1 1 Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret l Bevezetés l Lineáris polimerek  jellemzők  sztöchiometria és móltömeg (x n )  reakciók l Térhálósodás l Anyagismeret  hőre lágyuló műanyagok  térhálós gyanták  elasztomerek

2 2 Lépcsős polimerizáció l Lépcsős polimerizáció típusai  polikondenzáció – PA, PET, PC  poliaddíció – PU l Polikondenzációs reakciók típusai  – homo-polikondenzáció  – hetero-polikondenzáció

3 3 Lépcsős polimerizáció Szerkezet, jellemzők l Lépcsős polimerek szerkezete l Jellemzők  Lineáris polimerek bifunkciós monomerek kondenzációjá- val vagy addíciójával nyerhetők.  Feltételezés: a funkciós csoportok reaktivitása nem változik a polimerizáció során.  Feltételek: ekvimoláris sztöchiometria, nagy konverzió.

4 4 Lépcsős polimerizáció Jellemzők l Konverzió, polimerizációs fok Carothers egyenlet Konverzió Polfok (%) x n l PA móltömeg: l x n = 106 – 116 l p > 99 %

5 5 Lépcsős polimerizáció Lefutás x n = 1 p = 0 x n = 1,3 p = 0,25 x n = 2 p = 0,50 x n = 4 p = 0,75 Lépcsős növekedés, gyakorlatban alkalmazható polimer előállítása csak nagy konverzióval lehetséges Lépcsős növekedés, gyakorlatban alkalmazható polimer előállítása csak nagy konverzióval lehetséges.

6 6 Lépcsős polimerizáció Kinetika l Önkatalizált reakció l Savkatalizált reakció Feltételezés: a funkciós csoportok reakcióképessége független a lánc hosszától

7 7 Lépcsős polimerizáció Kinetika Eredmény: a feltételezés igaz.

8 8 Lépcsős polimerizáció Sztöchiometria és molekulatömeg l Eltérés az ekvimolaritástól  adagolás, tisztaság  találkozási valószínűség  mellékreakció  szándékosság l Eltérés következménye  csökkent mólsúly  meghatározott végcsoport l Teljes átalakulás l Molekulák száma l Végcsoportok száma l Polimer molekulák száma l Polimerizációs fok

9 9 Lépcsős polimerizáció Sztöchiometria és molekulatömeg l Részleges átalakulás rp (%)x n 199, ,95299,939

10 Polikondenzáció Megvalósítás l Egyensúlyi reakciók l Reakció típusok  K < 4 – poliészter, melléktermék eltávolítás fontos  K nagy – fenolgyanta, melléktermék nem zavar l Gyakorlati megvalósítás – átészterezés

11 Polikondenzáció Megvalósítás l Gyakorlati megvalósítás – só dehidratálás l Határfelületi polikondenzáció l Gyűrűs vegyületek C3,4  polimerizáció; C5,6  ciklizáció

12 Lépcsős polimerizáció Tipikus reakciók

13 Lépcsős polimerizáció Összehasonlítás

14 Térhálósodás Feltételek, jellemzők l Feltétel  bifunkció  lineáris  többfunkció  térhálós l Komponensek  gél: oldhatatlan  szól: oldható l Átlagos funkcionalitás l Konverzió és x n f av p (%) x n ,

15 Térhálósodás Gélesedés; gyakorlati szempontok l Gélesedés l Feldolgozás l Alkalmazás  bakelit, aminoplaszt  poliészter  epoxi gyanta  poliuretán

16 Anyagismeret Hőre lágyuló műanyagok Polietilén (PE) l MonomerCH 2 =CH 2 l Polimerizációgázfázisú, koordinációs l Láncszerkezetelágazott – LDPE lineáris – HDPE kopolimer – LLDPE l Szerkezetkristályos, T m = 110 – 140 °C l Feldolgozásextrúzió, fúvás, fröccsöntés l Alkalmazáscsomagolás, cső, műszaki cikkek, játék Polipropilén (PP) l MonomerCH 2 =CHCH 3 l Polimerizációsztereospecifikus l Láncszerkezetizotaktikus (szündiotaktikus, ataktikus) l Szerkezetkristályos, T m = 165 °C l Feldolgozásextrúzió, fúvás, fröccsöntés l Alkalmazáscsomagolás, cső, műszaki cikkek, autóalkatrész, sportszer, szál

