesítés

3 dr. Molnárné Hamvas Lívia felvitel nedvesítés beszivárgás A ragasztó kötés kialakulásának lépései ragasztó csepp fa- felüle t Szétoszlatás – felvitel és szétterülés a felületen Nedvesítés – a ragasztóanyag molekulák adszorpciója a felületi rétegen – Van der Waals kölcsönhatások Beszivárgás – a ragasztóanyag molekulák abszorp- ciója a felületi rétegben – diffúzió

4 dr. Molnárné Hamvas Lívia nedvesítés és adszorpció beszivárgás a felszíni rétegbe kötés kialakulása A ragasztó kötés kialakulásának lépései Áthelyeződés – felületek közötti hézag kitöltése Nedvesítés – Beszivárgás Megkötődés – a ragasztóanyag molekulák rögzülése állapotuk vagy összetételük megváltozása miatt – a molekulák mozgása gátolt

5 dr. Molnárné Hamvas Lívia A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők a nedvesedést és a beszivárgást befolyásolja  a felület előkészítése, valamint ragasztó-felvevő képessége  a nedvesítéshez elegendő anyag felvitele, az optimális cseppméret meghatározása  a lakk vagy ragasztó kémiai sajátsága rost Fafelület - kolloid rendszer kölcsönhatása

6 dr. Molnárné Hamvas Lívia A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők a felület előkészítése – megszabja a nedvesítés mértékét csiszolatlan durva fafelület kétirányban csiszolt fafelület négyszeresen csiszolt fafelület

7 dr. Molnárné Hamvas Lívia A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők a felület előkészítése – hatással van a felületek illeszkedésére, a diffúziós folyamatokra

8 dr. Molnárné Hamvas Lívia A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők A nedvesítéshez elegendő anyag felvitele, az optimális cseppméret meghatározása  az oldószer és a viszkozitás hatása

9 dr. Molnárné Hamvas Lívia A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők 10 mm hat 10 mm átmérőjű kör a nyírfa- lemez felületére pMDI gyantát (szerves oldószer) helyeztek 3 körbe, és egyenlő tömegű vizes PF-t másik 3-ra a lemezt szárítószekrényben egy éjszakára 130 °C-on 1.A pMDI könnyen beszivárgott a felületbe. 2.A fenol-formaldehid döntően az eredeti helyen maradt, valószínűleg a felület gyors víz abszorpciója miatt. pMDI PF pMDI

10 dr. Molnárné Hamvas Lívia A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők a polimer kémiai sajátságai – kötések kialakulása  Elsőrendű kémiai kötés – kovalens kötés  Másodlagos kémiai kölcsönhatások (fizikai kötés) hidrogén-kötés Van der Waals kötés  Mechanikai kapcsolat

11 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kialakulhat pl. a PVAc ragasztó és a fafelület cellulóz vagy lignin OH-csoportjai között alkohol végcsoport HOCH 2  fafelület OH PVAc H2OH2O fafelület O  CH 2  PVAc A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők Elsőrendű kémiai kötés – kovalens kötés  a ragasztó funkciós csoportjai és a fafelület aktív helyei között jön létre kondenzációs reakció

12 dr. Molnárné Hamvas Lívia CH 2 OCN NCO fafelület OH izocianát végcsoport CH 2 OCONH uretán NCO Elsőrendű kémiai kötés – kovalens kötés  a ragasztó funkciós csoportjai és a fafelület aktív helyei között jön létre A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők Kialakulhat pl. a pMDI ragasztó és a fafelület cellulóz vagy lignin OH-csoportjai között addíciós reakció

13 dr. Molnárné Hamvas Lívia Másodlagos kémiai kölcsönhatás – hidrogénkötés  gyengébb kapcsolat, mint a kovalens kötések A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők

14 dr. Molnárné Hamvas Lívia Másodlagos kémiai kölcsönhatás – Van der Waals  nagyon gyenge orientációs hatás vagy London féle erők fa OH CH 2 CH CO OCH 3 CH 2 CH CO OCH 3 CH 2 CH CO OCH 3 CH 2 CH CO OCH 3 PVAc szegmens A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők

15 dr. Molnárné Hamvas Lívia a fafelület mikroszkópikusan egyenetlen a ragasztó nedvesít és behatol a rétegekbe amikor teljesen megszilárdul, a lemezek egymáshoz kapcsolódnak ragasztó-csepp fa összenyomott rétegek Mechanikai kapcsolat – a fizikai és a kémiai kötések kiegészítéseként A fafelület - polimer kapcsolatra ható tényezők

16 dr. Molnárné Hamvas Lívia Wood Adhesives 2005, San Diego

17 dr. Molnárné Hamvas Lívia Wood Adhesives 2005, San Diego IR spektrofotometria: a kémiai kötések rezgő-, forgó-, és ollózó mozgási energiájának megfelelő hullámhosszú sugárzást elnyelő funkciós csoportok detektálása

