View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
-- ..
P I~ ., ·'k ....•.'tIT.···Olme,t7ltzaCIO CS0J;)G),I,t~~!$!11,asa ,,1i-. ·1 ",mec ••QnDZmildtS ,al i8i1DJ8;R
-Lépcsos polimerizáció (általábanpolikondenzáció)
lia
iniciálás
I
icióspolimerizációkmechanizmusa
1*
1.M+M-?M22. M+M2-7M3' M2+M2-).M43. M+M3-7M4' M+M4-+MS' M2+M3-+MS4 ",.
1* gyök -+ gyökös polimerizáció
~~ anion -7 anionos polimerizációkation ~ kationos polimerizációkomplex -+ koordinációs polimerizáció
-Lánc polimerizáció ( általában poliaddíció)+1\1I +M +M
M ----- M2 ~ M3 - M4-
NYIO. n-6,6 ~CI
H2~HH1 + C o
-- Mn
Polisztirol
--Jt-
~H~NH~n + Hel
láncnövekedés+M +M +M
1* ~ I-M* ~ I..M2*~
~ I"'M3*:]!! 1..1\114""~ ~ ~ I-Mn*
lál'1cátad ás
I"Mn* + XA ~ ..• - I...Mn""X + A*
XA:: monomer, iniciátor, oldószer, polimer, egyéb
lánczáródás
uj
H,~ [J ~- .•..
1))\O}nI-Mn* -~ I..Mn
-1~
Sztirol gryökÖiS polimerizációja Itlánczáródás
rekombináció
diszproporció
iniciálás
Benzoil~peroxido o
0-11 II~~ /;. c-o-o-c·V
a,a'-azo-bisz(izobutiro-nitril)(AlaN)
yHs____ 2 NC-C'I
CH3
+
peroxo-diszulfát(viz oldható )
o oA" II e'-0-5-0-0-5-0II II
o o
folyamatos eljárás~
po limerizáci ÓS
toronyban (2.3. ábra)
Tömbpolimerizáció
hátrány (oldódó polimer esetén):hoelvezetési probléma,
zsugorodás (ppol > pmon)~
inhomogén termék feszültség ekkel
elony: tiszta termék,kész formadarab nyerheto(ha a monomer oldja sajátpolimerjét, pl. PS, PMMA)
~
kicsapásos polimerizáció(pl. PAN, PVC ~ por formájában
kiválik)
polimerizáció megindítása:- csak melegítéssel
(termopo limerizáció)- vagy: iniciátor + hoközlés
van szakaszos és-J-.
formában végzik(rúd, cso, lemez stb.)
- folyékony monomer formába töltveP 1- II,. l!I'k······'·"0>I Mi8'rlZaCIO .
kivi,t'e;I··ezés·e<3'~~,f~Zisúpolin1~rizáció (pl. etilén)
~~;l~~Ynyomás (1~()O...1800 bar), magas homérséklet (180-250del; iniciátor: ox;igen
"FömbpolimerizacióITH>rlomerben oldQdó iniciátor, hoelvezetési problémák
~!polimer oldódik a monomerben, pl. poli(metil-metakrilát)(glexi)~,polimer hem oldódik a monomerben, pl. PVC (poli{vinil
~rid»~t.polimerizáció (ionos polimerizaciók)
m'~>nomertoldószerrel hígítják
~polimer oldódik az oldószerben (elválasztás nehéz)-rpolimer nem oldódik az oldószerben -
Mszpenziós polimerizáció _.iízben nem oldódó monomert 5Q-SOO pm (1 J.lm= 10-6 m)
~t~éroju cseppekké dis?=perg~IJ~k !-tm (1 pm = 10-6 m)N.j~1')";i·~'xt~monomerarány==50150 ...80120, + < 0,1 tömeg%;~~p/ifélületaktívanyag:j,.,.... ;,( ••.. ''ÍS',k,Sf·mtonomerben oldQdó iniciator,_;.';::\,:?:~:'~t,_-?,,,_:_- ..:,:-_- :'r:-':"~
'}"íJiEmUlziós polimerizáció
Y'.í~monomer arány = 70/30 ...60/40, + 0,1 ...3 tömeg%'{~,I~letaktívanyagl11~nomer 1-10!J.tn~!w~rc5ju cseppecskékben (-95%) és 2-10npl(1nm = 10.9 rn)átmárojumicellákban (-50%)vízöldható iniciátor
I ),---"(11
Oldószeres polimerizáció Emulziós polimerizáció
jellemzoi:
- a polimerizáció a micellákbanjátszódik le,sebessége nagy, viszonylag nagy pol. fok,szuk eloszlás
cseppfolyós monomer
+ víz (hoátvevo közeg, nagy fajhoju, inert)+ gyökös iniciátor (vízben oldódó)+ emulgeátor( ok), intenzív keverés
-J..
szappanok (pL zsírsavak, aromás szulfonsavak sói)
_. monomer-oldószer elegyböl indulunk ki
polimer: vagy oldódik,vagy kicsapódik (finom por)
reflux körulmények:polimerizációho
-..ll
oldószer elpárologtatása
jellegzetességek:hígítás -7 reakciósebesség kicsioldószer láncátadási reakciója -7 molekula
tömeg kicsikis polidiszperzitás (szuk molekulatömeg
eloszlás)(kicsapásos változatnál: M, PD valamivel
nagyobb)
- Cemulg ~ Rp (eddigi befoly. lehetoségek:inic. minosége
konc.mon. konc.
polim. hom.)
o)
termék kinyerése: kicsapáselpárologtatás
drága!inkább: közvetlenül az oldat felhasználása
(lakkok, festékek, ragasztók),ill. további reakció a polimerrel
J Jn (/)
- ipari elonyök:könnyebben elvezetheto a poliIn. hoelegy könnyu továbbíthatósága(szemcsés termék, nem egy tömb)
- tennék kinyerése: pl. elektrolittai koaguláltatják a rendszert, maradék monomert vízgozdeszt.
~
szurheto csap. a polimer
iU(J .z.<-
oAl Od·'" 1\Q AtClj" / OXt aClO • H2C-. CHz
f-H2C.-CH2-tu~H2C CH2,,02' CHJCO~HH2C--'?H
." PE FeCIJl Cl'Pd-kat., c H20 ?O-'::C
CIH2C-CH2Cl " "bHJ
1 hev, "l poL
't1
s-
vagy: víz eltávolítása porlasztó szárítóh~n
de: az emulgeátor benne marad!hátrány: el. szigetelokelony: mubor, padlóburkolat (PVC)
- szuszpenziós polimerizá.Qió( gyöngypoL):az emulziós pol. alesete
iniciátor: oldódik a monomerben
+ pár % védokolloid (vízoldható polimer,pl. PV AL, poliakrilsav kopolimerek sói)
tkp. cseppekre bontott tömbpol.
durva emulzió (dcsepp= 1...10 mm!)~
pol. szuszpenzió -7 leülepsziktermék: gyöngy, ha a mon. oldja a pol.-t
finom por, ha nem oldja (pl. PVC)
sokkal kevesebb segédanyag szüks.,olcsóbb termék, tisztább, keményebb
W
szerkezeti anyagként alkalmasabb(pl. PVC-csövek, ablakkeretek stb.)
:>5Jlf',~
CH-CH
62PS
npol. ~.• CHo~C H___g . 2
-H2 r kat.
VCHI-CHJ
·H2C=CHCl
Ipol.y .
tCH2CH~I J IICI
PVC
HotCH2CHzotnH
PEOv.PEGÁ
Ipol.
CH2CHI
OI
O CI
CH3 In
PVAC
1 hidra!.
t·.CH2YH-+. "OH Jn
PVAL
monomer eá.:
CH2=CH2 + Cb -7 CICH2-CH2CI
Szárító
PVC por
Mosás. szárítás
Mosófo Iyadék
Viz
Monornermentes í lés
Vák\.lum
Viz, védokolloid
2.4. ábra. A~ VC s;;us;;pen=iós polimeri:::ációja
Polimerizálás
Futo-, ill.
hutovíz
)olímerízálómtokláv
CH2=CHCI•hev.
}lOLl(YljNIL- KI"QRJ:I»(PVC)
fCHriHlCI
ChCH2-CH2CI -HCI
Kp: -13,8 oC
gyökös pol.: 40 ...70 oC, 5 ... 12 bar-+-
cseppfolyÓs a vinil-klorid
hoelvezetés: emulziós > szuszpenzióstömbpol.: a cseppf. mon. párolgási hoje
szállítja el a pol. hátkiváló el. szig. tul. termék
Viz. emulgeátor, iniciátor
Vákuum
Levego ésvízgoz
PVC por
00
Polimerizálás Monomermentesités
2.5. ábra. AJ(VC emubós polillleri=óciója
Szárítás
kemény PVC(2/3)
suruség(g/ems) 1,38~1,55
szakadási
nyúlás (%) 10~20
lágy PVC(1(3)
1,16-1,35
170-400
3.17. táblázat. ?VC/élkés=- és kés=termékek tipikus VCiv/-tartalma
3.37. ábra. E-prC scanning elektronmikros=kópos
képe (Nagyítás: 10 000)
:!.J8. ábra. S-? VCSEiv/ képe
(Nagyífás: 1500)
ütésállóság(kJ/m2) 20
max. aIk.
höm. (OC) 60-80
yH2CH3I
©CCOOCH,CH(CH,);CH,COOCH2CH(CH2)3CH3
I
CH2CH3
nem törik
55-65
L.9
Termék\:CM-tllrtalom Ippml
PVC nyerspor o
< 1,0PVC premix; PVC g1JR:tum
<0,2PVC tárgyak, készlermékek
<0,1PVC csomagolt javak, pl. élelmiszer
<0,01'
'0,01 ppm =10 ppb - ez az analitikai kimutathatósági határ alatt van.
DOPdi oktil- ftalát
b isz(2-etil-hexil)- ftalát
~O
l<bl:'Xlxezetvédehniszempontok:
NaCL elektroIízise ~ NaOH + Chkb. 100 éve
1920-as/3 O-as évek: k16rf~~\?sleg~.
szerVeS; kJórvegyületekkémiáj!a fellendül
~
PVC-gyártás megindulása30-as évek közepén(Mo.: 1963, Kazincbarcika)
1995: a világ klórterme]ésének 1/4-ét haszn.fel vinil-klorid gyártására (57% el)
PVC éves világtermelése: > 30 MtPE, pp után a 3.
lBorsodChem: kapacitás 330 kt,term. 275 kt (2002)
vinil-klorid monomer (VCM): mérgezo, rákkeltoPVC: az emberi szervezetre teljesen közömbös
monomertart. csökk. 1-2 ppm-re
(vákuumban melegítik a terméket)
"" "A VC-KONCENTRACIO MAXIMALISAN
,. ,.
MEGENGEDETT ERTEKE A MUNKAHE~// ,.
LEVEGOJEBEN
.1
MAK érték ml/m~EV
1966
500
1971
100
1974
50-
1975 20
1976
10
1977
5
1980
3
;~.;Vo., "l-"l.
PVC-hulladék égetése: HCI megkötése vizes vagyNaOH-oldatos mosókban ~ sósav vagyNaCl
eset1egesen fejlodo dioxin: H202-dallebonthatólegmérgezobb képviselojük:
Cl)Q(0)Q(Clel o CI
2,3,7,8-tetraklór-dibenzo-p-dioxin (TeDD;
PVC fobb felhasználási területei:
- építoipar: foleg csövek, nyílászárók extrudáltprofilokból (szuszpenziós kemény PVCelonyei: nagy szilárdság, jó ütésállóság,kituno idojárás-állóság, optimálishoszigetelo, hegesztheto, vegyszerálló,nehezen égheto, nedvességre nem érzékeny,nem vetemedik, biológiailag nem bomlik,nem korrodál, nem korhad, nem igényelfelületkezelést, feldolgozása nemenergiaigényes, olcsó, anyaga reciklálható)+ padlóbmkolat (emulziós v. lágyított PVC)
-T6Iiagyáttás{cs6magolásy· .-
- muborgyártás (lágy PVC)
~
m ~ _
Uo- .'L<;;'
POLISZTIROL(PS)
tCH2©t
~,á.: gyökös pol. -7 f~j:~]~b.,a-l<il;ktikus,amorfPStömeges alk.-ra (PE, Pil?, PVC, PET után 5.)