17 Anyagismeret Hőre lágyuló műanyagok Polisztirol (PS) l MonomerCH 2 =CHC 6 H 5 l Polimerizációgyökös l Láncszerkezetataktikus (izotak- tikus) l Szerkezetamorf, T g = 100 °C l Feldolgozásfröccsöntés, extrúzió l Alkalmazásműszaki cikkek, autóalkatrész, le- mez, csomagolás, műszeripar, optikai elemek l Módosításhabosítás – kopoli- merizáció: HIPS, ABS Poli(vinil-klorid) (PVC) l MonomerCH 2 =CHCl l Polimerizációgyökös: szuszpen- ziós, emulziós, tömb l Láncszerkezetataktikus l Szerkezetamorf, T g = 80 °C l Feldolgozásextrúzió, fröccs, ka- landerezés l Alkalmazásépítőipar (padló, cső, keret) egészségügy, műbőr l Módosításlágyítás, töltés, ütés- állósítás l Egyébkörnyezetvédelem

18 Anyagismeret Hőre lágyuló műanyagok Poliamid (PA) l Monomerváltozó, általában sav és amin l Jellemző csoport –CO–NH– l TípusokPA6; 6,6; 6,10; 11 l Polimerizációkondenzáció, ionos l Láncszerkezetlineáris l Szerkezetkristályos, T m = 180 – 260 °C l Feldolgozásszálképzés, extrúzió, fröccs, mechanikai l Alkalmazásgépipar, ruházat, be- vonat l Módosításszálerősítés, keverék Polikarbonát (PC) l Monomerdián, foszgén l Építőelem C 6 H 5 –C(CH 3 ) 2 –C 6 H 5 –OCOO– l Polimerizációpolikondenzáció l Láncszerkezetlineáris l Szerkezetmikrokristályos, T m = 220 °C, T g = 150 °C l Feldolgozás extrúzió, fröccs l Alkalmazásgépipar, műszer- ipar, optikai ele- mek, csomagolás járműipar l Módosításkeverékek

19 Anyagismeret Hőre lágyuló műanyagok Lineáris poliészter (PET) l Monomerdimetil-ftalát, etilén-glikol l Polimerizációátészterezés l Láncszerkezetlineáris l Szerkezetkristályos, T m = 265 °C l Feldolgozásextrúzió, fröccs, fúvás l Alkalmazáscsomagolás, gép- és műszeripar l Módosításszálerősítés, keve- rékek Poli(metil-metakrilát) (PMMA) l Monomer CH 2 =C(CH 3 )COOCH 3 l Polimerizációgyökös, tömb l Láncszerkezetlineáris l Szerkezetamorf, T g = 105 °C l Feldolgozásfröccs, extrúzió, mechanikai l Alkalmazásoptika - szerves üveg, gyógyászat

20 Anyagismeret Térhálós gyanták Fenol-formaldehid gyanták l Komponensekfenol, formaldehid l Típusoknovolak, rezol l Szerkezetnovolak – lineáris rezol – térhálós l Térhálósításhő, formaldehid l Felhasználásfaipar, elektromos berendezések, repülés l Előnyműszaki jellemzők, ár l Hátrányszín, szag Aminoplasztok l Komponensekpoliamin, formalde- hid l Térhálósításhő l Felhasználásbútoripar l Előnyműszaki jellemzők, szín l Hátrányár

21 Anyagismeret Térhálós gyanták Telítetlen poliészter gyanták l Komponensektelítetlen dikar- bonsav vagy an- hidrid, telített di- karbonsav vagy an- hidrid, diolok; szti- rol l Térhálósításpolikondenzáció; gyökös l Módosításszálerősítés l Felhasználásjárműipar, sport, tartályok l Előnyműszaki jellemzők, ár l Hátrányszag, zsugorodás Epoxi gyanták l Komponensekdián, epiklórhidrin l Térhálósításpolikondenzáció; aminok, anhidridek l Módosításszálerősítés l Felhasználásöntőgyanták, ra- gasztók, kompozi- tok – repülés, űrha- józás, hadiipar l Előnyműszaki jellemzők l Hátrányár

22 Anyagismeret Térhálós polimerek Poliuretánok l Komponensekdiizocianát, diol – poliéter, poliészter l Térhálósításpoliaddíció l Felhasználáshabok: lágy, ke- mény; elasztome- rek, ragasztók, szálképző anya- gok; cipőipar, bú- toripar, műszer- gyártás l Előnyváltozatos szerke- zet és tulajdonsá- gok, technológia l Hátrányár Elasztomerek l poliizoprén l polibutadién l butadién-sztirol kopolimerek l polikloroprén l nitrilkaucsuk l EPR és EPDM