Szakmai kémia a 13. GL osztály részére 2016/2017.

Az előadások a következő témára: "Szakmai kémia a 13. GL osztály részére 2016/2017."— Előadás másolata:

1 Szakmai kémia a 13. GL osztály részére 2016/2017.
9. Szerves kémia a környezetünkben

2 Tartalom Kőolaj előfordulása, feldolgozása, petrolkémiai jelentősége. Megújuló és nem megújuló energiaforrások Szerves kémiai anyagok. Szerves háztartási anyagok Szénhidrogének ipari és hétköznapi jelentősége: telített, telítetlen és aromás szénhidrogének. Szerves eredetű légszennyező anyagok. Ipari alapanyagok és oldószerek: alkoholok, tiolok, fenolok, ketonok, aldehidek, karbonsavak, észterek, nitrogéntartalmú vegyületek jellemzői. Természetes makromolekulák: Szénhidrátok, fehérjék, kaucsuk. Műanyagok és a gumi. Témazáró dolgozat

3 A kőolaj előfordulása Kőolaj:
a szénhidrogének természetes előfordulási formája, zöldes – barnás színű, viszkózus folyadék. Keletkezés elpusztult élőlényekből képződik, a felszín alatt, levegőtől elzártan. Előfordulás a képződés helyéről porózus közegben elvándorol, tömör kőzet alatt, dóm alakú részre, felette gáz, alatta víz lehet. Kőolajcsapda vázlata: zöld: záró réteg; piros: kőolajcsapda; sárga: porózus anyag

4 A kőolaj előfordulása a világon
Európa: Északi Tenger (UK, Norv.) Románia Amerika: Texas, Alaszka, Mexico, Venezuela Ázsia: Oroszország (Kaukázus, Aral tó), Kína, Vietnam, Irak, Irán, Szaúd-Arábia, Arab Emirátusok, Kuwait, Indonézia Afrika: Nigéria, Líbia, Algéria Ausztrália Kőolaj világtermelés 3*109 tonna/év ~22 Gigabarrel/év (1 Barrel= 159 liter)

5 A kőolaj és földgáz előfordulása Magyarországon
Ábra: 3a9735f66c3b66c6467c3a17a5f6c656cc c79656b5f4d f72737ac3a1676f6e2e6a70672e6a7067.jpg

6 A kőolaj elsődleges termelése
Ábra:

7 A kőolaj másodlagos termelése
Ábra:

8 A kőolaj összetétele Elemek:
a szénen ( %) és hidrogénen ( %) kívül oxigén, kén, nitrogén, foszfor, kis mennyiségben egyéb anyagok (V, Ni, stb.). Szénhidrogének szerint paraffin bázisú (telített, nyílt láncú), naftén- (telített, gyűrűs), intermedier (közbenső, átmeneti) aromás bázisú.

9 A kőolaj feldolgozása Előkészítés: ülepítés (víz és kőzettörmelék),
gáztalanítás (fp < 20 °C propán-bután gáz). Atmoszférikus lepárlás (desztilláció) nyers benzin ( °C között forr, C5..C12) petróleum ( °C között forr, C7..C18) gázolaj ( °C között forr, C10..C22) lepárlási maradék: pakura (360 °C felett forr, C15..) Pakura vákuumlepárlása vákuum-gázolaj, könnyű- és nehézolajok, maradék: bitumen.

10 A kőolajfrakciók feldolgozása
Katalitikus feldolgozások: kénmentesítés, krakkolás, hidrokrakkolás, reformálás, alkilálás és polimerizáció. Termikus feldolgozások maradék-feldolgozás: savas kezelések, extrakció, adszorpció

11 A kőolaj feldolgozásának főbb termékei
Motorhajtó anyagok: propán (LPG), propán-bután gáz, benzin (Otto-motor), kerozin (petróleum párlatból), gázolaj (Diesel-motor és a tüzelőolaj is). Kenőanyagok orsóolaj, gépolajok, motorolajok, gépzsírok. Bitumen szigetelőanyagként, aszfalt készítésére.

12 A kőolaj petrolkémiai jelentősége
a szerves kémiai ipar egyik ága, a kőolaj feldolgozásával, átalakításával foglalkozik. Petrolkémiai termék közvetlenül az előbbiekben említett termékek mindegyike, valamint a telítetlen szénhidrogének és az ezekből előállított műanyagok is. Magyarországon a Dunai Finomító (Százhalombatta) és a MOL Petrolkémia Zrt. (korábban TVK) a legjelentősebb üzem (benzinből, gázolajból etén, propén, PE, PP) a két legjelentősebb üzem.