> 10 Mt/év
tömbpol., szuszp. pol.
kationos, anionos: speciális célraZiegler-Natta-kat.: izotaktikus PSmetallocénes: szindiotaktikus, szemikrist. PS
tul.: színtelen, átlátszó, könnyen feldolg.,színezheto 1-
gyenge hoállóság(70-750C)
jen. molekulatömeg: 150...300 ezer1tit~e~,merev, törékeny, de lágyítható
felhasználás: foleg csomagolóanyag
~
~
ütésálló PS: sztirol=butadién (pár %)kopolimerarányfüggo tuL 1
eá: pL sztirolos polibutadiénoldatperoxiddal iniciált ~yokös pol.
PS habanyag (Hungaroc.~]l):pentánnal duzz~sztás
~
formáhaam lílt~~e~~~és-i
r • r L r, •poms,@s, Ji@' JII0SZ1g.ag.
e 1" 't'" ).'.(j;g@\t1riUaJgo 'as, epl Olpar
itthon: S,zá;z~alombatta, Dunastyr Rt., 1989< ](90 kt/év (habosított és
ütésálló típusok)
térhálósitás: kopolimerizáció divinilbenzollal(1-2%), majd funkcionalizálás
W
ioncserélo gyanták(Balatonfuzfo, Nitrokémia)
v.>
t.J
lffU ~•.....•
QOQOvoooo oooo
oooI In nn•.....••.....•
...-•.....•o o
oon n
'-lO\Vo~WN"""'o-!'J
~'~ :3 !!."o !!. Ö'~ ~.......r>l.o o' 2. (ll ~ ~.o' :::l "o -.;>:;" '< ;::t o"g~02.3q~~"'l..., Q. :3 -. ~ o (ll. l::l. ~g~(ll:3..!..:3;>:;,,~::t..o.r>l7(lloo:r:-"
..•.••<: ::!. <: v'l ~~: ""~ r>l -. N o = l::l N(ll. (JQ ~ !::.: C;: E: c? ::::-.vl NO·-o .•..•. c5
pj"""1.-...VJO --:::l (ll o :::t '-o'<~~ ;>:;" o'!ll ~ ...• o: -:::--O'öC: "o IS
..., o. (ll ;:t~ ::l l::l'-" '-< ~
c>l-...•C>:
;:t
~c>"-§"(1)...~.tl.()
<2;t:,:::st:,"'"
.f!.
vo
Sztirol ~
ABS: akrllnitril-butadién-sztirol terpolimer
(pl. 25 20 : 55)
PQ·LIAliR.ILNI'TRlL(FAN)
fCH2-iHlCN
..
~
UJ
tulajdonságai széles tariományban változtathatók
a monomerek arányával és az
eloállítási eljárással: 1. AB és BS kopolimerek keverése
2. polibutadiénre sztirol és akrilnitril
ojtása (ojtott terpolimer)
tul.: nem törékeny, szívós, alaktartó, fröccsönthetö,
olcsó, esztétikus felületu, de nem átlátszó
aIk.: híradás- és irodatechnikai berendezések váza,
burkolata
hasonló a SAN (sztirol-akrilnitril) kopolimer is, de
átlátszó; kb. l;4-e akrilnitril, statisztikus kopolimer
,1 /r> r) r::
monomer eá.:
02,500 oCCH2=CH-CH3 + NB3 ) CH2=CH-CN
Bi-só kat.
gyökös pol.tömbpol.: kicsapódik
jobb: oldatpol. DMF-beninic.: AIBN v. szervetlen peroxid
szálképzés: oldatból (elpárologtatás vagykicsapás)
8...12x-es megnyújtás (kötegekben,fokozatosan)
~
lánc rendezodik, krist. szerk.
j/"".~
~
+-
·~~~~álipar (gyapjúszeru ag.)~
felsoruházati termékek
kopo limerek: vinil ..acetáttalvin;tl",piuolidonnal
-J; vin~1",p1Iiidinnelvinil",benzolszulfonsavval
(minor komponensek)
színezhetoség,
vízfelvétel javul
'"
FAN DEGRADACIÓJA, r .," ~'i';'-~":<~:'i:ii':":-i;'>":":-':-i_:::,;,It.;:" r ,,-',"",
SZENSZAL ELOALLITASARA
Cl-h CH? CH? 7'"/-"cif"'''cif -"cif
I . I IC-N. C . N ., C==N
piroHzis 1
CH) CH? CH? /..../ -"cif -"cif -"'c~
\ I I
.../C'N/C'N/C, ...létl'apo1imer
1 max. 1400 oCszénszál
<ll
POLI(VINIL-ACETÁT)(PVAC) POLIAKRILSAV
tCH2-?H-LoIcoI
CH3
aIk.: ragasztók, impregnáláskopolimerekfoleg: lúgos hidroIízis -7 PV AL
tmlriHlCOOH
eá.: perszulfáttal (K2S20S) inic. gyökös pol.
tul.: vízben és alkoholban oldható..v
viszkozitásnövelo adalék
víztisztításban polielektrolit
tCH2-iHlCOOR
a homopolÜner és különbözo kopolimerjeiimpregnáló- és ragasztószerek, festékekkomponensei
POLIAKRILÁTOK(PAE)
hasonló a polimetakrilsav isPOLI(VINIL-ALKDHOL)(PVAL)
M~~~~
r CH-eRt i~ l-\-~)lT 21 Jn (R.,,~-l~_ovll~~)~
OH hA~~ ~~~ ~ ~vízoldható, nem toxikus -7 kozmetikai,
gyógyszertech.alkalmazások
apoláris oldószereknek ellenáll ~ tömlokszh-hez
~
(51, 'n. '2.,'1..
,POLIOLEFINEK TERMELESE
PE: kb. 70 Mt a világon300 kt Mo.-on
A világ muanyagtermelésének > 60%-át adjákt(PE, PP, PIB + egyéb olefinpolimerek + diénpolimerek +kopo limerek)
olefinek> 50%-ából poliolefinpl. etilén 59%-ából PE, 13%-ából PVC, 28%-ából egyéb(etilbenzol ~ sztirol ~ PS; etilén-oxid ~ PEO stb.)
LDPE-I: ICI, 1970-,55 kt/évLDPE-II: BASF, 1991-,60 kt/év
Olefingyár 1975-teljes rekonstrukció 1996-98kapacitás: 360 kt/év etilén,
240 kt/év propilén
TVKRt.:
FOLlfMETIL-METAKlULÁ T)(PMMA)
CH3
I
tCH2?-tnCOOCH3
Plexi(glas), szerves üveg ( ~ \ -1~t~~kiváló fényátereszto képesség _vlztiszta, könnyen megmunkálható,
jó idojárás-állóság i ~J ~~ ~J-:J~ ~ C~ ')
üveg helyettesítése, csövek, formadarabokmuszervázak, használati cikkek
hevítésre depolimerizál ~ monomer
HDPE: PHILLIPS, 1986-, 200 kt/év
PP: kb. 40 Mt a világon260 kt Mo.-on
~-r? JTVK Rt.: PP-I: 1978-93 (klasszikus Z-NYkat.)PP-II: 1983-, 2. generációs Z-NPP-Ill: 1989-, 3. generációs Z-NPP-IV: 2000-,4. generációs Z-N
~
0\0() :lIA
1,
/V()J ,A
ETILÉNPOLlMERIZÁCIÓSELJÁRÁS OK
POLI:ETILÉN(PE)
+CH1CH~"
- ICI-eljárás: nagy p (1500-2000 bar)nagy T (180-300 OC)nagyon kevés O2 vagy peroxid (kat.)gyökös pol.
W
PE-LD (KSPE) (TVKRt.)
Sokoldalú felhasználás!
Manomel' eá.: szh-ek krald<Dlása
pl. vegyipari benzin (C5-C9)
etilén + propilén (+ egyebek)~ 1 : 0,5(lll: ill)
- Ziegler-eljárás: kis p (2-5 bar)kis T (50-80 OC),szh-közegZiegler-Natta-kat. (Z-N)
-.II
PE-HD
-. Union Carbide-eljárás: kis p (10-40 bar)közepes T (80-110 OC)Z-N-kat.
pár % l-alkén kornonomer~
PE-LLD (LKSPE)
- Phillips-eljárás: közepes J;J (3~300 bar)közepys l' 000-180 OC)szh-közeg, f~m-oxid-kat. (V, Cr)kicsapá$os pól.
~
PE-HD (NSPE) (TVK Rt.)
0,2 s1
700 ...800 oC
vízgoz
~
~i-1?
~
~1 ~~
PTFE, politetrafl uoretilén
-fCF2-CF2±szemikristályos szerkezetu, sok tekintetben rendkívüli tulajdonságú muanyag
Elonyei:
- vegyszereknek legjobban ellenálló muanyag
- kituno ho- és hidegállóság (-269 ... +260 oC, tartósanl)
- kiváló elektromos szigetelo
- rendkívül jó siklási jellemzok, önkeno
- á legkevésbé égheto muanyag
- semmiféle anyag nem tapad rá (sütok bevonatal)
- kituno idojárás-állóság
- biokompatibilis
Hátrányai:
- drága, csak különleges módon dolgozatá fel- nem átlátszó
- kopás- és karcállásága gyenge, keménysége kicsi
Jellemzo márkanév: Teflon (Du Pont, USA, 1940-es évektol gyártják)
Megjelenési forma: por, diszperzió, hab, félkész termék
r
1'302.30
LD PEtc$".1i
O,q.z3
2~O400
(30 ~ vastag fÓlia)
L~O"&.L.SP8O,Qz5
&1 U •• .1•••f(.IS SU R.USe:GQ PC>U ETIL.I:;NE~TULAJDON~eAJ
SUe6S.EG ft/~3J, -, p:'"-",,,, '_o, " ,.TOVA BBS"ZA'.k::-t 17\5 I E~
( ~)
hÚ2.ds,I-l.-dl1tad bG..n
me...6le8ese.nroLl DIi'>Z1>ER"Z..1 tAlS.
Mm (t-Ir,
N5PE 1, I
LK5PE I I I' , I I I I II II I '. Ir I
KSPE
A ki5••
.,"
LK5P~'
K.~PE
NS pE (1-t-!lt'lETA •..••OU'N.$
•• - 'J I '1 'kpoltdl ~ZA1asu "te..l"meI I
'52.IVOSABBR.UGALMA~~"' .•.••ÚJT I+ATÓBB
2,&-5'/3-105-8'1-2.,5""
~2AlGIf~s;z.lbA'raQSA&ll'lOJlmmA}
h·fl './ Il.I'Z.C).S 1••••cm«tf o l:XL.rJ
me.....6leg4 se..n
, " )<;;ZI'i~Df'lSI N'(I.J~ ~C %
h' I • I 1U2.O.$ ••..on'-:JotxLn
me..ó lege 5e..h
2.2, '2.
