modern m anyagok l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Modern műanyagok PowerPoint Presentation
Download Presentation
Modern műanyagok

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 22

Modern műanyagok - PowerPoint PPT Presentation


  • 626 Views
  • Uploaded on

Modern műanyagok. Összeállította: Albert Attila Fazekas Mihály Fővárosi Gyakorló Általános Iskola és Gimnázium. A műanyagok definíciója. Olyan makromolekulás anyagok, amelyeket mesterséges úton hoznak létre.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Modern műanyagok' - jersey


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
modern m anyagok

Modern műanyagok

Összeállította:

Albert Attila

Fazekas Mihály Fővárosi Gyakorló Általános Iskola és Gimnázium

a m anyagok defin ci ja
A műanyagok definíciója
  • Olyan makromolekulás anyagok, amelyeket mesterséges úton hoznak létre.
  • Olyan makromolekulás anyagok, amelyeket vagy a természetben megtalálható makromolekulás anyagok átalakításával, vagy kismolekulák (monomerek) összekapcsolásával mesterségesen állítanak elő.
a m anyagok t rt nete
A műanyagok története
  • A természetben megtalálható anyagok átalakítása:
  • Ókori civilizációk: gyanta, szurok, aszfalt
  • Indiánok: kaucsuk – vízlepergetés, edények, labdák
  • 19. század – jutaszövet vízhatlanná tétele lenolajkencével (első műbőr = viaszos vászon), ennek utóda a padlóburkoló linóleum
  • Első műanyagok: 19. század
  • Alexander Parks (1862), parkenzin – kemény, csontszerű
  • Adolf Baeyer (1867), polikondenzáció fogalmának leírása
a m anyagok csoportos t sa eredet szerint
Természetes alapú:

A természet makro-molekuláinak az átalakításával:

viszkóz, cellulóz-észterek, fehérje származékok, kaucsuk és gumi, bitumen, természetes gyantákból és olajokból készült műanyagok

Mesterséges alapú:

A monomereket szintetikus úton állítják elő:

1. Szerves láncúak

A) szénláncú (PE, PP, PS)

B) heteroláncúak ( bakelit, nejlon, terilén, karbamidgyanta)

2. Szervetlen láncúak

( szilikonok, szilikon-olajok, szilikongyanták)

A műanyagok csoportosítása eredet szerint
csoportos t s a feldolgoz s szerint
Termoplasztikus: Láncmolekulák, feldolgozásuk egyszerű fizikai műveletekkel történik: pl. az olefinek polimerei, nejlon

Termoreaktív:

Térhálós szerkezetű műanyagok, amelyek végleges alakja az elő-állítás közben alakítható ki, ill. termoplasztikus műanyagok térháló-sításával keletkeznek

A kész műanyag hőre keményedik és bomlik: pl. bakelit, karbamidgyanta

Csoportosítás a feldolgozás szerint
bevezet s
Bevezetés
  • Műanyag vagy polimer?
  • Mire figyeljünk a műanyagok tanításánál:
  • - a műanyagok nem környezetszennyező anyagok
  • - a kőolajnak csak mintegy 5%-a használódik műanyagok előállítására, 80 – 85%-át elégetjük!
  • A jövő polimergyártásának három fontos útja:
  • 1. Természetes úton lebomló anyagok
  • 2. A szervezetben lebomló és szövetbarát műanyagok
  • 3. Nagyteljesítményű kompozitok és különleges tulajdonságú polimerek
a term szetes ton leboml m anyagok
A természetes úton lebomló műanyagok
  • nem veszélyes hulladékok, közvetlen környezeti kárt nem okoznak
  • lebomlásuk a talajban hosszú idő alatt vagy egyáltalán nem történik meg
  • ma a műanyagok kb. 40%-a csomagolóanyag – szelektív gyűjtés, újrahasznosítás szükséges (zsenília)
  • a műanyagok keletkezési helyük szerint:
  • A) gyártás során keletkező hulladékok (újrahasznosítás)
  • B) szállítási és csomagolóanyagok (szétválogatás, újrah.)
  • C) fogyasztói csomagolóanyagok (szemétégetés pl. cementgyártás)
term szetes ton leboml m anyagok
Természetes úton lebomló műanyagok
  • EU cél: min. 15%-os újrahasznosítási arány teljesítése
  • Új termékek: a modern műanyag kis sűrűségű, az elhasználódás után keletkező hulladék tömege 30-50%-kal alacsonyabb a 10 évvel ezelőtti átlagnál
  • Újdonság: a műanyag egy része lebomló legyen – nem megoldás, a maradék szemetel
  • BME Polimerkémiai Tanszéke – Czigány Tibor és Dogossy Gábor új polimerjei:
  • Lebomló keményítőtartalmú műanyagok
m anyag kukoricakem ny t b l
Műanyag kukoricakeményítőből