13 Megújuló és nem megújuló energiaforrások
Megújuló: minden, ami folyamatosan újra termelődik napenergia (fény, hő), vízi energia (folyó, árapály), szélenergia, biomassza, biodízel, biogáz, geotermikus energia. Nem megújuló: minden, ami felhalmozódott, de nem képződik újra szén (tőzeg, lignit, barna- és feketekőszén), földgáz és kőolaj, hasadóanyag (pl. urán). A világon növekszik az energia igény, nő a megújulók hasznosítása is, de ez ma még csak a támogatásokkal gazdaságos. ezek is a nap energiájá-ból működnek, vannak

14 Magyarország erőművei 2011-ben
Ábra:

15 Magyarország energiái 2013
Ábra:

16 Nem megújuló energiaforrások
Ábra:

17 Megújuló energiaforrások

18 Napenergia elektromos energiát termel, tárolás akkumulátorban,
Napkollektor vizet melegít, dél felé, ferdén, Napelem elektromos energiát termel, tárolás akkumulátorban, átalakítás váltófeszültségre, felesleg eladása.

19 Szélenergia Vízszintes tengelyű elterjedt, de forgatni kell.
Függőleges tengelyű kevésbé ismert, nem kell forgatni. Ábra:

20 Szélenergia – mennyi? Vízszintes tengelyű három lapátos
Hugh Piggott rendszerű. 1 kW = 720 kWh/hónap Ábra:

21 Szélerőmű, függőleges tengelyű
A most megépített széltorony átmérője 5,5 méter, magas- sága 29 méter. Az eddigi mérések alapján 90 kilométeres sebességű szélben az erőmű 96 kilowatt teljesítményre volt képes, a csúcssebességként mért 116 kilométeres szélben viszont már 210 kilowattot ért el a berendezés. A zajszint mérés adatai alapján a széltorony jóval halkabb, mint egy lapátkerekes erőmű. Az egyik legfontosabb mérés szerint 100 kilométeres szélben a létesítmény legmagasabb pontján alig egy centiméter volt a torony kilengése. Kép és film:

22 Szélenergia Magyarországon

23 Geotermikus energia Ábra:

24 Geotermikus gradiens Magyarországon
Ábra:

25 Hőszivattyús fűtés – hűtés
Ábra:

26 Szerves kémiai anyagok
Szerves háztartási anyagok szénhidrogének: metán, propán-bután, paraffin alkoholok: etanol ketonok: aceton karbonsavak: ecetsav, borkősav, citromsav észterek: gyümölcsészterek szénhidrátok: cukrok, keményítő, cellulóz. Szénhidrogének ipari és hétköznapi jelentősége telített: LPG, benzin, petróleum, gázolaj, paraffin, bitumen telítetlen: etén, propén, butének, butadién aromás szénhidrogének: benzol, toluol, xilol, sztirol.

27 Szerves háztartási anyagok – szénhidrogének
Metán a földgáz nagy része metán, ez a vezetékes gáz; a levegőnél könnyebb, azzal robbanóelegyet alkot; szagosítják, hogy a szivárgás észrevehető legyen; felhasználás: sütés – főzés, fűtés; az égéstermékek közt mérgező nitrogén-oxidok is vannak. Propán-bután folyékony állapotban palackban van, a levegőnél nehezebb, azzal robbanóelegyet alkot; Mindkettő használható gépjármű üzemanyagként is (!). Paraffin: folyékony – hashajtó, szilárd – gyertya.

28 Szerves háztartási anyagok – alkohol, keton
Etanol, borszesz cukros (gyümölcs) levek erjedésekor keletkezik; a víznél könnyebb, azzal elegyedik; gyorsan párolog, igen gyúlékony, mérgező; hatás: részegség, másnaposság (szervek károsodása); felhasználás: szeszes italok készítése, fertőtlenítés. Aceton jellegzetes szagú, víznél könnyebb folyadék, vízzel elegyedik, gyorsan párolog, igen gyúlékony, mérgező; előfordulhat a cukorbetegek vizeletében, leheletében; felhasználás: oldószerként (lakkok, festékek, körömlakk). Mindkettőt használja a gyógyszer-, műanyag- és festékipar is.