2'2.,3
6~O680
-1'7,6-1'3,5
390510
A Y10gy po!ídi~2pe..-t"-z-;+dsu -le l'mb.:,,
• JúB8AN FtLDDJS~L~~TO, 1 1
•• F E.~iZV L:r;:>Ecq -\<.qRRo 20! O R.AK.E.\JE.S&E. -ER.2.!á.K.E:NY~
~
DOIh __
, J 1 CI)'cd 0.'4) '0'0 1 1 cdr_ ;>-.0)...0O ;; cd ' ,....., ~;>- ...o.. _ .•.• q NtO 0 2 "c}•.•'0 ~.,?"'- ~ cdO 1...; tO . -< 'O ,;j l,.a...- o) l-< -' 0l),.C I cd~>-v4)v N
~~~ I ~ I~~tnI ~ \Q ~ ........,.n c'd.~ ~ I . n d 0\ ,.:...n '2 '0._ a.. '4) <fl,~ • ~ ":t- 4) ,.c . n "d O U~ _ I <:Il o) <Il 'O
N ,~o) 'cd 4.:.. U.-:_ - $....i N - .•....•~ ~'a.> <:Il S I tO ~8 q t ~ ~ cd 0 0;.=: 2 ON •••• -.. N ~O tO ~ vl • n cd -.. V --'
4) ~ <1) :>- cna.. 13 cd ••• q ..o . n 4) 'cd<1)4) .'Vl--<~q ~O l-< ll) O '0 'C'd <Il cd'Il):'" --< tn ol)"'- 'cd--' <1) .::i s.... U ll) N q ..o..;:: >- ~ ll) >- vl cd ..o<1) ~ cd 8 'o ~ E..o 9i-/ --, •.....,........•tO ..o"""U lcd"""'" 'cd .•....• 'cd O
,-< O _ t::i ...- l-< IH •...J o; o; r-< 'cd .~ -.. t~ I ~ --' ~ I Ir):... ~ a.> I -.....c ;..; 00 tr) ..o I ""'~ <Il l-< '"-< • ~,010 cd~t::; .n......,C:>O·nr./)f'l O 1'1j ~ 'cd -.., s.... ~I• ...- ,bi).~' n O.~("',~ .ncd_~ .n...-...-
lfI
J
-.. cd v a.. ro c:: >--. O 'O
(§Y
II~<1)o;g~oc::Ec::
•••.•....• CI ~ tn o) tO cd
U 0; •.• ..0
@
@)
.@
',,:-.., .r--eA12.28. ábra. Polietilén-gyártás ICI szerint, folyamat ábra : 1 - etiléntartály; 2 - szuro; 3 -. etiIén
J:rio.mpresszor2:f250atm., 5 fokozatban; 4- etiIénkompresszor 250/2000 atm., 2 fokozatban; 5 Jtq1i,rn.~~'Ósrcmctor; 6 - olvadékhutó; 7-fojtószelep; 8 - nagynyomású szeparátor; 9 - cseppfClIYiósr~7i~.szint; 10 _ kisnyomású szeparátor; 11 - nagynyomású etilénhuto; 12 -:' kisnyomású
etitl6nnutó; 13 _ polietiIénadagoló fogaskerék-szivattyú; 14- extruder és granuláló; 15 - szita; /1 CA16 - katalizátoradagolás ~ ...),
~'~..u.-co.,oI
-aj.pa.-'~','yso...,•
J\'~-O'SOWI
orljo-
~
°l '"r- ':1
('nai· .N •m7J .
(5V~Vf73 - ~ 31931Z)I ~Y'ly;t~;'~~W·"Od.. "'fJ.YHOANS J.~ I'f?' 1.J.3
-
r:J.
~o2oE.o~
••
<t-8iJ
-«N ~ef. Uul LJI :J
..J vQ fl)IOJ,. -o~
-::J -olD --:1
t=.:i Q)-« -~ 8. I (VI.&;
-«$ :§Z-~~
20.
*·"-CH-CH- ...
2 IR
R R R
/~" I /~" I /~" I /"""... : C : C : CI 1 I I 1 1I , I 1 I 1
• 1 • 1 ' I
1 , I
1 , I. , ,
tCH2?H-+CH3 J II
pp
1
CH2=CH-CH3
~~
izotaktikus
R IRI/b"l/y"I/~"I/y~/1 C 'C' C ,"'-1 1 1 I
1 1 1 1 1 1 I
! 1 R 1 ~ 1 R' 1 1, , ", I ,, ..
szindiotaktikus
R I R R I
I I I I I I l'/~~ /~~ /~~ /~~ /~~/'C'C'C'C''''-...I 1 1 I 1
I 1 1 1 I I 1, I
~ 'R 1 ~ 1 ~ 1 R1 1 1 11 1 1 1
~ ! ! !
ataktikus
+1'~502 ~
-H20 vCo-Mo kat. hv
CHrCH-COOH
1 pol.
rrCH29H-+COOH J II
am~NH3mO~02DO
X.
1. NH3---'- CHrCH-C==N
2. hev. J
-2 H20 pol.
"i-CH-CH+2 6N J ~ 6.•,.•",,~
PAN
pirol.
szénszál
Op (OC)P (g/cm3) éter heptán toluol
iPP
160 0.92--+
···-CH-2 CH-CH2-CH-CHrCH-'"I I I aPP
750.85CH3 CH3 CH3 +++
fej-láb pol.
."-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH- '"2 I I 2 2 I I 2
CH3 CH3 CH3CH3
fej-fej pol.
...-CH-CH-CH-CH2-CH-CHTCHrCH-· ..2 I \ I I
CH3CH3 CH3 CH3
vegyes, fej-fejés fej-láb pol.
~
~ !Vo'"JJ~'
..
Nw
PE. pp TULAJDONSÁGAI.FELHASZNÁLÁSA
- PE: szemikristályos, vékony rétegben áttetszo,
viasszeru tapintású
j ó hidegál1óságú, kis hoállóságú, kiváló
vegyszerállóságú; idojárás-állósága közepes
könnyen ég, jó villamos szigetelo
rossz gázzáró, de a vízgozt nem ereszti át
összes PE 3/4-ét csomagolásra haszn.
LDPE: foleg fóliaként (zsákok, agrofóliák,
háztartási fóliák, élelmiszerek
csomagolása) + kábel szigetelés
HDPE: csövek, szerelvények, tartályok,
kannák, ládák, rekeszek, konténerek,
flakonok + fólia is
- iPP: szemikristályos, hidegállósága gyenge,
hoál1ósága viszonylag j ó (> 100 oC),
egyébként hasonló a PE-hez
felhasználása: szálgyártás (szonyegek)
csomagolás (fóliák, dobozok)
autóalkatrészek (fröccsöntött)
villamosipar (szigetelok)
. ~~~.)<'~t~~j..
UCY. -Z-c
,,'lit, .•(3"
Ü..«.NeJ..
LU
L-lOc..
.''l.i~
~l"'0"'0· .~...:t!....•.••of' "", ." .• '1~.".'.~..i.....··..·...·...·.
. -a i~>~01.t= ~ ••.•
it;ti•..•.~ m~ ~i'j~~.t
-- -t!. ~'.Ci ;;~ ~;CJ(il' lJ .t:
\J .~I\f"
1c.4~ C);{·3u ./
~
,+
MET ALLOCÉNEK MINT AZ OLEFINEKPOLIMERIZÁCIÓS KATALIZÁTORAl
Szelldvicskomplexek, amelyekben az átmenetifém
(föleg Ti, Zr, Hi) magot aromás gyuruk (pl. ciklo
perrtadién, indén, fluorén) fogják közre. A komplexetáltalában a gyuruket összeköto -CH2-, -CH2CH2-,
-C(CH3)2-, -Si(CH3)2-csoportok merevítik. Aktiválásuk
hoz metil-alumínium-oxán (metil-alumoxán, MAO)kokatallzátort használnak.
ún. egy aktív helyes katalizátorok (Z-N: több a. h.);
egy-egy típusuk egyfonna felépítésu (térszerkezetu) éskb. azonos polimerizációfokú rnakromolekulákat hoz
létre -7 nagy sztereospecifitású, szuk molekulatömeg
eloszlású polimerek; kopolimerizáció esetén a komono
mer egyenletesebben oszlik el, ill. újfajta kopolimerekszintetizálhatók; olcsóbb a polimergyártás-
adott monomer(ek)bol az igényeknek megfelelo
molekulaszerkezetu és tulajdonságú poliolefin állítható
elo (pl. hoállóság, keménység, ütésállóság, átlátszóság)
Metallocének felfedezése: 1950-es/60-as évek
Elso polimerizációs alkalmazásuk: 1973
Sztereospecifitás elérése: I980-as évek
Elso metallocénes poliolefinüzem: 1991 (Exxon,
LLDPE; azóta pp és kopolimeljei, EPDM eá.-ra is)
> 1000 szabadalom (Exxon, Dow, Mitsui Petrochem.)
2002: 670000 t metallocénes poliolefin (évi +7%!)
{)O,-z.-.
Ziegler-N atta-katalizátorok(kémiai Nobel-díj 1963-banl)
A: szerves fémvegyületekR3AI, R2AICI (R ált. C2Hs), más alkil-fémek
B: fém-halogenidek (foleg TiCI4, TiCh)V-, Zn-halogenidek
A + B (02, H20 kizárásával)
1
tényleges katalizátor csapadékformájában válik ki
heterogén katalízis
gyakran inert hordozó felszínéreviszik fel (MgO, MgC12, Ah03)
sztereospecifikus, anionos koordinációspolimerizáció valósítható meg velük
Háttéranyag :www.nobel.se/chernistry/laureates/1963
}Je,;!
ci ic ik lopentadien il-ci rkón j UITI
diklorid
f%CIZr
~CI
ataktikus pp
diIlleti I-szi1iI-b isz- illdcl1iI-cirkón ium-diklorid
H,C ~O'q O ACIS· y<1 ~ Zr
H,C ~\>CIizotaktikus pp
izoprop iI idén-c ik lopclltad ien i1-9fl uorcn il-ci rkón iulll-d iklorid
H,C " ~ ..•••CI
~c~zr~CI
HF
c)szülldiotakiikus pp
2.8. ábra. ÖsszefÜggés a metal/oeén katalizátor felépítése és a pp szerke::ete között
LS.
A KATALIZÁTOR KONCENTRÁCIÓJÁNAKHATÁSA AZ ETILÉN NAGYNYOMÁSÚ
POLIMERIZÁCIÓJÁRA (1500 bar, 200 OC)
O2%KONVERZIÓ (%)Mn (g/mol)
{- CH3 -+11-0 n
0,01
618000
0,07
1010000
0,13
15 600
0,16
bomlás, heves robbanás
A TERMÉK MOLEKULA TÖMEG-ELOSZLÁSA,.~." .•• C. H C f CH} + CH
3 "'A1-oLk-o A1/ 3/ l ~H3C II CH3
_/ k/0 'ölJ
4a
10t~ I
2-300 k MAO, metil-alumínium-oxán
n= 10...15
pu\
101103 '104 -105" 10c ·ieJ M O f\W)t)\'1
,V!) 1:;':c7
«-(!)-ciLJJ .
ZUJ
+
•\'l,
c
NéháDys~~rkezén ••n~~$J~löallíta.~lla;kenergiaszü.lts,~glete
,. (kg koolalldl113)
Alumínium 15,Réz., 12,5Acél, 7,5
f'JDo
••
'PS··PVC
PEkny
PEnnypp
"O .•
3,82,0~1,81,6
1,2
•
MUANYAGOK ÁLTALÁNOSJELLEMZÉSE
a hagyományos szerkezeti anyagok (fa, fém,
szilikátok) részbeni helyettesítésén túl új muszaki
elonyöket biztosÍtó
MÁS TULAJDONSÁGÚ ANYAGOK
A polimer jellegzetes tulajdonságait megszabják:
a) az ismétlodo egység felépítése
(elemi összetétel, kötéstípusok)
b) molekulatömeg és annak eloszlása
c) kristályossági fok (amorf, szemikristályos)
d) térszerkezet
funkció és felhasználás szerint:
a) szerkezeti anyagok (csövek,
gépelemek, szerelvények, habok,
fóliák, muborök, szálasanyagok stb.)
b) technológiai anyagok (ragasztó- és
kötoanyagok, lakkok, bevonatok,
surítok, védokolloidok)
c) egészségügyi, biológiai anyagok(protézis ek, gyógyszerhordozók,
speciális eszközök)
d) használati tárgyak, csomagoló
anyagok
e) egyéb·
3 O.
Muanyagok.alkalI~azásának elöny~i:
~.eloállításuk (térfogakevesebb euelgját··~
'(tiítiJ~t)
korrózj~ és-vcgyszerálIóságuk jó
kiválószigetelok (áram, hö,bang)
egyes képviseloik kitunoszilárdságúak
egyszeruen· alakíthatók;· autQÖJatizálható,
hulladékmentes tömeggyárt~uk
lehetséges
31 ,
- hulladékuk hasznosítható
Hátrányaík:
nagyobb·homérsékleten csak néhány
különleges muanyag alkalmazható
a bioszféra körülményei között
(DV-sugárzás, O2, 03) öregszenek
Összefoglalva:
a muanyagok a szerkezeti anyagok egyik
fontos családját alkotják (egyéb
alkalmazások mellett)
-. a világ növekvo népességének számos
alapveto igényét muanyagok tömegesalkalmazása nélkül nem lehet kielégíteni
Betujeles rövidítés: ptPP, PET
(1.1~3. táblázatok)
Muanyagok csoportosítása:
eredet szerint (1.2. ábra)
hovel szembeni viselkedésük alapján:
termoplasztok (hore lágyulók) és duro
plasztok (hore keményedok, térhálósak)
a polimer láncok alakja szerint:
lineáris, elágazó, térhálós (1.3. ábra)
a polimer láncot felépíto atomok szerint:
szervetlen láncú, szénlánc"Ú,heteroláncú+ a szénláncúakon belül az
oldalcsoportok összetétele,heteroláncúaknál a heteroatom
alapján is (1.4. ábra)
gyakorlatban betöltött szerepuk szerint
(1.4. táblázat)
l.t. táblázat. A polifnerek nevének szabvány [2J szerlnti rövidítése;
. Röyidftés .,\:tA>~fA-
Pl
PIB--.-...i.
