Transcript Polimerek 2. rész

Gyakorlatban alkalmazott
polimerek
Polietilén részben kristályos plasztomer
etilén homopolimerizációja
PE
nyomás: kicsi - közepes – nagy
Sűrűség:
LDPE 0,91 kg/dm3 ~ 50 % krist. hányad
HDPE 0,97 kg/dm3 ~ 70 % krist. hányad
Jell. hőm: Tg ~ -80 ºC (legkisebb a polimerek között)
To ~ 140 ºC, Talk ~ -80 - +90 ºC
Szil.:
nő, ha nö a
-molekulatömeg, -kristályos hányad
-textúrásság, -sűrűség
Vegysz:
jó, szobahőm.-en nincs oldószere
fesz. korr. hajlamos (mech. fesz.+vegyszer)
Egyéb
nem poláros, nem töltődik, vízfelv. nem
hajlamos, olcsó, áttetsző, neg. hőtág.
együttható
Felh:
csomagolástechnika, építőipar,
mezőgazdasági fólia, vill. ipar, zsugorkötés
Polipropilén
PP
részben kristályos plasztomer
propilénből polimerizálva
etilénnel kopolimerizálva
Taktikusság:
izo (70 % krist.) – szindio –
ataktikus
Kristályosság: molakulatávolság, tömeg,
takticitás, elágazottság, hűtési
sebesség, alakítás
Hőm.:
a PE-hez képest felfelé
tolódnak
-15 – 0 ºC között ridegedés
Szil.:
szil., rug. mod., kúszásállóság
jobb
Egyéb
jó éghetőség – csepegés – tűz
terjedése – égésgátló adalék
Felh:
csomagolástechnika, építőipar,
labor és konyhafelszerelés,
játék, sportszer
Polisztirol
PS
Taktikusság:
amorf plasztomer
sztirolból polimerizálva
Hőm.:
Egyéb
80 ºC alatt rideg –szálkás törés
Ko-polimerek
ABS – akril-nitril butadién sztirol
SAN – sztirol – akrilnitril
SB – sztirol – butadién
Cél:
szil. és szív. növelés
rideg, szálkás törés megszüntetése
Mód:
elasztomerrel modifikálás, sztirol
kopolimerizátum – kompozit
Eljárás:
Eredmény:
kopolimerizáció, mech. keverés
ataktikus – amorf
szindiotaktikus - kristályos
kicsi nyúlás, átlátszóság
hátrányos tulajdonságok
többfázisú felépítés
diszperz elasztomer fázis
Polivinilklorid
PVC
amorf plasztomer
vinilkloridból polimerizálva
amorf, poláros, ataktikus
erős mközi erők – lágyítók
kemény PVC ~5 % lágyító
lágy PVC ~10-40 % lágyító
Hőm.:
Mechanika:
80-ról 0 ºC-ra csökkenthető a Tg
Kopolimerek
ütésálló PVC kopolimer
mech. keverés, nitril-kaucsuk
Feldolgozás:
az erős szekunder kötések miatt
segédanyagok nélkül nem lehet
(lágyítók, csúsztatók)
Egyéb:
vegyszerállóság igen jó, nagyfrekvenciás technikában – polárosság(!)