29 Szerves háztartási anyagok – savak, észterek
Ecetsav, CH3COOH (tisztán: jégecet) E260 folyékony, jellegzetes savanyú szagú, vízzel korlátlanul elegyedő folyadék, híg oldata keletkezik alkoholos italok (pl. sör, bor) sava- nyodásakor; felhasználás: élelmiszer savanyítás, tartósítás, vízkőoldás. Borkősav (2,3-dihidroxi-butándisav) E334 gyümölcsökben fordul elő, teaízesítő. Citromsav (2-hidroxipropán- 1,2,3-trikarbonsav) E330 felhasználás: ízesítés, savanyítás, vízkőoldás. Gyümölcsészterek előfordulnak gyümölcsökben (és pálinkákban), felhasználás: ízesítőként és oldószerként; etil-acetát (technokol), butil-acetát: festék, lakk hígító.

30 Szerves háztartási anyagok – szénhidrátok
Cukrok Répacukor, nádcukor, szacharóz C12H22O11 a legáltalánosabban használt cukor, a túl sok ártalmas; kristály- és porcukor, kockacukor; Szőlőcukor, glükóz, dextróz, C6H12O6 kevésbé édes, gyengébben oldódik, mint a szacharóz; felhasználás: süteményekhez, édességekhez. Cukoralkoholok Szorbit (szorbitol), glucit, C6H14O6 a glükóz redukciójakor keletkezik, gyümölcsben is van; felhasználás: édesítőszerként. Poliszacharidok Keményítő: vasalás, sűrítés (puding), csiriz. Cellulóz: vatta, itatós, pamut.

31 Szénhidrogének ipari és hétköznapi jelentősége 1.
LPG = Liquefied Petroleum Gas; motorhajtó anyag, sűrűsége kb. 0,55 kg/dm3, oktánszáma jó ( 100). Benzin: a kőolajlepárlás legkönnyebb párlata ( °C) Petroléter: alacsony forráspontú (<100 °C) benzinpárlat, illékony, jó oldószer; sebbenzinnek is alkalmas, extrakció- ra (növényolaj) is használják. Lakkbenzin: lakkok, festékek oldószere; hígító. Motorbenzin: legfontosabb jellemzője az oktánszám. Oktánszám: a kompresszió-tűrést jellemző érték; meg- mutatja, hogy a benzin hány % izo-oktánt tartalmazó izo- oktán – heptán eleggyel megegyező kompresszió-tűrésű. Régen ólom-tetraetillel állították be az oktánszámot. Ma reformálással, (m)etil-tercier-butil-éterrel (MTBE, ETBE). Ha a szükségesnél alacsonyabb oktánszámú benzint használnak, a motor „kopog” (a gyújtás előtt berobban).

32 Szénhidrogének ipari és hétköznapi jelentősége 2.
Petróleum eredeti jelentése ásványolaj korábbi felhasználása: világítóolaj (petróleumlámpa); jelenlegi alkalmazás: üzemanyag (kerozin), fűtés. Gázolaj Diesel-motorok üzemanyaga, cetánszám, kéntartalom, dermedéspont (téli; paraffintalanítás hűtéssel); háztartási tüzelőolaj (≠ fűtőolaj), égésjavító adalékkal, ipar: benzin előállítása (krakkolás, ld. következő dia). Paraffin folyékony: kozmetikumokhoz használják; szilárd: gyertya készül belőle. Bitumen szigetelőanyag (alsó, felső) aszfalt (kőzúzalékkal, útburkolásra.

33 Motorhajtó anyagok gyártásának kémiája
Reformálás C6H13 – R → → H2 + H2 Alkilálás C4 frakcióból benzin (HF katalizátor) Krakkolás (termikus, katalitikus) Gázolajból benzin R-CH2-CH2-CH2-CH2-R’ → R-CH2-CH3 + CH2=CH-R’ Kéntelenítés (katalitikus) + 3 H2 → H2S + C4H8 R R S

34 Szénhidrogének ipari és hétköznapi jelentősége 3.
Telítetlen etén CH2 = CH2 gyümölcs (banán) érlelő hatású, polietiléneket (HDPE és LDPE) gyártanak belőle. propén CH3 – CH = CH2 akril-nitrilt és polipropiléneket gyártanak belőle. butének alkilálásra (alkilát benzin) használják, polibutilén előállítására. butadién CH2 = CH – CH = CH2 műkaucsuk és kloroprén gyártás, ABS kopolimer gyártás

