-- ..

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.