Alkalmazás:
csomagolás: tartály bélés, palack,
építőipar: ablak, ajtó keret, tapéta,
padló, szigetelések;
játékok, hanglemez
jó, szívósság elég jó Tg alatt is,
képlékenység elég jó a kemény PVCnél is
Poliamidok
PA
Nylon
részben kristályos plasztomer
poliamid, diamin és dikarbonsav
polimerizálva
CO és NH csoportok között H-hidak
alakulnak ki
Hőm.:
-40 és +120 ºC-között jó
tulajdonságok
Mechanika:
szil. nő a CH2 csoportok számának
csökkenésével
Hátrány:
vízfelvételi hajlam – duzzadás
súrl. egyh. – nő a hőmérséklettel
Alkalmazás:
szál (szil., kopásállóság, jó elsztic.),
damil, háló, húr, textil, fogaskerék,
fólia, csapágy
Plexi
PMMA
- polimetil-metakrilát
- metakrilsav-metilészter
polimerizációjával amorf plasztomer
Hőm.:
Mechanika:
-40 és +70 ºC-között
Egyéb:
átlátszó, 99 %-os áteresztő képesség,
UV sugarakat is átengedi
biológiai közömbösség
szövetbarát jelleg
Alkalmazás:
optikai eszközök (szerves üveg)
ablakok, védőburkolatok
protézisek, csontpótlások
kicsi képlékenység, némileg szívós
feszültségkorrózióra hajlamos
PC
-polikarbonát
- difenilol propán és foszgén
polikondenzációja, amorf plasztomer
- allil-csoportos monomer
polimerizációjával duromer
Hőm.:
-40 és +130 ºC-között
Mechanika:
nagy szil., üvegszállal fokozható
kicsi képlékenység, ütésállóság
Egyéb:
kiváló tulajdonság együttes
átlátszóság, szilárdság, rugalmasság,
ütésállóság
Alkalmazás:
villamos ipar (szigetelők, dobozok,
világítótestek), biztonságtechnika
(maszkok, sisakok, konténerek), építőipar
(kupolák, csarnokok)
Teflon
PTFE
politetrafluor-etilén
részben kristályos plasztomer
erős kristályosodási hajlam, lineáris
tetrafluor-etilénből polimerizálva
nem poláros
Hőm.:
Feldolgozás:
Tg -70 ºC, To 340 ºC
Egyéb:
nagy sűrűség (2,4 g/cm3)
nagyon vegyszerálló
antiadhezív nagy hőm. is
fény- és időjárás álló, éghetetlen
Alkalmazás:
csapágyak, hő- és vegyszerálló
szerelvények, szigetelés, tömítés,
konyhai eszközök, pengék bevonata
megolvasztva nem viszkózus
csak spec. módszerrel dolgozható fel
polimerizáció – por – formára sajtolás
hidegen – szinterelés (370-400 ºC) –
hűtés – féltermék (rúd, lap, tömb) –
forgácsolás – késztermék
fóliák: tömbökből „hámozással”
porextrudálás: profil, kábel bevonat
PUR
-poliuretán, izocianát és polialkohol
reakciójának eredménye lehet:
-hőre lágyuló PUR, részben kristályos,
-elasztomer PUR, gyengén térhálós
-duromer PUR, erősen térhálós
-PUR hab
-termoplasztikus elasztomer PUR
Hőm.:
-szil., rug. mod. széles határok között,
-alacsony hőmérsékleten is szívósak
-40, esetenként -200 ºC (!)
Mechanika:
kifáradási ellenállás, kopási ellenállás
kiemelkedően jó
Egyéb:
-sokszínűség, jó szigetelők
-szövetbarát viselkedés a térhálósodott
minőségeknél
Alkalmazás:
-Hőre lágyuló PUR: szál, ruhanemű
-Elasztomer PUR:energiaelnyelő elemek,
rugók, bordásszíjak, sícipők, terelő pofák
-Kemény PUR (duromer): fémalkatrészek
védelme, tartály bélelés, konvejor görgők,
csúszó alkatrészek
PUR habok: polimerizáció gázfejlődés
közben
Alkalmazás: autóülések, lökhárító, bútorok
hőszigetelő elemek, szendvicspanel
csomagolóanyagok, szivacsok, padlóburkolók
Elasztomerek
- poliizoprén, polibutadién, SBS
Neoprén (poliklorophén), szilikonok
-gyengén térhálós szerkezet
-vulkanizálás
Hőm.:
Tg -50 és -70 ºC-között
hőállósági határ 80 és 120 ºC-között
