Műanyagok alkalmazása

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Műanyagok alkalmazása"

Albert Orosz
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Műanyagok alkalmazása Bevezetés Degradáció fogalmak, definíció, osztályozás depolimerizáció elimináció lánctördelődés, térhálósodás egyéb degradációs mechanizmusok Stabilizálás a PVC stabilizálása poliolefinek stabilizálása Egyéb adalékok csúsztatók színezékek biostabilizátorok lágyítók gócképzők peroxidok, térhálósítás kémiai habosítók ütésálló adalékok töltő és erősítőanyagok égésgátlók

2 Degradáció A degradációt előidéző okok Termikus degradáció Fotodegradáció Kémiai degradáció Nagyenergiájú sugárzás Mechanikai degradáció Biológiai lebomlás A hatások sohasem egyedül l lépnek l fel, egyszerre több t hatás érvényesül.

3 Degradáció A polimer szerkezetének hatása CH 3 CH 3 CH 2 C CH 2 C CH 2 CCH 3 CCH 3 CH 2 C CH 3 CH 2 C CH 2 CCH 3 CCH 3 CH 3 CH 2 C + CH 2 C CCH 3 CCH 3 monomer Gázfejlődés sebessége a) b) Hőmérséklet ( C)

4 Degradáció A degradációt előidéző okok 0 PVAc Poli(vinil-acetát) 0 PVC Poli(vinil-klorid) 0 PP Polipropilén 0 PAN Poli(akril-nitril) 1 PE Polietilén 1 PMA Poli(metil-akrilát) 4 PE Poli(etilén-oxid) 20 PB Polibutadién 20 PIB Poliizobutilén 41 PS Polisztirol 85 PMAN Poli(metakril-nitril) 95 PMMA Poli(metil-metakrilát) 96 PTFE Poli(tetrafluor-etilén) 100 PM Polioximetilén 100 PαMS Poli(α-metil-sztirol) Monomer (m/m%) Jelölés Polimer

5 Elimináció ldalcsoportok lehasadása PVC CH 2 CH Cl CH 2 CH + HCl Poli(izopropil-akrilát) CH 2 CH C CH CH 3 CH 3 CH 2 CH + CH 2 CH CH 3 C H

6 Elimináció ldalcsoportok lehasadása Hullámszám 10-3 (cm -1 ) Gyűrűzárás

7 Lánctördelődés, térhálósodás Az oxidáció mechanizmusa Iniciálás RH R + H Láncnövekedés R + 2 R 2 Lánczáródás R 2 + R 2 RR + 2 R 2 + R RR R + R R R R 2 + RH RH + R Láncelágazás RH R + H RH + RH R + R + H 2 2 RH R + R 2 + H 2 oxidáció, gyökös folyamatok

8 Lánctördelődés, térhálósodás Az oxidáció mechanizmusa Molekulasúly x 10-5 (g/mol) móltömeg nyomaték géltartalom Nyomaték (Nm), Gél (%) Idő (perc)

9 Lánctördelődés, térhálósodás A degradáció hatása a tulajdonságokra extrúzió Tépőszilárdság (g) extrúzió extrúzió MFI (g/10 perc)

10 Egyéb degradációs mechanizmusok Gyűrűzárás PAN CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH C CH C CH C CH C CN CN CN CN C C C N N N C Hidrolitikus degradáció oxigén és ózon hatása elasztomerekre

11 Stabilizálás Antioxidánsok és fénystabilizátorok felhasználása Polimer Polipropilén Polietilén Sztirol polimerek PVC a Telítetlen poliészterek Egyéb Antioxidáns (%) Fénystabilizátor (%)

12 A PVC stabilizálása Követelmények, csoportosítás Követelmények: a sósavlehasadás megakadályozása (preventív stabilizátor) a polién szekvenciák hosszának lerövidítése (korrekciós stabilizátorok sztályoz lyozás Preventív stabilizátorok a sósav megkötése a gyenge helyek megszüntetése az autooxidáció megakadályozása a mechanokémiai tördelődés csökkentése belső csúsztatással Korrekciós stabilizátorok addíció a konjugált poliénekre a karbónium sók elbontása

13 A PVC stabilizálása A stabilizátorok osztályozása Fémszappanok bárium/kadmium stabilizátorok bárium/cink stabilizátorok kalcium/cink szappanok Ólomstabilizátorok tribázikus ólom szulfát dibázikus ólom foszfit dibázikus ólom ftalát dibázikus ólom sztearát ólom sztearát dibázikus ólom karbonát Szerves ónstabilizátorok szerves ón merkaptidok és szulfidok ón karboxilátok Fémmentes stabilizátorok β-aminokrotonsav észter Kostabilizátorok szerves foszfitok epoxi vegyületek epoxidált szójaolaj poliolok pentaeritrit antioxidánsok egyéb szerves vegyületek pl. diketonok

14 A PVC stabilizálása Addíció a poliénre Cd(C C 17 H 35 ) 2 + HCl ClCdC C 17 H 35 + HC C 17 H 35 Sósavmegkötés CH 2 CH CH CH CH 2 CH 2 CH CH CH CH 2 R S Sn + Cl R S + Sn Cl Labilis klóratomok helyettesítése CH CH CH CH CH CH + ic 8 H 17 C CH 2 SH CH CH CH CH CH CH S CH2 C ic 8 H 17

15 A PVC stabilizálása Stabilizátor kombinációk szinergetikus hatása Cd Sárgasági index Ba 20 Ba/Cd Idő (perc)

16 A PVC stabilizálása Receptura időjárásálló ablakprofil PVC (K érték: 65-67) ütésálló adalék (CPE) ólom foszfit dibázikus ólom sztearát neutrális ólom sztearát kalcium sztearát epoxidált növényolaj Paraloid K 120 N (akrilát folyásjavító) titán-dioxid ( fehér pigment) CaC 3 (töltőanyag) színezék, pigment ,0 0,5-0,7 0,5-0,7 1,0 1,0 1, igény szerint sr sr sr sr sr sr sr sr sr sr

17 Poliolefinek stabilizálása Primer, vagy lánczáró antioxidánsok R 2 + H R RH + R R R R 2 + R R R

18 Poliolefinek stabilizálása Szekunder, vagy preventív antioxidánsok RH + P(R 1 ) 3 RH + P(R 1 ) 3 R 2 + P(R 1 ) 3 R + P(R 1 ) 3 R + P(R 1 ) 3 R + P(R 1 ) 3

19 Poliolefinek stabilizálása Antioxidánsok típusai primer antioxidánsok alkilfenolok (a) hidroxifenil propionátok (b) hidroxibenzil vegyületek alkilidén biszfenolok másodrendű aromás aminok tiobiszfenolok aminofenolok (CH 3 ) 3 C H CH 3 C(CH 3 ) 3 a) C(CH 3 ) 3 C CH 2 C CH 2 CH 2 H b) C(CH 3 ) 3 4

20 Poliolefinek stabilizálása Antioxidánsok típusai szekunder antioxidánsok tioéterek S CH 2 CH 2 C C 18 H 37 2 foszfitok és foszfonitok C(CH 3 ) 3 (CH 3 ) 3 C (CH 3 ) 3 C (CH 3 ) 3 C P P C(CH 3 ) 3 C(CH 3 ) 3 C(CH 3 ) 3 (CH 3 ) 3 C sztérikusan gátolt aminok

21 Poliolefinek stabilizálása Fénystabilizátorok típusai UV abszorberek hidroxibenzofenonok 2-(2 -hidroxifenil)-benztriazolok cinnamátok oxanilinek Hidroperoxidbontók foszfitok foszfonitok karbamátok H N C (CH 2 ) 8 Gyökfogó stabilizátorok gátolt aminok (HALS) Kvencserek nikkel tartalmú vegyületek Ni fenolát C N H

22 Poliolefinek stabilizálása Tényezők hatékonyság 1000 oldhatóság, diffúzió kioldhatóság, engedélyezés színező hatás illékonyság saját stabilitás Foszfonit tartalom (ppm) Antioxidáns tartalom (ppm)

lánctördelődés stabilizátor tor fogyás rekombináci ció szín CH C

23 Poliolefinek stabilizálása Kémia, szerkezet, tulajdonság összefüggések LDPE stabilizátor tor kémiai módosm dosítás lánctördelődés stabilizátor tor fogyás rekombináci ció szín CH C molekuláris szerkezet homogenitás orientáci ció feldolgozás CH C mechanikai jellemzők