35 Szénhidrogének ipari és hétköznapi jelentősége 4.
Aromás szénhidrogének Benzol, toluol, xilolok (BTX) összetevői a benzinnek is, de nagy mennyiségben nem lehetnek benne, ezért kinyerik; szerves szintézisekhez és oldószerként (aromás hígító) használják; a benzol a legveszélyesebb, felhasználása szűk körű. Sztirol, vinil-benzol, C6H5 – CH = CH2 a polisztirol (PS) műanyagot gyártják belőle, (abból pedig műanyag poharakat, műanyag habokat).

36 Szerves eredetű légszennyező anyagok
Gyűjtőfogalmak: VOC, NMVOC, SVOC (továbbiak pirossal) Szénhidrogének telített: metántól kb. a C20-ig telítetlen: etén aromás: BTEX, PAH Nem szénhidrogének dioxinok egyéb: helyi jelentőségű (munkahelyi) alkohol keton aldehid észter növényvédőszerek bűzök

37 Szerves eredetű légszennyezők, VOC
VOC = Volatile Organic Compound illékony szerves vegyületek: bármely olyan szerves vegyület, amelynek kezdeti forráspontja ≤ 250 °C; levegőbe kerülhet kipufogógázokból, füstökből, lakkok, festékek száradásából, tisztításkor, stb. Becslések szerint 140 millió t/év az antropogén kibocsátás; főként zárt térben jelent (beltér) gondot; a legproblémásabb anyagok: benzol, formaldehid, diklór- metán, MTBE, perklóretilén (CCl2 = CCl2) NMVOC = nem metán illékony szerves vegyület SVOC = SemiVolatile Organic Compound félig illékony szerves vegyületek, ide tartoznak a PCB-k, → a PAH-ok egy része is.

38 Szerves eredetű légszennyezők, BTEX, PAH
BTEX = benzol, toluol, etil-benzol, xilol(ok). PAH = Policyclic Aromatic Hydrocarbons = policiklusos aromás szénhidrogének Keletkeznek égéskor, többségük mutagén, karcinogén. Szigorú határértékek és magas bírságok vannak rájuk. A háromgyűrűs antracéntől számítják; a legismertebb képviselő a benz-a-pirén, ami rákkeltő: Előfordul füstgázokban (autó, cigaretta), nagyrészt szilárd szemcsék felszínén kötődik. Képlet:

39 Szerves eredetű légszennyezők, dioxinok
Két vegyületcsalád összefoglaló neve: poliklórozott dibenzo-dioxinok és dibenzo-furánok. Rák, immun-problémák okozói. A legismertebb képviselőjük: a 2,3,7,8-tetraklór-dibenzo-p-dioxin (lent), a többi anyagot is erre számítva (egyenértékű mennyiségként) adják meg. Forrás:

40 MAK értékek MAK = Legnagyobb Megengedett Munkahelyi Koncentráció
A MAK érték egy anyag, gáz, gőz, vagy egyéb anyag, leg-magasabb megengedhető koncentrációja a munkahelyi környezetben, amely a jelenlegi ismeretek szerint nem káros az alkalmazottak egészségére és nem jelent elfogadhatatlan kockázatot még ismételt és hosszas kitettség esetén sem, abból kiindulva, hogy egy átlagos munkahét 40 órából és egy átlagos munkanap 8 órából áll. Név Képlet MAK, ppm aceton C3H6O 500 etanol C2H6O LPG, pb C3H6- 1000 Név Képlet MAK, ppm klór Cl2 0,5 toluol C7H8 200 xilol C8H10 100 Forrás:

41 Ipari alapanyagok és oldószerek
Alkoholok Tiolok Fenolok Ketonok Aldehidek Karbonsavak Észterek Nitrogéntartalmú vegyületek

42 Ipari alapanyagok és oldószerek – alkoholok
Metanol, metil-alkohol, faszesz, CH3OH Az etanolhoz hasonló szagú, vízzel korlátlanul elegyedő illékony folyadék, forráspontja alacsonyabb. Igen mérgező, vakságot, halált okoz. Előállítás régebben a fa lepárlásával (innen a név), ma: CO + 2 H2 → CH3OH katalitikusan a jövő: CO2 + 3 H2 → CH3OH + H2O katalitikusan Felhasználás formaldehid (metanal) előállítása: CH3OH + ½ O2 → CH2O + H2O, gyógyszer-, műanyag-, festékipar; üzemanyag (belsőégésű motorban) benzinnel vagy magában; a jövő: üzemanyag-cella; energia tárolása.