PIR
PMJ
PMMA
PMP
PMS,POM
pp
PPE
PPOX
PPS
PPSU
PS~
PSU
PTFEll"l!ll'll 1
PUR-g\'AC
ll- ,,""
PVAL"', ,
PVB
P\,{:
Kémiai név.
Perfl uo~-aikoxr~alkán
Poliimid
Pol iizobu.t~l}~.Q9Iiiz:,buti lérPoliizocianurát
Pol i(n1etakri l-itni'd)..
Pol i(J11eti l-tnetakrilát,
Poli(4-nletil-pentén-1'Pol i(a-01etil-sztirol)
Poli{oxi-metilén), (poliacetaJ, :)01 i(ormaldehid)Poli ro' ilén
Poli(feniJén-éter)
Poli(propi lén-oxid)Poli(feni1én-szulfid) t
Po l i(,fen i lén-szu Hon)Polisztirol ,~ ilt··,~
P.oli szul fon
Pol itetrafluor-ctilérl,"i'.;. ti, ,
10 Iuretan;""/!'iF '''~~'., - ..---.- -
ÓJlj:;~vinil~as~tát)Pol i(vinil-~lkoho1)PoliCy inil-butirál)
Pol i(vin il-klQ~i.d)··
RövidUés'
CAeABCAPeF
CMeCNCPCSF
CTA
EeEP
FF
MeMF
PA
PAl
PAN-PAURPB
PBAPBrpe
Kémiai név
Cell u16z-acetát
Cell ulóz ~aceto-buti rát
Cell ulóz-aceto-p ropi on átKrezol-fonnaldehidKaroox i..metiI-cell ulózCellulóz-nitrát
Cellulóz-propionatKazein-formaldehid
Cellu lóz-triacetát
Etit-cellulóz
Epox igyantaFurán-formaldehid
Metil-cellulóz
Melamin..fonnaldehid
Poliamid
Poli(arnid-imid)
Prot i(akril-nitri 1)Poli( észter-uretán)Polibutén ..l
Poli( butil-akrilát)
Po li( bu tilén-ter~ftalál)Polikarbonát
~)J .~-P
1.1. táblázat.foly/atása
. '
PVC-C (CPVe)PVDC
-PVDF·PVfPVFM
PVKPVPSI
SP
UFUP
r
Kémiai név ;'Rövidítés
'PCTFE Klórozott poli(vinil-klorid)POAP Poli(vinilidén-kJorid)PE Poli{vinilidén-tluorid)
ePE; PE-C Poli{vinil-fluorid) .PEEK PoJi(viniI-fonnáJ}, poli{viniI-formaldehid)PEI Poli{vinil-karbazol)
PEOX Poli(vinil-pirrolidon)PES Szilikon .
PET Telített poliészterPEUR Karbamid-formaldehid
PF Telítetlen poliészter
Kémiai név
Pol i(UÓf -tritluor -etilén)
poli( dialtU-ftalát)PolietiJén
Klórozott polietilénPoJi(éter-éter -keton}PoJi(éter-im id)
. POli(etilén-oxid)
PoJi(éter-szulfon)Pol i(etilén-tereftalát)Poli(éter-uretán)Fenol-formaldehid
1.2. tábláZat. A kopolimerekjelölései
Kémiai név
Akril-n itriflbutadiéniakriJi.t
Akril-nitrillbutadiénlsztirol·
IAkril-nitriJIkJóro~ou pc,Het!lénisztirol
IAkril-nittiVeli:tnopropilén-dién/;ztirol~Akril-nitriVmetiJ-metekriIát
1·A~~l-nit~lIs~i •.oíl~.i1átIEttie.,,'etll-aknlac ...
IEtilérJmetakrilsav. EtilérJpropilén
1 Etilénlpropilén-dien ,!,EtiJénltetrafluor..etiiér.1 Etilén/vinil-acetát
IEtilén/vinil-alkohol
lTetr~~u'<>~-etiJénlhexafluc!-propilén
RlSvidftés*
A/B/AASS
NCPEIS.A/PE-C/S
A/EPDMJSAlM MA
. ASAE1EAK
E/MA
EIP
EPDM
ErrFEENAC
(EVA)ElVALFE?
Kémi.iob··MetakriiatJbutadiénlsztirol
Melaminlfenol-iormaJdehid
Poliéterlblokk-amid·SztiroUakrjl-nitrilSztirolJbutadién
.<
SztiroUmaleinsavanhidridSztirolio. -metil-sztirol·Vinil~íoridletilén. _Vinif-klcridletilénlmetil-akrilát
Vinil-kloridletilén/vinil-acetát
Vinil-kloridlmetil-akrjlátVinil-kloridlmetil-metakrilátVinil-kloridloktil-akrilát
ViníH:lorídlvínil-ac~tát .Vinil-kloridlvinilidén-klorid
RlJyid(t~
MSSMPF
ff;BA(PElPA-B)SAN
SIB (SBR)
SMAH (SIMAH)SlMSvelEVC/El!vfAK
VC/ENACIVClMAK
VClMMAVC/GAK
" ~
VCNAC
IVeNDe ..
~A zárójelbe tett rOviditések nem szabványosak, dc használatuk a szakirodalomban elterjedt
1.3.übU.uf. A=J.l. é:; 1.2. táhláza/haiH/em s::.e~pló múanyagok nevénekJ~a s::aicirodciomhan s=c·/uisosrövidítése~
Kémiai név
Poliakrilátok
[poli( akrilsav )-észterek]Pol;{uretáfi-karba:nid)Poliszulfid
Poli(vinil-etilál}
Pol i{vin il.•merit-<t~r)
Poli( vinil-etil-éter)-
Rövidítés
PAE
put(?SUOPVE
PVME
L~~E
Kémiai név
Poli( viniJ-butil-éter)Tenneszctes kaucsuk .
PoliizoprenPolibutadién
PolikloroprénButilkaucsukN ítrilkaucsuk
Rllvidftés
-~~~~ ~--I
IR ' .1BR ICR
lIR•
NBR 1.-
PoHetilén
Polipropilén
Poli(i-butilén)Pölisltirol ;.Pol ibUladién',' IPolikloroprenPo linkrilÚtok
P9li( akril-n itril)
?oii(vinil-aCeltlt)
Pol i(vini l-alkohol)
, PoH(vinil-acetál)-okPöl i(vin il-éter)-ek
PoliCyin il-klorid)Poi i(vinilidén-k larid)
Pol i(tetrafluor-etil éri)Poli( oxi-metilén)
.Pöli(fenil-éter)
Muanyagok
·1 Szinlet;kuSák 1J
. " ~ '_ . , _f " ---.Jo-_
Lé.P,C,s~i~oli"!~riZl\,'dOJ.. · 1', [LánCP01~~;ri.záCi~\ 1, "lemlékel ..... lermékdl••••. '. ,. J
Poliaddul,tumok:
Poliuretánok
Epoxigya nták
PolikQodenzátuDIOk:
Feooplasztok
Aminoplafizlok. Poliészterek
PolikarhouátokPoliumidok
Poliimidek
. PoiisziloxánokPol iszulfidok
PoHszulfonok
Állati
eredetuek' j
FehérjeSzárm,azékok
Növényi. eredetUelé
PoiiprénekNR
KeOléJlyítösz~irmazékok:
Dcxtrinek
CellrJlóz-SzármazékokCNCACABMeEeeMe
I 1'crrnészetesmakromolekulájú
I anya~?k kémiai átalakítás; tennékeí
, 1,'
) .2. ábra. A mÜl1nyagok csoportosilÓsa eredet sI.'1r;n(
u.J~
'I.jSze f\lell en
-nlllp l!\ncú ak
Szénhidrogének
OldalcsoportOldalcsoportOldalcsoport,O-tartalmúakN-tartahnúakS~tartatm\lak
OxigénNitrogénHalogén'
~
ej.~
l)oJiolenn~k:lE '>l'
'18,.S
}~t;"rlhi1trtklRf{IR
;BR
::PDM
PFPAEPVACPVALPVFM
, PVEPVB
PVMEPVEE
. PVDEEVA
PAN
ADSSAN ,
t
PVCPVDC
'CPVC
PVF "PVDF ..PTFECRePE
PE'í'UPPPEPOMpe' ;'EPCNCA 1
'CAllMeE.:eMe
. PA:
.PIUPMEPUR "PUKEP
,FcbérJcsz.attnazékok
PPSPSUPSUD
, Gumik
[5-'
~
. 1.4. ábra. A l1Iúanyagok.fi!oszIJsa o/o- és oldalláflcbafl falálhaló atomok .szerint
','"
<ol.
1.•3.táIJJsiZllL A fobb pölimcrcsoportok néhány JeHemzojénekösszehasonlitása. (Tr az Uvegescdési homér-séklet,T;nu kristá!YQ$olvadáspOnl) .
fo Iyá s
ru g nlm~ s
Termoplusztikus elús.%lomerek '
viszkózus
Iá gy.
Gumik·
lágy,rugalmas
surutérháló
kemény, .rideg
lincárisvagyelitgazÚrÚakromoJeku lák
If---------------lf!1agas 11o- I viszkózus t á kémiai a kémiai bom- iI mérsékJetcn .. Ü)lyilsbomlás lás homérsékle- I
:! ho.mérSék- léig rugalmas ./'i! Jeléíg
i i szilánJ J---'''--- -----.- •••- •• ----- -----.-. - ...--- ••• ---. ··--.,.,.---~------·-,.....,.,.,....-~~,.~ •••••••••••• ·~"':"':"'~ ••••••• ~- •••• ·~·.:.-- •• ~·, •• ~·'_"':~, •••• 'c " •• "',_.,.!!!,:",,, :.~".'
---.-----r Hm M u n Ilya B o k:"~ , ~.
r .' , höre l~gyulÓ "'hMe k~menyedo j_________ ........,.._- •• :.r~.,._ ...m __ "_~., "".=,,> ~.._._,.... .L,.l .. ,1.
. , ritka térháló I kUlÖnbözotÚl~jdCt1$.8ú
, ~H' I s~egmcnSC'k ('~~~~.~~~) .
tlrnorf ./1Jag)'. ke.m~n.·..y szegm..ensszegmens·'c .•. '-- ..•
amor[' amotf' krístályos
T,<: --25 °C-·.-'-./ :: ::250C I T.»25 oc T..»250C
Fizikai szerkezet
Kémiai szerkezet
11ImOl'ffkriSlálYOS/ ..amorf. 1-· .... : •.. ··1----
Átalakulási llomérséklet I Tg»25°C /Ttll»25,OC
F szobaho- I kcmény,sÚvós vagy
I fokon i kerilény. ridegJellemzoviselkedés
\...J-,J
C>G:
1,4. táblázat.Amtianyagok c.~opor(os;tásaa gyakorlatban belo/UJtt szerepük szerint -
Tömeg-vagy stand!rdmüanyagok
PEpp
-PS
PVC
\~)
CO
~Iuszak.i muanyagok .
PA
É@(P8T) pe.PAE (PMMA) POM
PANABSSANstb.
Speciális nlüanyagok'"
Fluor muanyagokPSUPPS
PPE" PI
stb.,-..: .
,.
..~
,.'.'
. Térhálós müanyagok
PFUl:'•••
MF·
UPEP
PUR -
Gumik (SR, IR; UR,
PIB. CR, SBR, EPDM)
Jca:,j <y.tt
-~~2-'
-d
4-0~
-:>
::i~
Ú)tfl U J-&41< ú>tUoLI~ ~
wOl
~ CIM
~~
41.