24 Egyéb adalékok Csúsztatók feladatok, típusok, felhasználás Funkció a viszkozitás csökkentése a frikciós hő nagyságának csökkentése a tapadás csökkentése a megömlés szabályozása az ömledéktörés megakadályozása a termék felületi minőségének módosítása Típusok fémszappanok zsírsavak és észtereik amid viaszok szénhidrogén viaszok észter viaszok Csúsztató (1000 t) PVC Egyéb PP Túlnyomóan PVC

25 Egyéb adalékok Csúsztatók feladatok, típusok, felhasználás Kifolyási idő (s) PE viasz sztearinsav glicerin tripalmitát összeférhetőség oldhatóság belső csúsztatók külső csúsztatók poláris/apoláris arány mechanizmus Csúsztató (sr) folytonos átmenet kölcsönhatás

26 Egyéb adalékok Színezékek Szerves pigmentek R N N ptikai fehérítők R R 1 N N X R Biostabilizátorok 10,10 -oxi-bis-fenoxarzin N-(trihalogenometiltio)-ftálimid difenilsztilbin-2-etilhexanoát Cu-bis-(8-hidroxikinolin) tributil ón és származékai

27 Egyéb adalékok Lágyítók felhasználás, típusok Lágyított polimerek PVC PVDC poli(vinilidénklorid) poli(vinil-butirát) poli(vinil-acetát) poliakrilátok poliamid 12, egyéb poliamidok bizonyos cellulóz származékok Lágyító típusa Ftalátok Foszfátok Adipátok, szebacátok Poliészterek Zsírsavészterek Epoxidált zsírsavészterek Ciklikus észterek Egyéb lágyítók Mennyiség (%)

28 Egyéb adalékok Peroxidok Peroxidok hidroperoxidok, R---H alkilperoxidok, R 1 ---R 2 peroxiészterek, R 1 -C---R 2 diacil peroxidok, R 1 -C---C-R 2 peroxiketálok, R 1 -C---R 2 Alkalmazási területek kábelszigetelés és védelem sófürdőben térhálósított folytonos profilok autók hűtővíz vezetékei cipőtalpak hengerek borítása rotációs öntéssel készült üreges testek gyógyászati eszközök, pl. csövek zártszerkezetű habok CH 3 CH 3 C C CH 3 CH 3 dikumil-peroxid

talkum mono- és polikarboxil savak észterei polimerek, pl.

29 Egyéb adalékok Gócképzők, kémiai habosítók Gócképzők - követelmények nedvesítés rossz oldhatóság magas olvadáspont diszpergálhatóság Típusok szervetlen adalékok, pl. talkum mono- és polikarboxil savak észterei polimerek, pl. etilén/akrilészter kopolimerek Topológia Kémiai habosítók azovegyületek szemikarbazidok tetrazolok benzoxazinok H 2 N C N N C NH 2 azodikarbonamid

Egyéb adalékok Antisztatikumok, ütésálló adalékok Antisztatikumok feltöltődés elleni védelem ruházati ipar vegyipar bányászat üzemanyag-kezelés felületaktív anyagok glicerin monosztearát

30 Egyéb adalékok Antisztatikumok, ütésálló adalékok Antisztatikumok feltöltődés elleni védelem ruházati ipar vegyipar bányászat üzemanyag-kezelés felületaktív anyagok glicerin monosztearát zsírsavészterek alkilaminok alkilszulfonátok vezető adlékok Ütésálló adalékok a) PVC klórozott polietilén EVA kopolimer MMA/butadién/St kopolimerek poliakrilátok ABS kopolimerek b) Polipropilén EPR és EPDM kopolimerek c) Polisztirol SBS kopolimerek d) Topológia módosított EPDM módosított polietilén

31 Egyéb adalékok Égésgátlók Töltő- és s erősítőanyagok Égésgátlók gyökfogó anyagok intumescens égésgátlók hígítás, hűtés Égésgátló típusa Poliolefinek PVC Polisztirol és ABS Műszaki műanyagok Telítetlen poliészterek Epoxi gyanták Poliuretánok Gumik és elasztomerek Egyéb polimerek Összesen Felhasználás (1000 t) 11,0 26,0 5,5 1,7 7,8 3,7 12,8 5,5 11,6 85,6

Hasonló dokumentumok

Degradáció, stabilizálás

Degradáció, stabilizálás Bevezetés Degradáció fogalmak, definíció, osztályozás depolimerizáció elimináció lánctördelődés, térhálósodás egyéb degradációs mechanizmusok Stabilizálás a PVC stabilizálása poliolefinek