Mechanika:
-kicsi rug. mod., nagy rugalmas nyúlás
-képlékeny alakítás kizárt
Egyéb:
polibutadién – gáztömörség
kopolimerizáció:
poliSztirén-Butadién-Sztirén (SBS)
termoplasztikus elasztomer
Alkalmazás:
autógumi, ütközőelemek, rugók,
sportszerek,
Duromerek
-hőre keményedő
-reakcióval keményedő
-térhálós szerkezet
Feldolgozás:
-sajtoló anyag
(por, lap sajtolása fűtött szerszámban)
-öntőgyanták
(reagens hatására formában térhálósodnak)
Reakció:
-polikondenzáció (fenol-, amin gyanták)
-poliaddíció (epoxi gyanták)
-polimerizáció első szakasza: alapanyaggyártó, második szakasz:feldolgozó üzem
Egyéb:
-töltő, erősítő anyagok
-nincs olvadás csak degradáció
Típusok:
-fenol-formaldehid gyanták, fenoplasztok
(bakelitek)
-melamin-formaldehid gyanták,
aminoplasztok
-epoxigyanták
-poliésztergyanták
-PUR duroplasztok
Baekeland, 1907
Fenoplasztok
bakelitek
-fenolok+aldehidek – gyanta jellegű
-makromolekula – két funkciós
-térhálós – három funkciós
két típus: novolak – rezol
Tulajdonságok:
-jó, ütésállóság kicsi
-jó hőállóság, elszenesedés
-nem ég, nem csepeg
-súrl. együttható csökkenthető vízzel
-olcsó
Egyéb:
-rezol – rezitol – rezit állapot
(olvasztható – oldható – oldhatatlan)
-kötőanyag, vázanyag, adalékok (fa,
üveg, papír, textil, színezék, stb.)
Gyártás:
fenol-form. gyanta (rezol) – őrlés –
adalékok – melegítés (rezitol) –
lepény – őrlés – sajtolópor
Alkalmazás:
-mag. hőm.-en működő házt. gépek
alkatrészei, fék és kuplung betétek,
csapágyak, építőipari habok, rétegelt
lemez, ragasztó
Aminoplasztok
-karbamid-formaldehid gyanta (UF)
-melamin-formaldehid gyanta (MF)
Tulajdonságok:
-jó, ütésállóság kicsi
-rugalmassági modulusz jó
-közepes hőállóság,
-nem ég, égésgátló
-melamin – élelmiszerrel érintkezhet
-olcsó, színezhető
Egyéb:
-fokozatos kondenzáció
-töltő, vázanyagok – kompozit
-sajtoló anyag – rétegelt lemez
Alkalmazás:
-doboz, tányér, pohár, tálca, laboráru
-nagyfrekvenciás szigetelés
-dekorációs lemezek (impregnált
papírlemez rétegek, fenolgyatás mag,
kemény, fényes, vegyszer- és vízálló)
Epoxigyanták
gyűjtőnév – epoxi csoport, addíció
alkalmazás elsősorban kompozitként
üveg-, szén-, aramid szál
Tulajdonságok:
-kicsi hőállóság max. 130°C
-éghető, csak adalékokkal
-nagy szilárdság kompozitként
-jó vegyszerállóság, jó tapadás
-drága
Egyéb:
-térhálósítás szobahőmérsékleten:
keverés térhálósítóval
-térhálósítás növelt hőmérsékleten
előre keverés (sajtolóanyagok)
Alkalmazás:
öntőgyanta, beágyazás
ragasztó (acél, alumínium)
kompozit (hajó, csúszda, tartály,
sporteszköz, )
Nyák panel, int. ármakör tokozás
Poliészter
-észter csoport
alapanyaggyártás: polikondenzáció
térhálósítás: kopolimerizáció (sztirol)
-elsősorban kompozit anyag
-polieilén-tereftalát (PET), plasztomer
-polietilén-naftalát, plasztomer
Duromer:
-jó szilárdság, ütésállóság, kicsi rug.
modulusz,
-közepes hőállóság (130°C)
-felületi gyantaréteg kell a vízfelvétel miatt
csövek, tartályok, hullámlemezek, hajótest,
lámpatestek, aknafedelek, polimer beton,
karosszériaelemek, padlók
Plasztomer:
PET
-amorf és kristályos változat (120→ 65 °C)
-mechanikai merevség, méretstabilitás,
-gázzárás,
-PEN – magasabb üvegesedési hőmérséklet
műszál, palackok, fóliák (mezőgazdasági,
írásvetítő), billentyűk, magnószalag,
fogaskerekek, villamos csatlakozók,
szállítószalagok