~LIA ~A·RTA·$IE.X TauoJl\LIl s••••L
IKALANDERElES
43.
r
Oldatból t
Kémiai átalakítással
Viszkóz
Szálképzés1
Koagu láltatássalPAN
Ömledékbol
pp
PA
PET
Fogaskerékszivattyú
Polimer oldat
3.25. ábra. Szálképzési módok
Szúró
Mosás
Szálképzo lap
3.26. ábra. Nedves szálképzés
PANDMF-ben oldv~ { o
Fogaskerék-szivattyú
Meleg gáz(levego vagy nitrogén)
Futés••
Szál képzo lap
Fütököze~
Gáz + oldószergözö"
o ) A szálköteg (kábel) további feldolgozásra
3:27. ábra. PAN szál gyártás száraz szálképzéssel
t t tS2ALKEPZ~ES
of
I ,OLVADEKeOL.
Me.GÖMLESZ.TETr1"ER.~OPt./asz.l
HIDEG--I--E\Ie:.6
••
4-J,
Üregestest-fúvási' 40Ál f.
SzálgyártásIS°/O
Egyéb80/0
Elasztomer feldolgozás10°/O
Fröccsöntés23°/O
Habosítás6% Extrúzió
34%
"'"
:)
~
.~
o"
" .
3.3. ábra. A múanyag:fe/dolgozási eljárások mc:gosz/ása
MUANYAGOK ADALÉKANYAGAI~.~
mÜtmy~g..Jl~)imer + adalékanyag(ok)W
SZ~f~IP.:luJajdonságmódosító,feJdoJgozásj avító,árcsökkento
adalékolás: ált a polimer feldolgozásakorritkább an a monomerekhez
JJpusaik:
toltoanYtlgok:
olcsóbbak, kiváltják a polimer egy részét+ egyéb szerepük is lehet (pl. erosítés)
(aktív töltoanyagok)
szálas erosítoanyagok: vázanyagok(üvegszál, szénszál)
+ polimermátrix~
szálerosítettkompozitok
jellemzo töltoanyagok:
korom (gumi, UV-stab.)" , ..+ eroslt IS
mészkopor (kréta) \ ry--Ji~Y~-\N-J(~J
szilikátorlemények(talkum, kvarcliszt)faliszt
AlzÜ3, BaS04 stb.
- lágyítók: rideg termoplasztokhoz keverik
csökken: keménység, Igno: hajlíthatóság
nYÚjthatósághidegturés
pl. lágyított PVC: mubor,(foleg ehhez haszn.) fóliák
legjelentosebb lágyító:dioktil- ftalát
/bisz(2-etil-hexil)- ftalátlakár 40 ...50%!
más ftálsav-, ciklohexándikarbonsav-,adipinsav-, foszforsaveszterekis
Iágyító ip.-ja > 200 OC!
muködés: pol.-pol. kcsh.-okegy része helyett pol.-IágyítÓkcsh. ~ intermol. erok csökk.
szerkezet lazulmikro-Brown
mozgás könnyebb
ez ún. külsolágyítás
más lehetoség: kopolimerizáció
(tkp. belso lágyítás), .ill. keverés, .Ötvözés elasztomerrel
hostabilizátorok: - bázikus Pb-sók
(Hel-akceptorok) - szerves Sn-vegyületek- Ba- Cd- Ca- Zn-, ., ,
szappanok (sztearátok)
feldolgozás közbeni autokatalitikusbomlás megakadályozására
PVC + ho + 02~
polién-szerk. + Hel -7 a stabilizátor megköti
- égésgtitlók (Iángmentesítok): 5-15%
- szerves brómvegyületek(pl. dekabróm-difeniI-éter) dioxinveszély!klórozott paraffin: ·ke\'ésbé bomliktrikrezil-foszfát
-...5zervetlen anyagok(Sbz03, MgO,. Mg(OH)2, AI(OH)3)fejpuffadnak, felhabosodnak a keletkezo
r . r,zt·· "1 ~ 'd" ,:ylZg0 ..•Ol7Ve ozonaúD. intumeszcens égésgátlók
- csúsztatók,formaleválasztók:
feldolgozási segédanyagokömledékviszkozitást csökk.,
ill.a formadarab kivételét a szer
számból megkönnyítik
pl. fém-sztearátok (Ca-sztearát),zsírsavészterek, sziloxánok
-. antisztatikumok:
elektrosztatikus fe·ltöltodést csökkento,töltése]vezetést meg~yorJítóadalékok
felülé~f\t'~~~~~\'!.~ammónium sók" Na-alkil ....szuJfonátok,zsírsavészterek, glicerídek)
aIk.: muszálak, muanyag padlók
szervesek
(0,01 ... 2%)bonyolultmolekulák
(pl. azovegy.)
- színezoanyagok: eladhatóság, esztétikumcéljából
szÍnezék: a polimerben oldható (szerves)pigment: " oldhatatlan
~
lehetnek szervetlenek,(2 ... 10%)
pl. TiOz (fehér)Fe203 (vörös) .stb.
mesterkeverék: nagy pigmenttartalmú (akár 50%) polimerpigment keverék _(a szÍnezendo polimer kishányada)
~
szÍnezéskor a polimerfo tömegéhez keverikegyenletes eloszlatás
vagy: szervesoldószerbe,ill. a megfelelo oligomerbekeverik a színezoanyagot
b ·Z·' ·k " d"t- sta· 1 lzatoro : a m~l1-y~orege ese(O,01 ...2%) késl~Lt~tílt€dJegradáció)
DV .t.'." 1:. 1"1&.- L...~: .... ' ., , 1k' . 'k··-~enyelnyeJJ()~: l~~ne•.glava a a ltJa a., .... ,sqg.zast
korom (gumilil0e:)í·szalicilsav-fahéj sav- szá111nazékokbenzofenon-
antioxidánsok:
al primer: az ox. során képze szabadgyököket köti meg (gyökfogók)pl. aromás szekunder aminok,szubsztituáltfenolok
lánc elágazásátmeg
-ekhez szüks.
TERMÉSZETES KAUCSUK (NR)
Növényi eredetu: Hevea brasiliensis tejnedve (latex)
Latex: enyhén lúgos (pH = 7,2) kémhatású,kb. 40% kaucsukot tartalmazó vizes
diszperzió (+ fehérjék, zsírsavak, szteroidokstb. -7 stabil kolloid rendszer)
levegon pár óráig stabilis, majd koagulál(sav hatására azonnal); lúggal stabilizálható
kaucsuk összetétele: cisz-l,4-poliizoprén 98%
3,4-poliizoprén 2%W
CH2CHI
C-CHII 3CH2 In
~ 70%-át gumiabroncs készítésére haszn.(radiálabroncs legjobb alapanyaga)
~ az összes kaucsuktermelés kb. 1/3-át adja
az NR (2001: 6~7Mt), a többi mukaucsuk
C CH CH2
izoprén (2-Me-butadién)
n
cisz-l,4-poliizoprén
f 1
kaucsuk n == 8000 ...30000
SJ
transz -1, 4-po liizoprén
guttapercha II 1000 ...1500·
56,
vulkanizála tlankaucsuk
vulkanizáltkaucsuk
51-.
'1•
CH--
1 J
H2,--CH=C-CH2-···HzC--C=CH-CH2- .. ·
bH~J
C~ C~I I
'''-CHz-C=CH-CH-Sy-HC-CH=C--CHz-'"
...- -CH?-cH=c-Lr? HJ-C=CH-CH?- ...- I -~- I -
CH3 CH3
Csak az interinolekuláris kénhídkötés elonyös!
CH} HI I...- C-C-· ..I I
H SH
ZnG!
+ szerves gyorsítók
CCN~I ~C-SH~ S
vulkacit-C
(j.1- merkapto- benztiazo 1)
[ (C2H5)2N-<_J~nvulkafor-VI
(Zn -dietil-di tio karbamát )
•
Egy tipikus vulkanizálási recept:
kaucsuk + 30/0 S5%ZnO
1% gyorsító, tölto,, "es. SZlnezo ag.
1% antioxidáns140 oC, 30 min
antioxidáns: lassítja a gumi napfényés levegohatására bekövetkezo öregedését(pl. aromás aminok)
töltoanyagok: a gumitárgy fiz., mech. tul.-aitjavítják(karom)
puha gumiárukhoz: lágyítók(vazelin, paraffinolajok, sztearinsav,olajsav, trikrezil- foszfát)
vagy: közvetlenül a kaucsuklatexetvulkanizálni a megfelelo adalékokhozzákeverése után
II
•••
vékony, puha gumiáruk, szivacs, fonál
S 3 .•
poliizoprén mukaucsuk (IR)
monomer: kinyerheto krakkgázokból,de foleg szintetikusan gyártják
oldószeres polimerizáció (hexánban)
Ziegler-Natta-kat.: cisz-l,4 < 98%metallocénnel: "> 99%
(3,4-poliizoprén kíséri, de transz nem!)< 1 milliós molekulatömeg
a természetes kaucsukhoz (NR) leginkább hasonlószerkezetu és tulajdonságú szintetikus elasztomer,gumiabroncs gyártásához ált. 1 : 1 arányban keverikoket
6 o.
2-2. t'blbat. A múkaucsukok fejlOdésének fobbállomásai
, Esemény
A természetes kaucsuk C.Ha empirikus képletének felismerése
Annak megállapÍlá.~, hogya természetes kaucsukpoli(izoprén)
But/erov az izobutilén-polimerizálás lehetöségéttanulmányozta
Wallach megfigyelte. hogy az izoprén alkohol ésfény jelenlétében kaucsukszerúanyaggá alakul
. átI Az elso poliizoprén-szintézis1 KOlldaktov megfigyelte, hogy a 2.3-dimetil-buta
I dién megfelelo körülmények között polimer-: szeru termékké alakul át1 Lebeg}'ev butadiénból kaucsukszerü anyagot ál-
Utott elo .Az elso múkaucsukgyártásra vonatkozó szabad a
lom (Hoffmann, polüzoprén)Az. ún. angol iskola (Perkin. l\fallews, Strange,
Ramsay stb.) kidolgozta az izoprén é8 butadiénmonomerek szintézisét
Az elso metilkaucsuk-tétel legyártásaI Megindult a metilkaucsuk üzemi gyártása (l9IS-ig
tartott). Az 1. világháború alatt Leverkusenbm2350 tonnát álUtottak elo
A polibutadién (••szám-Bunák") gyártásánakkezdete
i A polibutadién emulziós polimerizálásának meg-oldása
Felismerték a cisz -transz izoméria jelen tóségétButadién +sztirol kopolimerizálásaButadién+akrilnitril kopolimerizálása (a gyártás
1934-ben kezdodötl)Megindult a polibutadién-termelés a Szovjet-
unióban .Polikloroprén bevezetéseBuna S jelu SBR-gyártás kezdeteNémetországban már több, mint 37000 t mú
kaucsukot állltottak elo koszén alaponAz USA mükaucsukgyártás megteremtésére irá-
nyuló kormányprogramjának kezdeteA butilkaucsuk-gyártás megindltásaA szilikonkaucsuk megjelenése .A sztereospeeifikus katalizis felfedezése. Etilén ++ propilén kopolimerizálása (a gyártás 1961-ben
kezdódöU)Cisz-poliizoprén és cisz-polibutadién elóAlIItása
különbÖzo katalizátQrTendszerekkelKifejlesztették az etso fluorelasztomer-tipustKlórozott bUlilkaucsuk bevezetése. Az elso év, amikor a világ múkaucsuktermc:lése
meghaladta a természeteskaucsuk-termeléstAz elso termoplasztikus kaucsuk megjelenése
(sztirol-butadién alapü)Brómozolt butilkaucsuk: bevezetése
1826
1860
1873 - 18821881
18921900
1909
1909
1909 - 1910
19111915
1926
1927
192819291930
1932
193219371940
1942
194219421951
1954 - 195619571960
1965
1910
ü'1l-----)
POLIBUTADIÉNEK (PB)
Oldószeres polimerizáció (Z-N-kat.) pl. R3AI + Til4 zömébencisz-1 ,4-PB
(NR-hez hasonló téralkat)
Fh: SBR+ term kaucsuk ---+ kopásállóságotbeszakadási szilárdságotgyurodési ellenállást javítjakevésbé melegszik, hidegben rugalmasabb
USA: 80%-át gumiabroncs gyártásra20%-át ojtásos kopolimerizációkhoz
(ütésálló PS 2-1 O%-a PB)
-ECH2-CH=CH-CH2f
1927 ~
1997: 1,66 Mt (11% )
emulziós kopolimerziáció
5ZTIROL-BUTADIÉN KAUCSUK (SBR).