43 Ipari alapanyagok és oldószerek – tiolok
Tiolok: az oxigén helyett ként tartalmazó hidroxivegyületek. Régi nevük: merkaptánok. Általános képlet: R – S – H Tulajdonságaik: nagyon kellemetlen szagúak, az alkoholokhoz képest savasabbak, sókat alkotnak: R – SH + NaOH → R – SNa + H2O de savakkal szintén észtereket képeznek; nehézfém-vegyülettel (pl. Hg, Cd) is reagálnak; erélyes oxidáció: R – SH + 1,5 O2 → R – SO3H; enyhe oxidáció: 2 R – SH + ½ O2 → R – S – S – R + H2O. Az enyhe oxidációval diszulfid kötés (híd) alakul ki, a folyamat megfordítható, ennek a fehérjék szerkezetében lehet jelentősége. Felhasználás: az etántiol (etil-merkaptán) a gáz szagosítá- sára használatos.

44 Ipari alapanyagok és oldószerek – fenolok
Fenol, karbol, C6H5 – OH Színtelen, kellemetlen szagú, könnyen olvadó szilárd anyag, vízben gyengén oldódik. Mérgező, fertőtlenítő hatású. Az alkoholokkal ellentétben savas vegyület: C6H5 – OH + NaOH → C6H5 – ONa + H2O Előállítás klór-benzolból C6H5 – Cl + H2O → C6H5 – OH + HCl benzolszulfonsavból C6H5–SO3Na + NaOH → C6H5–ONa + NaHSO3 mai: izopropil-benzolból (kumolból) C6H5 – C3H7 + O2 → C6H5 – C3H6 – O – O – H C6H5 – C3H6 – O – O – H → C6H5 – OH + C3H6O (aceton) Felhasználás: szalicilsav, gyógyszerek, színezékek gyártása, fenoplasztok (pl. bakelit) előállítása.

45 Ipari alapanyagok és oldószerek – aldehidek
Formaldehid, metanal, CH2O Színtelen, szúrós szagú, a levegőnél alig nehezebb, vízben jól oldódó gáz, oldata a formalin. Erősen mérgező, rákkeltő. Könnyen polimerizálódik paraformaldehid poli-oxi-metilén (POM) Ammóniával 6 CH2O + 4 NH3 → (CH2)6N4 + 6 H2O Előállítás metanolból katalitikusan: CH3 – OH + ½ O2 → CH2O + H2O Felhasználás fertőtlenítésre, tartósításra, főként műanyagok, műgyanták előállítására.

46 Ipari alapanyagok és oldószerek – ketonok
Aceton, propanon, dimetil-keton CH3-CO-CH3 Jellegzetes szagú, illékony, kis viszkozitású, a víznél könnyebb, azzal elegyedő folyadék. Szerves oldószerekben is oldódik, erősen tűzveszélyes. Előállítás izo-propanol oxidációjával: CH3-CH(OH)-CH3 + CuO → CH3-CO-CH3 + Cu + H2O kalcium-acetától hevítéssel: Ca(CH3-COO)2 → CH3-CO-CH3 + CaCO3 mai: izopropil-benzolból, azaz kumolból (ld. a fenolnál) Felhasználás oldószerként (festékek, lakkok), gyógyszer- és műanyagiparban, az acetiléngáz a palackban acetonban van oldva.

47 Ipari alapanyagok és oldószerek – karbonsavak
Zsírsavak – zsírokban főként telített, olajokban telítetlen. Telített: palmitinsav C15H31-COOH, sztearinsav C17H35-COOH Telítetlen – cisz és transz (!) zsírsavak – olajsav C8H17-CH=CH-C7H14-COOH (cisz) – linolsav (elnevezés a lenről) cisz,cisz-9,12-oktadekadiénsav – linolénsav cisz,cisz,cisz-9,12,15-oktadekatriénsav -3, -6 és -9 (telítetlen) zsírsavak fogalma. (omega mínusz 3, stb.  = az utolsó szénatom, 1. a COOH) A telítetlen zsírsavak levegőn „száradnak”, gyantásodnak, régen az olajfesték ilyeneket (pl. lenolajat) tartalmazott. Képlet:

48 Ipari alapanyagok és oldószerek – észterek
Etil-, butil-acetát, stb. aromák, oldószerek. Dibutil-ftalát – lágyító (műanyaghoz) → Vinil-acetát CH3 – COO – CH=CH2 Metil-metakrilát CH2 = C – COO – CH3 ǀ CH3 Glicerin-trinitrát: robbanóanyag, értágító CH2 – O – NO2 CH – O – NO2 műanyag monomer

49 Ipari alapanyagok és oldószerek – N tart. vegyületek
Hexametilén-diamin, 1,6-diamino-hexán NH2-C6H12-NH2 Színtelen, a víznél könnyebb, kristályos, kellemetlen szagú anyag, vízben jól oldódik. Előállítás: NC(CH2)4CN + 4 H2 → H2N(CH2)6NH2 Felhasználás – nylon-66 (PA-66) előállítása, – hexametilén-diizocianát (HDI) gyártására. Hexametilén-tetramin, urotropin, hexamin C6H12N4 Színtelen, a víznél nehezebb kristályos anyag, a vízben jól oldódik. Előállítás 6 CH2O + 4 NH3 → (CH2)6N4 + 6 H2O Vízzel bomlik: (CH2)6N4 + 6 H2O → 6 CH2O + 4 NH3 Felhasználás: fertőtlenítőszer, élelmiszeripar E239, tüzelőanyagként, műanyagiparban.

50 Természetes és mesterséges makromolekulák
Természetes makromolekulák Szénhidrátok Fehérjék Kaucsuk. Mesterséges makromolekulák: műanyagok és a gumi A műanyagok felosztása Poliolefinek: PE, PP Poli-vinil-klorid (PVC) Polisztirol (PS) Poliészterek, poliakrilátok Poliamidok, poliuretánok Feno- és aminoplasztok Epoxigyanták, stb. Forrás:

51 Természetes makromolekulák – szénhidrátok 1.
Keményítő (C6H10O5)n -D-glükózból épül fel, helix (csavarvonal) szerkezetű, amilóz (elágazatlan) és amilopektin (elágazó), glükózzá hidrolizálható (krumplicukor), forró vízben oldódik, kolloid oldatot képez (a nagy molekulák miatt) jóddal kékes – lilás szín; növényi tartalék tápanyag, gabonák, burgonya, a táplálkozásban fontos. Forrás:

52 Természetes makromolekulák – szénhidrátok 2.
Cellulóz (C6H10O5)n a növények vázanyaga, -D-glükózból épül fel, szálas szerkezetű, készül belőle viszkóz (szál: műselyem, fólia: celofán), cellulóz-trinitrát (füstnélküli lőpor = lőgyapot) cellulóz-dinitrát (+ kámfor = celluloid) cellulóz-acetát (acetát műselyem, ruha, hímzőfonal, elektromos szigetelő) metil-cellulóz (metilan tapétaragasztó) Forrás:

53 Természetes makromolekulák – fehérjék 1.
A peptidek aminosavakból keletkeznek vízkilépéssel. A fehérjék sok aminosavból álló polipeptidek. Felosztás összetétel szerint – egyszerű fehérjék, – összetett fehérjék: foszfoproteinek, metalloproteinek, glikoproteinek, lipoproteinek, nukleoproteinek, stb. funkció szerint – enzimek, transzportfehérjék, – védőfehérjék, toxinok, – hormonok, pl. inzulin; – vázfehérjék, pl. kollagén; – motorfehérjék (izom), pl. aktin, miozin; – tartalékfehérjék pl. ovalbumin, kazein.

54 Természetes makromolekulák – fehérjék 2.
Szerkezet elsődleges: aminosav sorrend (szekvencia); másodlagos (H-híd): hélixek, a redők, a hurkok és a kanyarok (gyakoribbak: -hélix, antiparallel -redő és -kanyar); harmadlagos: a másodlagos részleteinek viszonya egymáshoz (hidrofób kölcsönhatások), negyedleges: több polipeptidlánc esetén ezek helyzete Forrás:

55 Természetes makromolekulák – kaucsuk.
A kaucsuk a kaucsukfa (Hevea brasiliensis) és más, hasonló növények tejnedvéből (latex) készült anyag. a kaucsuk kémiailag poli-izoprén: izoprén egységből áll; szerkezete hullámos szál, magában is rugalmas, de ragacsos; kénnel reagálva lesz belőle gumi, ami rugalmasabb és nem ragad (ld. a műanyagoknál). Forrás:

56 Mesterséges makromolekulák – műanyagok
A műanyagok felosztása Feldolgozás szerint: hőre keményedő, lágyuló, rugalmas Eredet szerint: természetes és mesterséges alapú Előállítás szerint: polimerizációs, polikondenzációs, poliaddíciós Szerkezet szerint: kristályos, amorf, vegyes. Kristályos hőre lágyuló polimerek DMA görbéje G: dinamikus (tárolási) nyírási modulusz, d: mechanikai veszteségi tényező Tg üvegesedési, Tm olvadási hőmérséklet Forrás:

57 Fontosabb műanyagok Poliolefinek polietilén, polipropilén,
polibutilén, poli-izobutilén Halogéntartalmú polimerek Poli-vinil-klorid (PVC), PTFE Polisztirol (PS), poli-vinil-acetát, poliakrilátok Poliészterek Poliamidok, poliuretánok Feno- és aminoplasztok Epoxigyanták Szilikonok Gumi – természetes alapú polimerizációs műanyagok polikondenzációs műanyagok Forrás:

58 Polietilén (PE) Szerkezet (-CH2 – CH2-)n, lehet lineáris (elágazatlan) vagy elágazó. Tulajdonságok A víznél könnyebb, átlátszó vagy áttetsző, hőre lágyuló (>100 °C), jó hidegállóságú (–80 °C), jól szigetel. Előállítás: n CH2 – CH2 → (-CH2 – CH2-)n nagy nyomáson → kis sűrűségű (LDPE, elágazások), amorf; kis és közepes nyomáson → nagy sűrűségű (HDPE), kristályos. Felhasználás HDPE: csövek (gáz- és ivóvíz), üzemanyagtartályok, üreges testek (fúvással), rekeszek, ládák, kukák, fröccsöntött ipari alkatrészek. LDPE: fóliák, zsugorfóliák, fröccsöntött ipari alkatrészek, szigetelés, csövek (ivóvíz és olajvezeték), műszálak. Forrás:

59 Polipropilén (PP) Szerkezet
lehet szabályos (izotaktikus) vagy változó. Tulajdonságok a víznél könnyebb, átlátszó vagy áttetsző, erős, rugalmas, hőre lágyuló (>150 °C), rossz hidegállóságú (–10 °C), jól szigetel, nem gázzáró. Előállítás katalitikusan, rendszerint kevés eténnel. Felhasználás fóliák (csomagolás), hártyák (membránok), doboz, láda, főzőpohár; üreges tárgyak (kanna, palack, hordó), játék, sporteszköz. (-CH – CH2-)n ǀ CH3 Forrás:

60 Poli-vinil-klorid (PVC)
Szerkezet amorf, szabálytalan. Tulajdonságok a víznél nehezebb, átlátszó vagy áttetsző, rideg, hőre lágyuló (>60 °C), rossz hidegállóságú (–10 °C), jól szigetel, közepesen gázzáró, jó vegyszerálló, nehezen ég, önkioltó, a lágy jobban ég. Előállítás szuszpenziós, emulziós vagy tömbpolimerizációs; a lágyítók javítják a hidegállóságot, rugalmasságot. Felhasználás kemény: csövek, idomok, szerelvények, gépalkatrészek; lágy: fólia, tömlő, szigetelő, palack, padlóburkoló, műbőr. (-CH – CH2-)n ǀ Cl Forrás:

61 Poli-tetrafluor-etilén (PTFE, teflon)
Szerkezet részben amorf, szabálytalan, lehetnek elágazások. Tulajdonságok a víznél nehezebb, igen lágy, hőre lágyuló (>320 °C), jó hőállóságú (max. 200 °C), jól szigetel, közepesen gázzáró, kiváló vegyszerálló, nem tapad rá víz, olaj sem; éghetetlen. Előállítás gyökös mechanizmusú szuszpenziós vagy emulziós polimerizációval Felhasználás fólia, hártya, cső, tömítés (gyűrű, szalag), dugó; bevonat (hőálló [serpenyő, vasaló], vegyszerálló); a Teflon® a DuPont cég márkaneve; textil: Gore-Tex. (-CF2 – CF2-)n Forrás:

62 Polisztirol (PS) Szerkezet szabályos vagy szabálytalan. Tulajdonságok
a víznél kissé nehezebb, igen rideg, hőre lágyuló, magas hőfokon bomlik; jól szigetel, jól színezhető, sav- és lúgálló. Előállítás gyökös mechanizmusú szuszpenziós vagy oldószeres tömbpolimerizációval Felhasználás átlátszó doboz, lencse, burkolat, játék; pohár, tányér, evőeszköz, díszek házilag („sütős”); polisztirol hab (EPS, Hungarocell, nikecell) hőszigetelés. Forrás:

63 Poliészterek: poli-etilén-tereftalát (PET)
Szerkezet részben kristályos. Tulajdonságok a víznél nehezebb, rugalmas, átlátszó; hőre lágyuló (>210 °C), jó hidegtűrésű; jól szigetel, ütésálló, mérettartó. Előállítás polikondenzációval tereftálsavból és etilénglikolból: n C6H4(COOH)2 + n HOCH2CH2OH → [(OOC)C6H4(COO-CH2CH2-)]n + 2n H2O Felhasználás palackok, flakonok (élelmiszeripar), újrahasznosítás; műszál (Terylene, Trevira), hevederek, szőnyegek, kijelző védőfólia. Forrás:

64 Poliamidok (PA, nylon) polimerizációval kaprolaktámból Szerkezet
nagyrészt kristályos. Tulajdonságok a víznél nehezebb, igen erős, rugalmas; hőre lágyuló (>220 °C), jó hidegtűrésű; jól szigetel, nagy a vízfelvétele. Előállítás polikondenzációval adipinsavból és hexametilén-diaminból vagy polimerizációval kaprolaktámból Felhasználás szálak (damil, Kevlar), ruházat, kötelek, szőnyeg, védőruha, golyóálló mellény, fóliák (szűrés); alkatrészek, csapágyak, fogaskerekek, szerelvények csomagolás (autoklávban sterilezhető). A számok a monomer szénatomszámát jelentik. PA6.6 [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n PA6 [-NH-(CH2)5-CO-]n Forrás:

65 Fenoplasztok (bakelit)
Szerkezet láncpolimer (olvasztható, oldható): térhálós (oldhatatlan, hőre bomlik): Tulajdonságok a víznél nehezebb, kemény, rideg; hőre keményedő, kopásálló; jól szigetel, nehezen gyullad meg. Előállítás polikondenzációval fenolból és formaldehidből Felhasználás hanglemez, edényfül bútorlapok kötőanyaga, elektromos kapcsolók, konnektorok, NYÁK. Forrás:

66 Polikarbonát, poiluretán
a víznél nehezebb, ütésálló, rugalmas; átlátszó, karcolódik, fény hatására sárgul; tetőfedés, CD, DVD. Poliuretán ágybetét, műbőr, műszál, úszódressz; kerék, festék, lakk; ragasztó, szigetelő (tömítő) hab Forrás:

67 PMMA, PAN Poli-metil-metakrilát (PMMA) = plexi
hőre lágyuló, (>130 °C) olvasztható, oldható; „törhetetlen” (szerves) üveg, a víznél nehezebb, hajlékony, karcolódik, hő hatásra depolimerizálódik; szélvédő, ajtó, ablak, kontaktlencse, reklámtábla. Poliakrilnitril = PAN hőre lágyuló (>130 °C), jó hőszigetelő, vegyszerálló, nem nedvszívó, gyorsan szárad; fényálló, elektromosan töltődik, bolyhosodik; szálat gyártanak belőle, nyúlása kicsi; felsőruházati termékek, főként kötöttáruk gyártására; a gyapjúhoz hasonló tapintású. Forrás:

68 Polisziloxánok = szilikonok
Szerkezet (R pl. lehet CH3 csoport), fajták lineáris szilikonolaj, -kaucsuk; elágazó szilikonolaj, -kaucsuk, térhálós szilikongyanta, -lakk -gumi. Szilikongyanta hőállósága igen jó (> °C), kemény, alig rugalmas, lehet vele felületet impregnálni (nedvességtaszító); festék, lakk készül belőle, hőálló bevonat (tepsi); Szilikongumi védőkesztyű, sütőforma, dugó, ragasztó, tömítés, szigetelés, cső, implantátumok, szemlencse, kontaktlencse (gázáteresztő). R ǀ (-Si – O-)n Forrás: