1 Műanyagok Pukánszky Béla – Tel.: Móczó János – Tel.: Műanyag- és Gumiipari Tanszék, H ép. 1. em. Tudnivalók: – előadás – írott anyag – kérdések, konzultáció – vizsga

2 Bevezetés l Történeti áttekintés l A műanyagipar helyzete l A tárgy célkitűzése l Fogalmak, definíciók – makromolekula, polimer – polimerizáció – szerkezet l Csoportosítás – felhasználás, feldolgozás – műanyag, módosítás l Tematika

3 Szerkezeti anyagok l Rohamos növekedés l Széleskörű alkalmazás l Előnyök – kedvező jellemzők – jó teljesítmény/ár viszony – termelékeny feldolgozás l Tömegműanyagok l Különleges viselkedés

4 Történeti fejlődés 1839gumi vulkanizálásGoodyear 1870celluloidHyatt 1909fenol gyantaBaekeland 1915szintetikus kaucsukLeverkusen 1926makromolekulaStaudinger 1931kissűrűségű PE (LDPE)ICI 1938NylonCarothers 1941PETWhinfield 1954PPNatta 1974KevlarDuPont

5 Célkitűzések A műanyagokkal kapcsolatos alapvető ismeretek közlése l tulajdonságok, viselkedés l eltérések a hagyományos anyagoktól l feldolgozás és tulajdonságok l alkalmazási példák l műanyagok kiválasztásának szempontjai l mindennapi problémák (törés, szakadás, ragasztás, javítás) l műanyagok és környezetvédelem

6 Műanyagfelhasználás Alkalmazási terület szerint – 2000

7 Műanyagfelhasználás Típus szerint – 2000 Tömegműanyagok

8 Fogalmak l Makromolekula: azonos egységekből, építőelemekből álló molekula l Oligomer: ismétlődő egységek száma <10 l Ismétlődő egység: a makromolekula építőeleme l Monomer: a polimerizáció alapanyaga l Polimer: a makromolekulák összessége – természetes polimerek, műanyagok, elasztomerek, gyanták

9 Polimerek MonomerIsmétlődő egységTriviális névRövidítés polietilénPE polipropilénPP polisztirolPS PVCPVC

10 Polimerek MonomerIsmétlődő egységTriviális névRövidítés poli(tetrafluor-etilén) PTFE poli(metil-metakrilát) PMMA poli(etilén-tereftalát) PET

11 Fogalmak l Műanyag: adalékokat és tár- sítóanyagokat tartalmazó po- limer l Polimerizáció: a mesterséges polimerek előállítására szol- gáló eljárás l Homopolimer: azonos építő- elemekből álló polimerek l Kopolimer: két vagy több épí- tőelemből felépülő polimer

12 Molekulaszerkezet Az építőelemek kapcsolódása l Aszimmetrikus monomerek – fej-láb szerkezet l Fej-fej és láb-láb szerkezet l Szabályosság, hibahelyek fej-fejláb-láb

13 l 1-4 kapcsolódás l 1-2 kapcsolódás Molekulaszerkezet Diének kapcsolódása

14 Molekulaszerkezet Izoméria l Cisz poliizoprén l Transz poliizoprén l További kombinációk, pl. fej-fej, fej-láb, sztereoizoméria stb.

15 Molekulaszerkezet Sztereospecifikus polimerek l Aszimmetrikus szénatom, tükörkép l Izotaktikus l Szündiotaktikus l Ataktikus

16 Molekulaszerkezet Alak l A lánc alakja – lineáris – rövidláncú elágazás – hosszúláncú elágazás – térhálós molekula – csillag alakú molekula – létra szerkezet – fésű szerkezet – hágcsó és parketta

17 Molekulaszerkezet Alak TípusSűrűségElágazottságKristályosságModulus (g/cm 3 )(CH 3 /1000 C)(%) (GPa) LDPE 0, ,17 HDPE 0, ,35 Jelentős változások a szerkezetben és a jellemzőkben

18 Molekulaszerkezet Konformáció l Alak – konformáció l Konformáció eloszlás l Konformáció változás l Egyensúlyi alak: gombo- lyodott l Gombolyag mérete: – láncvégtávolság – tehetetlenségi sugár – hidrodinamikai térfogat

19 Molekulaszerkezet Jellemzés l Polimerizációs fok: ismétlődő elemek száma, x n l Molekulatömeg: x n M l Molekulatömeg eloszlás l Számszerinti molekulatömeg l Tömegszerinti molekulatömeg l Momentumok l Polidiszperzitás, M w /M n l Átlagos molekulatömeg

20 Molekulaszerkezet Jellemzés l Molekulatömeg eloszlás l Átlagos molekulatömeg l Meghatározás – szám – méret – térfogat – viszkozitás l Tulajdonságok

21 Szerkezet Polimer, műanyag l Polimer – kölcsönhatások – fizikai – fluktuációs háló – fizikai-kémiai – másodla- gos erők – „kémiai” – keresztkötések l Térhálós polimerek – gumik – térhálós gyanták – térhálósűrűség l Makroszkopikus szerkezet – amorf, kristályos – fázisszerkezet

22 Csoportosítás, tulajdonságok Jellemző hőmérsékletek l Csoportosítás – elasztomerek – hőre lágyuló műanyagok – hőre keményedő anyagok – műszaki műanyagok – kompozitok l Tulajdonságok – szilárdság, merevség – ütésállóság – optikai jellemzők – vezetőképesség – hőállóság – különleges tulajdonságok

23 Műanyagok Adalékok, társító anyagok l Adalékok – stabilizátorok – csúsztatók – formaleválasztók – lágyítók – égésgátlók – színezékek, pigmentek – optikai fehérítők – szag- és illatanyagok – antisztatikumok – gócképzők l Társítóanyagok – polimerek – ütésálló adalékok – vezetőképesség javító adalékok – töltőanyagok – erősítő anyagok – természetes polimerek

24 Műanyagok Tematika l Bevezetés l Kémia, anyagismeret – gyökös polimerizáció – polikondenzáció l Fizika – makromolekulák fizikája – deformáció, törés l Szerkezet, tulajdonságok – kristályos és amorf polimerek – társított és összetett rendsze- rek l Feldolgozás – hőre lágyuló műanyagok – térhálós gyanták – különleges eljárások l Alkalmazás – csomagolás – közlekedés, elektronika – egyéb területek l Degradáció, stabilitás, ada- lékok l Környezetvédelem