/ "hideg" - +5 °C*
~ "meleg" - +50 oCemulgeátor: Na-sztearát (-50/0)+ iniciátor + módosítók (-5%)
*nagyobb kopásállóságú, nagyobb moltömegu, jobb dinamikaijellemzoju
oldószeres kopolimerizáció (hexán, ciklohexán)adalékok - 2°~kat: BuLi
akopolimerizáció leállítását követoen,az oldószer ledesztilálása elott: adalékolás
FH: 750/0-átgumiabroncsgyártásra (PB-nek) • vulk.
ü\I"-J
CH-CH2l.1CH2-CH=CH-CH2
JJ= / ~~x
1,4-cisz 1,4-transz 1,2-
1928~
1997: 3,3 Mt (210/0)
n» m
ETilÉN-PROPILÉN KOPOLIMEREK (EPM)
Oldószeres polimerizáció (Z-N-kat.) pl. R3AI + Til4
(hexán: Z-N-katalizátorok) + újabban metallocének is
A termék nem tartalmaz kettoskötést: ózonálló vulkanizálása peroxidokkal
C"J')
eJJ,
CH2-CH~ 1. CH2-CH~ I ~n
CH3
Fh: tömítögyüruk, kenoolaj adalékok
1861 ~
1997: 0,7 Mt (4,50/0)
x
PI,:
EPDM(etilén-propilén-dién terpolimer)
Itt a dién:
CH2-CH2 'm
CH3C~
CH2-CHI
CH31 n
CH-CH/ \HC-CH2-CH\ /
CH2-CIICHI
CH3--Jox
5-etilén-2-norbornén
kiváló hideg- és ózonállóságú, hagyományos vulkanizálással is gumivá .alakítható
~ 1997: 800 kt (50/0)
-y,
NITRILKAUCSUK (NBR)Akrilnitril/butadién kopolimerek
Emulziós kopolimerizáció ("hideg", "meleg", szakaszos, folyamatos )
Szénhidrogéneknek, kopásnak jól ellenállnak, jó gázzárók
CH2-CH=CH-CH2lfCH2-CHm I, CN
--..Jnx
Fh: olaj-, üzemanyag- és vegyszervezetékek, tömlok, tömítésekpolimerkeverékekl polimerötvözetek pl. PVC, ABS ütésállóságot növelilatexként: szigetelopapí rok, ragasztós címkék
1834 ~
1997: O,3Mt (-20/0) Perbunan® (Bayer)
Hátrány: C=C-k miatt forró levegore érzékeny
Rh, Pd, Rn 1 kat. H2-ezéssel telítés (nem 100%-ig!)L.vulk. hatás
HNBR (nitriloszp.-ok maradnak!) 1500C-' h'" II'Therban® 1981~ 19 oa o
Felhaszn.: olajipar (fúrótornyok), autóipar (vezérmuszíj, tömítések)
forró lúgnak, goznek is ellenáll0\ teJ] masó-, és mosogatógépek, kávéfozok tömítései
POLIKLOROPRÉN (CR)Monomer: 2-klór-1,3-butadién
Emulziós polimerizáció: gyantaszappan (emulgeátor)alkáli-peroxiszulfát (kat.)kén
Jó kopás-, napfény-, ózon- és idojárásálló, kemény, nem gyúlékony
Fh: ragasztóanyag ... huzalbevonatok, kesztyuk, tapaszok, fogasszíj kerékpárhoz
1932 ~
1997: 0,3 Mt (-2%)
CII
CH2-C=CH-CH2n
D)c7"..,
1,6-hexametilén-diaminnal térhálósítva: neoprén
n
CH3I
CH2-C=CH-CH2
m
CH3I
C-CH2I
CH3
BUTILKAUCSUK (IIR)izo butilén/ izoprén kopolimer
Oldószeres polimerizáció, metil-klorid, -100°C; AICI3 + kevés H20~
H+[AICI30H]-~
pol.-t megindítja
x
jó rezgéscsillapítású, jó vegyszer- és nedvességálló, jó ózon- és idojárásálló,jó légzáró
Fh: abroncsgyártás (-75%)(belso abroncsborítás!)lassabban öregszik, de kevésbé rugalmas, mint az NR
1942 -t Klórozott butilkaucsuk 1960 -t
Brómozott butilkaucsuk (polimeranalóg brómozás)
1970 -t még kevésbé gázáteresztök
0\:iJ
0'\C::P
SZILIKONKAUCSUK
jó hideg-és hoállóságú, jó elektromos szigetelo elasztomerek
CH3ISi-QI
CH=CH2 'n
Mechanikai és villamos tulajdonságaik csak kismértékben változnak ahomérséklettel
1942 ~
0\LG
TERMOPLASZTIKUS ELASZTOMEREK (TPE)fizikai térhálóval rendelkezo
sztirol! butadién ! sztirol blokk..kopolimerek
I__ ~~_II__ ~ I I ~ __ I
1965 -+
2002: 500 kt a világtermelés
TERMOPLASZTIKUS VULKANIZÁTUMOK (TPV)
kétfázisú szerkezettel rendelkezo elasztomer! poliolefindiszperz rendszerek
az elasztomer ..fázis legtöbbször EPDM
ha a diszpergált gumi nagymértékben térhálós, akkor stabil morfológiávalrendelkezo, elasztomer jellegu anyagat kapunk
--+ újra feldolgozhatók
--+ a hore keményedo gumihoz képest olcsóbbak
--+ mind fröccsöntéssei, mind extrudálással feldolgozhatók (pszeudoplasztikussajátság)
POLIÉSZTEREK
a foláncban észterkÖtés, heteroláncú polimer
tÖbbértéku alkoholok + tÖbb-bázisú karbonsavak
polikondenzációja
-lineáris poliészterek (PET, PBT)
- telítetlen poliészterek
-. alkidgyanták
TELÍTETLEN POLIÉSZTEREK
(poliésztergyanták)
DIKARBONSAVAK + GLIKOLOKW
a foláncban kettos kÖtést tartalmazó
polikondenzátum
ezt pl. sztirolban oldjákW
folyékony poliésztergyanta(félkész termék)
~
kikeményítés (térhál ósítás) utánTÉRHÁLÓS POLIÉSZTERGY ANT A
1-0.
/ /
POL((ETILEN - Ti::REFTALAT)
(PETN)•
POLl(BUTILÉN - TEREFTALÁT)
(PBT)?)
n
o o
o-g-<O-~g-O-(CH2)4
n
f
TEL,rE.Tl~N•
POLIES2TEREK (UP]" It,) '.
POLI kONDENZACIOVAL ELOALLITorr TELITE"TL€"NI ,
L~NCU POLIMEREK E5 LEGALA'BB EGY kOMOlVOME"R
TERJ-I-~L6S 1<0'PoLI MERJ E,
HC-COOl+ H-C, //0»c- COOUO
IIII
CII
@r~>II 'o H-C- COOH-
c/tfO'OC eu.
J.l.C/ ~o1\
O
molei .,sa \1
1'-1 SAf<,.vmóvsavFSA
C H2..0f.l.
\
CUz..oH
et"1~91 ikol
H- O-C"'-. -Oz..-O -Cu.4-CH-L.-oH
d j e..~'(e...,g , j IGe t
l+O-C~~-~oU-1. 3-prop; leng I ileo'
sz-~~o\
S
ol'
C 1+2..== C- C.-a-cJ.l.3l
C"J
,me.é-iJ- ~t(ú.
MMA
o~ II
~=c-o-c-~
,vi t"\Á 1-~a.:k.
vA
IPOLI ESZTEREK
(UP)
o H O H H
II I II I IO-C-C-C-C-Q-C-C
. I I IH H H
H-C-H. I
H-C1
I
n
ALKIDGY ANT ÁK
dikarbonsavak + kettonél több értéku alkoholokpolikondenzációjával képzodnek
ha a dikarbonsav ftálsav (ill. anhidridje): ftalátgyanták/egyéb: maleinsav és anhidridje, adipinsav, tereftálsav/
ha az alkohol glicerin és ftálsav a másik komponens:gliptálgy anták/egyéb: pentaeritrit, (HOCH2)4C/
Térhálós felépítés vázlata (D = dikarbonsav, G = glicerin):
I-G-D-G-D-GI ID D
I j-G-D-G-D-G-D-G--I ID DI I-----G-D-G-D-G-
végtermék: erosen térhálós, oldhatatlan, színtelen, rideg anyag
közbenso oldható termék: lakkipari alkalmazás
elterjedtebbek a módosított alkidgyanták
POLI ~.ArQ.8ONA~(At2.0M AS pou Ic:::At2.BONA'-roJc.)
eu] o CK3i- Illi:- I{..l O-@-C-@-O-C O-@-C-@-oul n 1c»~ 013,
?OL\ KA1<80NAT
a~IHO-@-C-@-oHl
R
-CM-3
-ez,. J4..s
-c,?> l+'1-
-@~ ' J"
I ~ YY\e.vev \ ~i\lj I a \o.,k:.i:o...vi:o , S"Z..I\105 ~~O"-)
•. lJ.' , , , IU.~ so IIOSO ca u."-. ~ va 10 o- - -100 co c.. - .. + 1"t.O oC
tClAf -tom d~ bC1A1, . ~ ~ k:..: oLt::ó .
sü~~i.:a: 1,1,0 91""" , " ,~~loKi~d'aa. ~ ~~-ho.;iU~ s-J1OHdsocaa. ~--: o-
J "1" --_a.. • .J.
POLIAMID 6
(PA 6)
oII
-t-NH-(CH2 )s-C-l-n
POLIAMID 66
(PA 66)
POLIAMID 11
(PA 11)
o.. II
-t-NH-(CH 2)10-C-+n1-6.
PUR
A POLIOLOK'l'f16f~Q. .f\.u1kclooaliidSQ
IA TEI2ME:K
~nas~tdsct
32.,-S IC 10
2.-~ x 102.
< 10~
2..-3
3
4
3-6
e(asz..-k>-me.v
Ö~QI\io.
be,\Jo~
[vu9arma~]
} f-/Ilg _wevl,abhajW~hQb
[fJlíg me~vl
LPOXIGYA~irAt-<1:- .,-levhd,ó~~ po'lQdd""'~molc..
I I '"Ll ,· "-. ..t • • ,avoma ~I a 'TU 6 PO' C"t'C.N .Q.A'lC e.....po~ve 'a<:$0 -
~Ico( • $ I~c.m~~ hid.NoJC,jlc_'&tM ~40 .... 10
n~o.-nd ~ al k:.Qlma-z.6 ~ ~t i!..U( , t.e..a.~s~k:. Ifto..-kis&~n.a...m ohK1S'2A-kaA-b ( old6~ "'U.NV\ oJd6dó~rnéfc. ala.'ot-.t Ic..;
,, -. ~ OL~I\) A-LhPu
t1 •. 2..u~O
~ •...hdl~ tM~k..,
oJ cUka.NboM5aVQA1k.Jc:f.AAcIJ. (FSA-{ l"(~A-)
·-
Cu-zO'l.~
p; •.Jd i~
(~O\uO\)
+02-
POU (-FENI L&t-J-OJt, 1))
(PPO) r-fTtR (PPp)41i~?.3
@tot<:.4,3 11.