18 dr. Molnárné Hamvas Lívia Wood Adhesives 2005, San Diego

19 dr. Molnárné Hamvas Lívia Wood Adhesives 2005, San Diego

20 dr. Molnárné Hamvas Lívia Wood Adhesives 2005, San Diego

21 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói Polimerek előállítása kismolekulájú anyagokból  polikondenzáció  poliaddíció  polimerizáció Kész polimerek reakciói  szabad funkciós csoportok reakciói  bomlási folyamatok

22 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói Kondenzáció: két molekula egyesülése a főtermék és melléktermék (általában víz) keletkezése közben Polikondenzáció bi- vagy polifunkciós monomerek lépésenkénti össze- kapcsolódása: dimerek, trimerek … oligomerek … polimerek képződése közben animáció

23 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói A polikondenzációs reakció jellemzői:  a reakcióban melléktermék keletkezik  a reakció egyensúlyra vezet, az egyensúlyi állandó nagyságától függő átalakulások  a reakció lépcsőzetes, a közbülső termékek stabilak

24 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói polikondenzációs polimerek  polisziloxánok, szilikonok (szilanol SI)  aminoplasztok (amin + aldehid: UF, MF, UMF)  fenoplasztok (fenol + aldehid: PF)  poliamidok (amin + sav: PA 66, PPTA kevlar)  poliamidok (izocianát + sav: PA)  poliészterek (alkohol + sav: PET, PLA, alkid, gliptál)  polikarbonátok (fenol + foszgén: PC)  epoxi-poliéter (fenol + epiklórhidrin: EP)

25 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs folyamatok felosztása a monomerek jellege alapján  homo-polikondenzáció: azonos monomerek reagálnak, több funkciós csoport politejsav (PLA) polisziloxán (SI) poliamid (PA)  hetero-polikondenzáció: két különböző monomer reagál, eltérő funkciós csoportokkal UF, MF, UMF, PF PET, PA66

26 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói Polikondenzációs folyamatok poliészter képződés

27 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs folyamatok felosztása a monomerek funkcionalitása alapján  lineáris polimerek - bifunkciós monomerek reakciójából – termoplasztikus sajátságok poliészterek (PET, PLA) polisziloxánok (SI) fenoplaszt – novolak (PF)  térhálós polimerek - kettőnél több funkciós csoporttal rendelkező monomerek kapcsolódásával – hőre keményedő aminoplasztok (UF, MF, UMF), fenoplaszt – rezol (PF) polisziloxánok (SI)

28 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs folyamatok egyensúlyi folyamat A B C D az egyensúlyi állandó nagysága alapján  K = 4 … 10 a polimer csak a melléktermék eltávolításával nyerhető ki (pl. poliészter)  K = 10 3 … 10 5 a reakció a melléktermék jelenlétében is teljessé válik (pl. UF)  K = ∞ a reakció nem egyensúlyi, hanem egyirányú (pl. PC)

29 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs folyamatok egyensúlyi folyamat az egyensúly – és reakciósebesség – befolyásolása a Le Chatelier elv alapján:  a monomerek mólarányával  a kiindulási anyagok koncentrációjával  a közeg pH-jának és  a reakció hőmérsékletének megválasztásával

30 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs folyamatok a reakciók sebessége  kinetikai paraméterektől és  diffúziós folyamatoktól függ – minél nagyobb (térhálósabb) a polimer annál nagyobb hatású a polimerizációs fok – időbeli változása  a funkciós csoportok reakciókészsége független a lánc hosszától P = k  t  c o + 1  a polimerizációs fok lineárisan változik

31 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs fok lépcsőzetes reakcióban nincs reakció, mind monomer 25% monomer elreagált 75 % monomer elreagált 50% monomer elreagált MnMn MwMw P *1 + 4* = * *2 2 8*1 + 4*2 =

32 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzáció

33 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói Addíció: két molekula egyesülése egyetlen főtermék keletkezése közben Poliaddíció bi- vagy polifunkciós monomerek lépésenkénti összekapcsolódása: dimerek, trimerek … oligomerek … polimerek képződése közben

34 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói A poliaddíciós reakció jellemzői:  a reakcióban melléktermék nem keletkezik  a polimer összetétele megegyezik a kiindulási polimerek összetételével  nem egyensúlyi folyamat  a termék mellett nincs szabad monomer  lépcsős mechanizmusú reakció, közel azonos aktiválási energiájú lépésekkel  a reakcióidő függvényében a polimer moláris tömege fokozatosan növekszik

35 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói poliaddíciós polimerek  poliuretánok (izocianát + alkohol: PUR),  polikarbamidok (izocianát + amin: PUK)  epoxigyanta (epoxi-poliéter + fenol: EP)  epoxigyanta (epoxi-poliéter + amin: EP)

36 dr. Molnárné Hamvas Lívia Poliaddíciós folyamatok felosztása a monomerek jellege alapján  homo-poliaddíció: azonos monomerek reagálnak poliizocianurát (PCUR) 1-nylon  hetero-poliaddíció: két különböző monomer reagál, addíció telítetlen kötésre poliuretán (PUR) epoxigyanta (EP)

37 dr. Molnárné Hamvas Lívia Poliaddíciós folyamatok felosztása a monomerek funkcionalitása alapján  lineáris polimerek - bifunkciós monomerek reakciójából poliuretánok (PUR)  térhálós polimerek - kettőnél több funkciós csoporttal rendelkező monomerek kapcsolódásával poliizocianurát (PCUR)

38 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói Poliaddíciós folyamatok poliuretán képződés

39 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói Addíció: két molekula egyesülése egyetlen főtermék keletkezése közben Polimerizáció kettős, vagy hármas kötést tartalmazó monomerek összekapcsolódása láncreakcióban polimerek képződése közben animáció

40 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói A polimerizációs reakció jellemzői:  a reakcióban melléktermék nem keletkezik  a polimer összetétele megegyezik a kiindulási polimerek összetételével  láncreakció mechanizmusú folyamat  az aktiváló ágens szabad gyök, kation vagy anion  mellékfolyamatként láncátadás, elágazás mehet végbe

41 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói polimerizációs polimerek  polietilén (PE), polipropilén (PPE), teflon (PTFE)  poli(vinil-klorid) (PVC), poli(vinil-acetát) (PVAc)  polisztirol (PS)  poliakrilátok (PAE, PMMA), cianoakrilátok  akrilnitril-butadién-sztirol terpolimer (ABS)

42 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs polimerek

43 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs polimerek

44 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok felosztása a monomerek jellege alapján  homo-polimerizáció: azonos monomerek reagálnak polietilén (PE) poli(vinil-klorid) (PVC) poli(vinil-acetát) (PVAc) teflon (PTFE)  hetero-polimerizáció: két vagy három különböző, telítetlen kötésű monomer reagál - kopolimerizáció akrilnitril-sztirol (SAN) akrilnitril-butadién-sztirol (ABS)

45 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok felosztása mindkét monomer azonos sebességgel reagál önmagával és egymással vinilidénklorid-metakrilát a monomerek csak a másik monomerrel reagálnak maleinsav-sztilbén mindkét monomer inkább önmagával polimerek keveréke

46 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok Láncreakció  Láncindítás (iniciálás): az aktív centrumok létrehozása

47 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok Láncreakció  Láncindítás (iniciálás): az aktív centrumok létrehozása  Láncnövekedés: az aktív centrumok monomerekkel történő, egymás utáni reakciója, gyors monomer addíció

48 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok

49 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok Láncreakció  Láncindítás (iniciálás): az aktív centrumok létrehozása  Láncnövekedés: az aktív centrumok monomerekkel történő, egymás utáni reakciója, gyors monomer addíció  Lánczáródás (dezaktiválás): a láncnövekedés megállása, az aktív centrumok megszűnése

50 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok

51 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs folyamatok Láncreakció  Láncindítás (iniciálás): az aktív centrumok létrehozása  Láncnövekedés: az aktív centrumok monomerekkel történő, egymás utáni reakciója, gyors monomer addíció  Lánczáródás (dezaktiválás): a láncnövekedés megállása, az aktív centrumok megszűnése Reakció sebesség  arányos az iniciátor koncentráció négyzetgyökével és a monomer koncentrációjával

52 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerizációs fok láncreakcióban nincs reakció, mind monomer 25% monomer elreagált 75% monomer elreagált 50% monomer elreagált MnMn MwMw P *1 + 1* = * *5 2 11*1 + 1*5 =

53 dr. Molnárné Hamvas Lívia Láncreakció a növekedési szakaszban csak monomer kapcsolódhat a lánchoz a monomer koncentrációja folya- matosan csökken a polimerizáció során azonnal nagy moláris tömegű polimer képződik, a moláris tömeg gyakorlatilag nem változik a reakció során a reakcióidővel nő a kitermelés, de a moláris tömeg alig változik a reakcióelegy csak monomert, polimert és kb % növekvő láncot tartalmaz Lépcsőzetes reakció bármelyik két molekula reagálhat egymással a monomer korán elfogy a reakció- elegyből; ha a polimerizációs fok 10, monomer már csak 1% a polimer moláris tömege folyama- tosan nő a reakció alatt; nagy moláris tömeg eléréséhez hosszú reakcióidő kell a különböző moláris tömegű kom- ponensek eloszlása bármely idő- pillanatban kiszámítható

54 dr. Molnárné Hamvas Lívia Moláris tömeg és reakció típusok moláris tömeg elreagált monomer (%) 1 polimerizáció kondenzáció és addíció polimer képződés MnMn MwMw MwMw

55 dr. Molnárné Hamvas Lívia Következő témakör Természetes és mesterséges makromolekulák átalakítása  cellulóz módosítása  PVAc átalakítása A polimerek előállításának folyamatai  polikondenzáció - karbamid-formaldehid (UF) - melamin-formaldehid (MF) - karbamid-melamin-formaldehid (UMF)


Letölteni ppt "Dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Faanyag – polimer kapcsolat Kötőanyagok kémiája."

Hasonló előadás


Google Hirdetések