Összetétel: kukoricakeményítő, kukorica termésfal-őrlemény, glicerin

Szerkezet: A glicerin és a cellulóz hidroxilcsoportjai között kialakuló kötések térhálós polimert hoznak létre

Tulajdonságok: hőre lágyulnak, nagy szakítószilárdság, jó színezhetőség, formálhatóság, természetes úton lebomló, emészthető

Felhasználás: kísérleti stádium, talajban elbomló virágcserepek

Recept: 32 g keményítő, 12 g kukorica termésfal, 20 g glicerin keverékét összegyúrni, 160oC-on sajtolni, hűteni

m anyag tejsavb l
Műanyag tejsavból

Politejsav

Előállítás: a búzából, kukoricából és burgonyából kivont keményítőt hidrolizálják glükózzá, majd bioreaktorban erjesztik, ahol a tejsavbaktériumok tejsavvá alakítják

Szerkezet: a tejsavmolekulák gyűrűs formában dimerizálódnak kondenzációs folyamatban, majd a keletkező átmeneti termék polimerizálódik

Recept: 3 cm3 tejsavhoz melegítés közben adjunk késhegynyi kristályos ón(II)-kloridot és forrkövet! 5-10 perces lassú forralás után a kémcső tartalmát öntsük műanyag pohárba. Lehűlés közben szálakká húzható.

m anyag narancsb l
Műanyag narancsból
  • Polilimonén-karbonát:

Összetétel: narancshéjból kivont limonén, szén-dioxid, katalizátorok, adalékanyagok

Átalakítás: a limonén oxidációjával nyert limonén-oxid (monomer) a szén-dioxiddal limonén-karbonáttá alakul

Tulajdonságai: megegyeznek a polisztiroléval, hőre lágyuló, szénláncú polimer, természetes úton lebomlik

Felhasználása: eldobható műanyag termékek (papírpohár)

a szervezetben leboml s sz vetbar t m anyagok
A szervezetben lebomló és szövetbarát műanyagok
  • Több ezer éve is használtak pótló anyagokat a testünkben: ókori Róma – urológiai katéter, Egyiptom – kaucsukban átitatott len sebkötöző, Aztékok – arany fogpótlás
  • Megfigyelés: a II. világháborúban a sérült pilóták testében a műanyag forgácsok nem váltottak ki komolyabb immunreakciókat – implantációs anyagok kikísérletezése
  • sebvarró cérna: Vicryl, 90% poliglikolsav, 10% L-tejsav kopolimere, amely elveszíti szakítószilárdságát, majd hidrolízissel alkotórészeire bomlik szét (5-10 hét)
slide13

Késleltetett oldódású tabletták: A hatóanyag a bélcső megfelelő helyén kerülhet ki

  • - a külső szilikon bevonat csak a gyomorban oldódik le
  • - a belső hatóanyag-tartalom a lúgos vékonybélben képes felszívódni (pl. Kreon tabletta)
  • Testrészek pótlására – szilikonok (orr, fül, pénisz, mell, arc, orr, szem, kontaktlencse)
  • - a kovasavak és származékaik polikondenzációs termékei
  • - nem nedvesednek, kémiai és hőhatásoknak ellenállnak, immunreakciókat nem váltanak ki
  • Gerincgyógyászat: poliuretánok ( Bryan-protézis)
  • - a csigolyák közti porckorongok elkopásakor
  • - alul-felül titán bevonat porózus – csontos benövés
slide14

Csont- és fogpótlás: poliakrilsav-észterek (PMMA, plexi)

  • - biológiai közömbösség
  • Fogtömő anyagok:
  • szobahőmérsékleten polimerizálódó ún. önkötő akrilátok
  • A) polimer pora, katalizátor, színező anyagok
  • B) monomert tartalmazó folyadék, stabilizátor, akcelerátor
  • Összekeverve gyorsan szilárdul.
  • Hátrány: pulpakárosító hatás, kis kopásállóság, nagy hőtágulás és zsugorodás – rossz széli záródás
  • Kompoziciós kötőanyagok (kompozitok)
  • A) szerves mátrix (metakrilátok)
  • B) szervetlen töltőanyag (kvarc és alkáliszilikátok)
  • C) a kettőt összekapcsoló kötőanyag
slide15

Fényre polimerizálódó kompozitok:

  • - fotoiniciátort tartalmaznak, amely a fény hatására szétesik és beindítja a reakciót
  • - első képviselők UV-re érzékenyek – szemkárosító- ma már nem használják!
  • - kb. 480 nm hullámhosszúságú fényre érzékeny iniciátor – egypaszta rendszerű, a tömés azonnal kidolgozható
  • De: normál fényre is gyorsan polimerizál, és az átvilágítás mélysége miatt csak rétegekben építhető fel.
nagyteljes tm ny kompozitok
Nagyteljesítményű kompozitok
  • 5000 éves észak-európai sírokból szalmával erősített, égetett üvegedények kerültek elő. Az agyagból és szalmatörekből készült vályogtégla tartós és teherbíró.
  • Kompozit: Azoknak az adalékolt polimereknek a gyűjtőneve, amelyekben a társítás hatására képződő új termék merevebb és szilárdabb, mint az adalékot nem tartalmazó polimer mátrix.
  • Szerkezeti anyagai:fém + műanyag + kerámia
  • Pl. gumiabroncs – gumi + acélszál
  • Pl. vasbeton - kerámia + acél
slide17

Összetétel: Alapanyag (mátrix) + szálerősítés

  • Szálak: acélszál, üvegszál, szénszál, bazaltszál, len-kender szál, saját szál (előnyök és hátrányok)
  • Újrahasznosítás: gond a szétválasztás
  • Hibrid kompozitok: 3-4 anyag együttesét tartalmazzák
  • Gond: az anyagok összekapcsolódásának tökéletlensége
  • Felhasználás:
  • - azbeszt (Mg-Na-hidroszilikát) helyett üvegszál
  • - tömör üveg szakítószilárdsága 40-100 N/mm2
  • 9 mikrométer átm. üvegszálé 1700 N/mm2
  • - üveg és műanyag társítása (2 millió t/év) – összekapcsolódás erősítése adalékanyagokkal ( üvegfelület kezelése szilánokkal és titanátokkal, a műanyag mátrix akrilsavas vagy maleinsavas kezelésével) – térhálósítják
  • - fő felhasználói: jármű és építőipar, villamos- és elektronikai ipar
2000 k miai nobel d j vezet polimerek
2000 kémiai Nobel-díjVezető polimerek
  • A műanyagok elektromos szigetelők?
  • 1974. Heeger, MacDiramid, Shirakawa: a fekete porként ismert poliacetilént egy katalizárorral ezüstös fóliaként állították elő – még mindig szigetelő
  • Klór, bróm vagy jódgőzös oxidáció nyomán a vezetőképesség 109-szeresére nőtt – 105 siemens/méter (a rézé 108 S/m)
  • A vezetőképesség kialakításának lehetőségei:

Oxidatív halogén-adagolás (p-típus)

Reduktív alkálifém (Na) adagolás (n-típus)

slide19

A poliacetilén szerkezeti jellemzői: konjugált kettős kötéseket tartalmaz, és az adalékanyagok hatására többletelektronokkal vagy lyukakkal fog rendelkezni – elektronhiányos lyukakba beugorhat 1-1 szomszédos elektron – vezető polimer

  • Felhasználásuk:

- korróziógátlók

- antisztatikus bevonó anyagok

- számítógépek elektromágneses árnyékolása

- „intelligens” ablaküvegek (fénymennyiséget szabályzó) – a szín megváltoztatása nélkül csökkenti az IR áteresztést

- tranzisztorok, fénykibocsátó diódák, lézerek

  • OLCSÓK, KÖNNYEN MEGMUNKÁLHATÓK!

(nem ez volt az első vezető polimer, 1862 – polianilin, 1958 – poliacetilén)

tudta
Tudta?
  • 1. A világon 1950-ben évente 5 millió tonna, ma már 80 millió tonna műanyagot állítanak elő.
  • 2. A szennyeződések miatt az eldobható palackok anyagát nem lehet élelmiszerek csomagolására használni.
  • 3. A PET palackokból műszálakat készítenek, 5 palack elegendő egy trikóhoz, 25 egy hálózsák béléséhez.
  • 4. Az egyes anyagok előállításának energiaszükséglete összehasonlítva: műanyag : alumínium : acél = 1 : 3 : 8
tudta21
Tudta?
  • 5. A PET palackok cimkéje is PET műanyag, a kupakja azonban PE (ez jól zár), így azt külön kell válogatni.
  • 6. Egy palack újrahasznosításával annyi energia takarítható meg, amivel egy 60 W-os izzó 6 órán át működtethető!
  • 7. Az EU követelménye szerint a műanyagok 25%-át kell újra hasznosítani, ma Magyarországon még csak 7,4 %-a kerül újrafelhasználásra.