@ : Lil'1e..6v"S. poli' meN 1'1n 't 2.0-'30 ~
t-16oos' I UI I V":L..TOZ.hTA: C PPO ;-1>5) -0/ NOe.'f l-C -tQ6C.1)• , f· I / I
On:.SALLOSAGA ~/VALO
, I ( . <' .),1HE2E~~SA -Lto .00' T-IS'öC-~ t:...1\JALo,
I-HDI2OL, USSE1- S2..Et-t"sE1\) STj4.~JLI5
DIELEK TJ2.CHOS TUL. lt:-fvÁ '-ÓAK
ÖN~DL.-6CS.A~ A12.oM~S-é.n cc.LÓ2C'Z..dTT sz-É.'NM. OL.DJA'K
@1S~S;2Gf)~
•••••
kAPTONII - =J::1 L.M
VESPE'L
pl
::poti itn idHÖ2.E \LEMENYE~ MÖS~AK.f MÜANYAG~
A~ ULj)·6 ~~SR 6"LP~RO U)'GT~ Tl4sA KÓti1:;N 1'?DV~'BB1 V~bEIif\:SA.~~lSALI'fL..A~~L kl A VEGt..E~5 FOLJfvii=~ Sz.e-y<"k,.~Q:J
(-=F~L0t:i?A-N J ) Mf:G-0LY/tS2 TAN. J N's-Mt....E·.t1~T)
_ I2.SN'Dk:..,'VÜL NAGY l-tÓALLÓSAfG (2..snc ~Ve.kl<3)300 ... L,~ Oc h~ho.!rut he'..t
400 h. Ltso·c hEthci~ dro..)-==".. k.OPÁS~LLé><;ÁG J öNk.ENd ~t=LLl:G
KCiLÖNLEG-ES =FR7:>OLGO:r:. HATÓ sf/G. (+oRN-A TEST, FoI<.eACSOL~~,~
PL ~K~'5~. iE~.M,t~~K
:Du..l'o1\i:(O-SA)
Ni-n:o tle.c-bric Inal. (d-):Du.."Pord~ (USA)
8 o.
POLIIMIDEK
oIIC-OH
n
n
n
pi ra,....,ell i-t: savct i()...r\nid-'" id
n
o OII II
/C,,/,\/CN Iaj 'N <OrO~"C:V'c/II lJo ()
poli imidMn "'- ..•S -55 ~ b l- ,
POLI/Af""D-'MfD /-ek
n
TRIMf;LLtT SAVANH'DRID és AROMAS D'AM'NOK
2, OtAJ\JH-IDlLIDa:. -+
3, DlAl'-1IDoK. + AMIDCsoPo2:rQI:::AT ~1?-mLM~zb AN~Dt2'DI
@...,.. i-1u:zalzomd ••cckC 2.2.. ~ t -.,., 20. ~ ó.:.:t "':v Ic:..l )ft· OldóSZQ..vdflósd~~-td~~~ L-A-bcb~ la:..d~d9 'CA{.J~.:jÓ.e... +Ö~ , '- o l~
MA'JL~IVE:\IeX; T012.L..C>1\J (.~-~/L?S~)RI+ODE+-TAL (~hon- Poule.nc,+=-)
C.1Sald.e.K ID)
PAl
~o! iCamid- -mid)1/ , I // /1
AMOR.~) \-lORE LAGYULO MUS~AI(\ M\JANYAG
I J '" , (
- klYALO HOALLOSA<3- 200 ... 220°C (2.GO ... 300°c)
HI'DEGALLOSA'G (- 200°C ig )
NAGY MECHAN\KA I S~lL~R.1>SAIG
K1VALO KOP~S~LLósA'G (+T~LON, GRAl=IT II5V'R.Lót>~sr TÉ'NVEcO O,02.-ig)
AROM~S ) TOV~'BB~ KLdRO~OTT Es +LU01<O~DTTSZ!ÉNH I'D'R..OGiéNE:KNEK ELLEN·P/LL
=FEL'DOlGOrA)SA NEH É=r:.
(~OLÁ~IS OLl>d~ER.E:K:BEN pl. N- me.iil-plrt"o/idíl\beholdhaió )
N EM ~TLÁTSz::d
I>R~GA
900C-os vr'i:.be.n kb. 5% vi~e...i Ye~ fel .....•h($cllldsá9a k:J.,. 1(}O°c-ltll csoK.ken
TORlON Arnoc.o CherníCCtI ~ C US A )
••
IIo n
- , ~ ./
HOALLO POLIMEREK TARTOS,. ,. ./././,. ./
ALKALMAZASANAK HOMERSEKLETHATARA
.// ./ ./
HOMERSEKLET (OC)
O 100 200 300I I I ,
PI-PEK
PEEK
PAl
PPS-PES-PSU-pePA-PPEASS
POLISZULFONOK
poliszulfon, Udel
n
poli( éter-szulfon), Victrex
n
Ob.
P5LJ
t>ous~ulfon
TERJVfOPLAS~TI KUS i AMOR1= Md~l"K I M~ANYAG-
- NAG-Y Hó'A'LLdSA'G (}OZlEL IS STE'R\LI~A'LHATd)- 10 VEG-YSl:E'R -1\LLÓSA'e
AlTLKTStOI
NEHE~EN eG
DR~GAMERSE-KELTEN l1A3LAMOS po. ~PSrÜLTSEG~O~R~IÓR.A
N~G-Y +EL1)OLGO~~9( HdMr::R'SEKLET
l.A~LLLg::
uD.EL
utLTRASo.NS
~AT' el) LAmQ(Q Chf.tn.}
Amoc.o C~e:~Ic.ods (USA)"B~S+ ("1))
D l-PENOL AL~LI SÓJ A of- J\:1Wt-fÁS D/H-AL..C:>E.El'V/P'POLI l<::.(:)1\JOElV'2.A'C4ÓJA'vA L
(130 .....-1L(O°c. i D~ SO v· 1 t:. r12.Al-1enLÉ1V ...•S2.LJ~1\J
. '~'. ~3. t@-~-@-O-@y--@_.OO. ~. 11
•. Ipr \....tGJO'BBS2E12Ja:2tTI AKJ\rAGOIC. t::úZ-E.
TA--R.-TDL.-NA-K:. . 199;-' 1" ó..;.l,-J.'",.(Pw~'; ..~.._..7,·_.•"k~··,;O;J\Af'~ · ~.~ -r~~~"' 82 .1.000: 2S~ C~)
PE5U
PoH (~{e.r·-. S~U '-fon)•
NAGY H6A'LLOSAG-Ó ,AMOr<+ Sz:ERkE~ETU MUSr.AK/MllANYAG
- NAG-Y ttó'A'LLÓSP!@ (-1800) 2:?>O°c..)
MER.EV (--100·~ ... + 2.00 oc)- klTdNó' S~IGETELd TUL-A11)ONSAG-
Ai-LATS'!O (-e.hY he'h bot'os-ltjdn S2:1'n& )
- V'~GÖz:NEK A50°C-ig. ELLENNLLHÖTAGUL~SA kICS'
- VEG-YS'i.ER ~LLOS~GA KÖz;EPESN EL --a-o~'B
ÖMLE'DEKVJS%:KO~IT~SA NAGyf'PO3'~R.Á4:,;- ~LLóS-ÁG-A GYEl\l GE
'DRAGA
SUMlPLOY
-'\AL.?~ULIR /It.saNV\CTR:EX
EPE"S
~u.:ft,.imo'to C.h~.
Ml'CA.U· TO~
:e~s+tC·l
(3-)( 3-)
t:!) )(~:B)
· ,POU 1~E.N'LEN-sz.UL"'DI
PPS
n 0-<0>-0. + .,
p-d ikley-benzol
Noz.S ~ 2.••NoCL. ~sl-~ -L~ J '1
po Ii Ifen.Á 1~-s"Z..ul.f1d I
Edmonds ~ "ill CPhiJlips P~.Co.) [1q-13]
R't TO'" 3G e-ll~
2900 C WHA( í ~mOp'a SZ;{rlfcu.~,n.a..g'j l::-Yis:-td~os ....sJgL., hödflÓ I 1&"9 dlló f ~ '8 o·c ~ s-bctJr-)1 ~CU'Uc1D.9
(-to.N-t:Os ica~~be vé-be.t. ~2.300 C~
~+'V-jl ü.~ldAd sd<3a. k.Ö~
~ ~~.JL~~?Á.~" (be..\)o~oJ;)
PPS
SlEl'v1lkRfSTA'LYOS) NAGY HcfA'LLdSA'GJ MJ'~l.Aklu
MUANYAG
- Rt=NDkl\/ÜL NAGY HOA'LLOO-PfG (200 240°C i-2.~O ~OO"C )
- KIVA'LÓ VEG-Y5~ER.~LLÖSAQ., TE"S"l-ÚLTSe'G kORRÓtldNe::M LEP =FEL
, ó "- Ar EGYIK LEGNEHE~EB'5EN EG MUANYAG
- JOL íA'RS,'THATÓ
- SOK=FEL~ MÓDS~ER'REL STER1LJ~A'LH~Td
- ID01-A'RI\'S ~ILLd
DR.A'GA
N EM ~TL-AfTS~ ÓÖ' , .J.CSAK NAGY H MERCSEKLETEN ":DOLGo'l-HArv 'FEL
LARTON
P)'RO~\ 'R.YTONTEDUR
lÁTt (1)M(cM.b\si (3-)Phi lBps Pe.ttoleti.~ Co. (. USA~)BQ...ye.r (.D )
/APOLl (ARll- ETER- KETON )-OK SZERKEZETE
~
;-)
C+ PEK\1
0-1n
CT PEEKII
O..J n
C+ PEKEKKII
O-J n
POLIURETÁNOK~~-----~ ,------~
,'" •.. "", ....•.., •.. , ,, " ,R f..N+C~O~R'
, l' II t I
I I I ,, 1 1 ,\ \ I ,
'. H. '. Q,' ", ... \ I I,. '. I I
poliamid "'",-- ..~'>~:'------_/ poliészter
1995=>6,5 Mt
O=C=N-R1-N=C=O + HO-R2-0H
1poliaddíció
f··C-.N-R1-N-C-O-R2-0t· ·1\ I I \1
OH HOn
lSU-J
lágy tfpusú habok
rideg habok
kárpitosipar
építoipar1 cm -23 cm téglafal (hoszigetelés)
15 cm blokktéglafalélettartama: 50-100 év
OIlZQCIANÁ TOK
-7 aminokból foszgénnel
-7 cianátokból kloridokkal szulfátokkal (Wurtz)
-+ savazidokbóllebontással (Curtius)
MOI 4,4'-difenil-metán-diizocianát
4,4' -metilén-bisz(fen il-izocianát)4,4'-metilén-difenil-dilzocianát '
Neo
CH2
OCN
N=C=OCH2O=C=N
TDI
O=C=N
toluilén-diizocianátN=C=O
CH3
N=C=O
CH3
N=C=ONOI NCO
ca.~ Nca
OCN-(CH2~Nca
HDl
~
(f)
PURPoliuretánok
Kémiai felépítésük szerint lehetnek kemények és gumiszeruen lágyak,hore lágyuló, szemikristályos vagyamorf, esetleg hore keményedo,térhálós szerkezetuek.
- kituno kopásállóság
- jó olajállóság
- jó hidegállóság
- olcsó
hidrolízisre érzékenyekéghetoségi tulajdonságaik gyengékfelületük napsugárzás hatására sárgul
(kivétel: alifás termékek)
coQ\
EPOXIGY ANT ÁK
kis vagy közepes móltömegu aromás/alifás poliéterek, láncmenti-OH és láncvégi epoxicsoportokkal
térhálósítható poliadduktumok
foleg dián - diglicidil-éter gyanták (prepolimer)(n = 0 ... 10)
Térhálósítók:
a) dikarbonsavak és anhidridjeik (FSA, MSA stb.)
b) aminok (di- és poliaminok. pl. etilén-diamin, hexametilén-diamin, m-fenilén-diamin stb.)
c) ionos polimerizációval (kat.: BF3, SnCI4, tercier aminok)
Felhasználás: igen széles köru (keménység, kopásállóság, kitunovillamos szigetelés)
kompozitok (üveg-, szénszál): jármuvek, ureszközökteherviselo alkatrészei, nagynyomásútartályok, sporteszközök anyagai
lakkok, bevonatok, ragasztók (fémekhez), nyomtatottáramköri (NyÁK) panelek, kopás- és korrózióálló, önterüloipari padlók stb.
CI-~2 /H-CH2 +HOo
CH3I
CI
CH3OH+ ~2 7H-CH2-CI
O
CD
'i2
epiklórhidrin
CI-CH2-CH-CH2-OI
OH
~2/H-CH2-0O
biszfenol A
1
CH3I
CI
CH3
NaOH 1 -2HCI
CH3I
CI
CH3
epiklórhid rin
O-CHr,.-?H-CH2-. CIOH
O-CH2-~-;H2O
f~C~ í CH3~27H-CH2 0--O-9~O-CH2-9H-CH2 o--(Q)-9~O-CH2-~-;H2o CH3 OH n CH3 O
oooo-CH 2-~-"c H 2
.oo-CH2-~-JH2O
+ H 2 N-C H 2 -C H 2 -N H 2 +
1
o/" ~ CH - .../" CH- 2CH2
~ /H-CH2- ...o
CDcx7
OH OHI I
.o.-CH2-CH-CH2~ .. /CH2-CH-CH2- ..·/N-C H2-C H2-N"-....
.o·-CH2-CH-CH2 CH2-CH-CH2-o"I I
OH OH
C.-0
Lg
- NH-CQ-NH-CH2-Q-CH2-NH-CQ-N-I
CH2I
CH2-N-CQ-NH-CH2-N-CQ-N -I ICH2 CH2-0HI
QI
CH2I
- NH-CO-N-CH2-N-CQ-NH-CH2-Q-CH2-N-CQ-NH-CH2-0HI I
Térhálós karbamidgyanta
1('\JI
1 oII I IZ Z o~=z N ~=z L/ \II / \II
Z O-Z-O- Z O-Z-O~ # ~ #O-2 O-ZI II IZ zI I('\J ('\JI I
('\J O O ('\J ('\JIII I IO-Z Z-O-O-O-I Iü=Z _N 2=ü/ \III/ \
~ #O-Z-O-Z-~ rO-Z 2-OI II J:2 2I IN NI IO OI IO OI IN NI I
O OI II I IZ O ZI I Iü=Z N O=Z
/ \ J: I / \ IZ O-Z-O Z O-Z~ # ~ #O-2 O-2
I Iz ZI Il 1
100,
:i
TÁRSÍTOTT MÜANYAGOK
(Nem tartoznak ide: kopolimerek, terpolimerek)
Muanyagkeverék: muanyagok száraz keveréke.Legalább két !lluanyag mechanikus elegyítés éveI nyertanyagrendszer, amelynek fobb tulajdonságai az alkotóktulajdonságaitóIlényegesen nem kÜlönböznek.
(Muanyag)blend: feldolgozott muanyagkeverék. Afeldolgozás során (Ömledékfázisban) homogén, de mikroszkopikusan többfázisú rendszer jön létre. Azösszetevok legtöbbször rokon szerkezetuek (pl. LKSPE +KSPE).
Muanyagötvözet: gyártásánál egységes anyag (pl.PPO + PS: kölcsönösen oldódnak egymásban). A komponensek molekulái között kialakuló másodiagoskölcsönhatások következtében a termék legalább egyjellemzo (és fontos) tulajdonsága jobb lesz, vagy azegyik kiindulási komponens hátrányos sajátsága amüanyagötvözetbenmár nem észlelheto.
Kompozitok: olyan muanyagrendszerek~ amelyekbena polimerhez valamílyen erösítöanyagot (anyagokat)
kevemek (10 ...40%). 101
~ "
NEHANY IPARILAG· ALKALMAZOTT// .
MUANYAGOTVOZET
..Osszetétel Márkonév ITulajdonságok válto
zása a nemesebb,anyag szempontjób61
NorylPPO/PS
pe/ABS .Boyblend IOlcsóbb)~bb feldol-gozhatosag .
Jobb felcblgozhatóság J olcsóBb
PA/elasztomer IZytel ST801lHidegen isütésólló
FOMélasztanerlDelrin TcsaládlHidegen is ütésóU6
ABS/PVC ICycoloy IO[csóbb1cSÖkkentettéghet6ségu
PPS/PTFE BR47 Jó siklósi tulajdonsá-(PhiUips) gok~jó feldolgozha-
tósóg
TYPES OF POLYMERS AND POlYMERlZATlONS
IIII1I
1 TABLE 1-2 Typkal Addition P~YmttS
Polymer Monomcr Repeating Unit
5
Polyethylene
Polyisobutylenc
Polyacrylonítrile
Poly(vinyl chlorick)
Polystyrene
Poly(methyl methacrylate)
Poly(vinyl ace ta le)
Poly(vinylidene chloride)
Polytetíaf1uorocthyl~
Polyisoprenc (Natural robber)
CHl=CJ4CH)I
CH=C1 1
C~
~=CH-CN
CH2=CH-a
CI-~= CH- t,3
CII
CH=C1 1
OF FI IC=CI 1
F F
CH=C-CH-CH1 I 1
. CH)
-~-~-CH)I
-CH -C1 I
CH)
-~-CH1
CN
-~-CHIO
-~-CH-~CH)I
-~-C-. IC02~
-CH -CH-1 I
OCOCH)O1-CH-C-
• 2 IaF FI I-C-c-I IF F
-CH CH-2" / 2C=CH/
CH)
Type
____ .-_ -- ~ ._-- _~ ..~.~.~.. ~~.-."''''-'P- __,_ --~- '_ ~_,,_..-~,~_,-*_ -.-,..-.
TABLE 1-1 Typ ica [ Condcnsation Polymers
Characteristic
Linkage
..•.•. -.-.•... '..•.. "'-"'--"'" •..--- ..-~_.•.. ~, ... '.•....
PolymerizationReaction
Polyamide
Protein, wool, sUk
Polyester
Polyurethane
Polysiloxane
Phenol-formaldehy de
, I .-NH-CQ- H2N-R-NHJ + H02C-R -COJH -;. H+NH-R-NHCO-R -CO--1;;OH + HlO
H2N-R-NH2 + CICO-R'-COCl-+ H+NH-R-NHCO-R/-CO--JnC1 + HCIH2N-R-COJH -+ H-{-NH-R-CO-7n"OH + HJO
-NH-CO- Naturallyoccurringpolypeptidepolymers;degradableto mixturesof different amuo acids,
H+NH-R-CONH-R'-CO-1nOH + HJO-., H2N-R-C02H + HJN-R/-CO;lH, . ,-CO-O- HO-R-OH + HOzC-R -COJH -+ H+O-R-OCO-R -CO-}nOH + HJO
/1 ,. II. H+ ' -L tiHO-R-OH + R 02C-R -C02R ~ O-R-OCO-R -CO In OH + R OHHO-R-COzH -+ H+O-R-CO-}nOH + H;20, + '-Q-CO-NH- HO-R-OH + OCN-R -NCO -;. O-R-OCO-NH-R -NH-C0--7n"
-8i-0- CI-SiRJ-CJ HzO. HO-SiRJ-OH -+- H-t-O-SiRJ-1nOH + HJO-Hel .
-Ar-CHJ- OH r OH
@ + CH,a _~ tí"rCH,+ + H,aII
Urea-fonnaldehyde -NH-:-CH2
Melarnine- form aldehyde - NH -:-CH2-
CcllulollC
~ Polysulfide.)
D Polyacetal
~.
-o-c-
-3 -m-O-CH-O
IR
HJN-CO-NHz + CHJO-+ -t-HN-CO-NH-CH;!---1n + HJO
/N~ /N~H2N-C C-NHJ + CHzO--;. HN-C C-NH-CHJ
II I II I
N'C~N ~~NI I
NH, NHl
Natur111y occurrinS; degradable to &lucoa.e
+C6H1204-1n + H~O-+ C6Hl~06
CI-R-Cl + Na;2Sm --+ +Sm-R--rn + NaClR-CHO + HO-R'-OH -;.+O-R'-OCHR--1n"+ HJO
II
+ HJO
[--.- .-. -" ..I
.----------- .....• ~.~._----------~
~
Ov)
VEZETOKÉPES MUANYAGOK
- muanyagok többsége: jó el. szigetelo (hagyományos alkalmazás)
- el. vezeto muanyagok: csak az 1960-as évektol kutatják oket
- kétféle eá. lehetoség: adalékolás vagy/és a polimerváz kémiaiszerkezetének módosítása (anyagában vezetöpolimer/muanyag eloállítása)
,
- adalékolt polimerek: el. veze részecskék keverése a polimerhezkorom, ezüstpor, acélszál, szénszál>15 tf% 1 tf°/o (6 ... 1Ot% )
mátrix: PE, PP; nagy T-n: poliszulfonok- anyagukban vezeto polimerek: konjugált kettos kötéseket tart.
("egydimenziós fémek")
legelso példa: poliacetilén (PAC) . r-CH=CH leá.: Z-N-kat. + pár o~ adalék (Clz< Brz< lz) L Ifémeket eltéro vez. kéP.1polimer
kémiai Nobel-dij, 2000: Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid,Hideki Sirakava
de: érzékenyek (Oz' HzO, nagy T)újabb fejlesztések: aromás, heterociklikus vezeto polimerek(ellenállóbbak)
- alkalmazások: pl. antisztatikus, elektromágnesesen árnyékoló burkolatok,csomagolások, padlók, bevonatok, filmek (fotózás);önszabályzó vilI. futoberendezések, napenergiahasznosító berendezések, kijelzok (fénydiódák lapos,nagyméretu képernyokhöz)
poli(p-fenilén)(PPP)
pol i(p-fen ilén-vi nilén)(PPV)
polipirrol(PPy)
n L --.J nI'NIH
-.Jnpolitiofén
polianilin(PTh)
-(PANi)
NI
Hs~
OeJ",.
~
OjJ
~ ,MUANYAGULLADEKOK
muanyaghulladék: az elsodleges felhasználási helyen már nemalkalmazható muanyagtermék
mikor válik azzá? ••• függ az élettartamtóinagyon változó
!§grosszabb megoldás: szemétlerakókba helyezés- drága- kirekeszti a széntartalmú anyagot a természetes
szénciklusból
részleges megoldás: elégetés
elony: nagy égésho (másodiagos energiahordozó
hátrány: CO2 (üvegházhatás!)dioxin: eltávolítható az égéstermékbol (H202)
pl. Japán: autógumi-hulladék 700/0-acementipari futoanyag
MUANYAGULLADÉKOK
ÉLETTARTAM
(év)< 1
1... 10
> 10
MENNYISÉG
(°10 )
-20
-35
-45
-~()o<)
EU: -20 milliót (1996)az összes szilárd hulladék -0,4 °lo-a
Eredet szerint: 39% csomagolóanyag19°A, építoanyag7oA, villamosipari segédanyag7% közlekedési eszközökbol
11% háztartásokból
Összetétel szerint: 65°A, PE, PP15% PS10% PVC
5°10 PET50/0 egyéb
Budapest: a háztartási szemét -5°10-a (1990-1995)
NÉHÁNY MUANYAG ÉS TÜZELOANYAG ÉGÉSHOJE(MJ/kg)
-~oLD
ANYAG
PE
ppPS
PUR
NYERSOLAJ
SZÉN
FA
PAPíR
ÉGÉSHO
43
44
40
28
42
29
15-17
13-15
~
~
D
kémiai elbontás:
1) Pirolízis: hobontás 400-700 oC-on, levego kizárásával
vegyes muanyagokra is jó
PVC: HCI + NaOH • NaCl + H20
-900/0 olajszeru pirolizistermék,
felhaszn.: futésre
etilén, propilén eá.
2) Hidrogénezés: pl. zeolitkatalizátorral~
90% benzin fp-tartományábaeso, telített CH-elegy
~
monomerek
3) Hidrolízis, alkoholízis
fajtiszta hulladékból!
PA: hidrolízisPET: metanolízis
PUR: glikolízis
~.
~
~
muanyaghulladék fizikai újrahasznosítása (recyclinglkémiai szerkezet változatlan marad!
. feltétel: fajtiszta gyujtés vagy szétválogathatóság(termékjelölések! )
azonosítás: pl. IR-spektrum alapján
vagy: szelektív kioldása valamelyik r:nuanyagnak a felaprított vegyeshulladékból
~
kicsapás, újbóli feldolgozás
legegyszerubb megoldás: a vegyes muanyaghulladék szétválogatás nélküliösszeömlesztéses feldolgozása
~
betont, fát helyettesíto, gyengébb minoségu másodiagos termék
alkalmazások: pl. forgalomtechnikai eszközök, kerítésoszlopok stb.
POL/FOAH
? ~H~ . C~N N-C-· NH2
~namid , ,HABOSfTO
dikumil=peroxid•••••
TERHALOS ITO
~11.
Recommended