Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v)

Átírás

1 Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) VIII. előadás: Polimerek anyagtudománya, alapfogalmak Előadó: Dr. Mészáros László Egyetemi docens Elérhetőség: T. ép.: 307. meszaros@pt.bme.hu április 03.

2 σ [MPa] Bemutatkozás 2 / 20 ε [%]

3 Számonkérés 3 / 20 Fakultatív ZH (polimer): Az utolsó oktatási héten, előadás az időpontjában. Ha a polimeres és a fémes rész külön-külön 3 -> megajánlott jegy Megajánlott jegynél a vizsgát fel kell venni, el kell jönni a vizsgára és kérni kell a jegy beírását, különben nem tudjuk, hogy esetleg javító szándékkal akar-e élni a hallgató. Segítség a polimeres felkészüléshez: A diák a polimeres honlapon ( A polimeres laborsegédletek letölthetőek a Polimertechnika Tanszék honlapjáról ( (a laborok segédletei és a laboron elhangzottak szintén tananyag) Alapkérdések, amelyek a korábbi tanulmányokkal kapcsolatosak (szükséges, de (még) nem elégséges szint). Az előadásokkal kapcsolatban felkészülést segítő kérdések.

4 Ajánlott segédanyagok 4 / 20 Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai, Műegyetemi Kiadó, Budapest, ( Bodor G.; Vas L.M.: Polimer anyagszerkezettan. Műegyetemi Kiadó, Budapest, Pukánszky B.: Műanyagok, BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék, Budapest, ( Bertóti I., Marosi Gy., Tóth A.: Műszaki felülettudomány és orvosbiológiai alkalmazásai, B+V Lap-és Könyvkiadó Kft., Budapest, László K., Horváth G.: Felületek fizikai kémiája, Typotex Kiadó, Budapest, ( Farkas F., Farkas F. J.: A ragasztás kézikönyve, Műszaki könyvkiadó, Budapest, Osswald T. A., Menges G.: Materials Science of Polymers for Engineers, Carl Hanser Verlag, Munich, 2012.

5 Minket körülvevő mesterséges polimerek 5 / 20 Osswald T. A., Menges G.: Materials Science of Polymers for Engineers, Carl Hanser Verlag, Munich, 2012.

6 Gerjesztés - válasz 6 / 20 Gerjesztés és válasz ε kr ε pr

7 A feldolgozástechnológia hatása a kialakuló szerkezetre 7 / 20 Sawyer L. C., Jaffe M.: The structure of thermotropic copolyesters. Journal of Materials Science, 21, (1986).

8 A hat P szemlélet 8 / 20 Polymer (itt műanyag értelemben) Process (feldolgozás) Product (termék) Performance (teljesítmény) Profit (haszon) Post-consumer life (felhasználás utáni élet) Molekuláris szerkezet, töltőanyagok, erősítőanyagok, adalékanyagok, kompatibilitás, adhézió, anyagi tulajdonságok Extrúzió, fröccsöntés, préselés, keverés, hőkezelés, morfológia, orientáció Granulátum, fólia, szál, alkatrész Termikus, mechanikai, optikai, környezeti Anyag-, szerszám-, energia- és fejlesztési költség Újrahasznosíthatóság, környezeti kockázatok, fenntarthatóság Osswald T. A., Menges G.: Materials Science of Polymers for Engineers, Carl Hanser Verlag, Munich, 2012.

9 Az anyagtudomány szerepe 9 / 20

10 Polimerek 10 /

11 Ismétlődő egység funkciós csoport - szubsztituens 11 / 20 H H H H H C C C C N C H H n H Cl n O

12 Ismétlődő egység funkciós csoport - szubsztituens 12 / 20 Poliamid 6 Poliamid 6.6 Poliamid 6.10 Poliamid 11 Poliamid 12 Aromás poliamidok: Nomex ; Kevlar

13 Szerkezet és átmeneti hőmérsékletek 13 / 20 PVC, PS, PC, PMMA, SAN PE, PP, PA, POM, PET, PBT SBR, NR, BR; NBR UP; VE; EP ATP 0 K T g T f T b GTE 0 K T g T b STD 0 K T g T b RK (T f <T m ) 0 K T g T m T b

14 Konformáció 14 / 20 Osswald T. A., Menges G.: Materials Science of Polymers for Engineers, Carl Hanser Verlag, Munich, 2012.

15 Konformáció 14 / 20 Cowie J. M. G., Arrighi V.: Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials, CRC Press, Boca Raton, 2007.

16 Konformáció 14 / 20

17 Szegmensmozgások 14 / 20

18 Szegmensmozgások 15 / 20

19 Főlánc felépítése 16 / 20 Pukánszky B.: Műanyagok, BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék, Budapest, 2003.

20 Szubsztituens mérete 17 / 20 Pukánszky B.: Műanyagok, BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék, Budapest, 2003.

21 Intermolekuláris kölcsönhatások 18 / 20 Pukánszky B.: Műanyagok, BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék, Budapest, 2003.

22 Alapkérdések 19 / 20 Mi a polimer, monomer, ismétlődő egység? Mutassa be a PE; PP; PS, illetve a PVC ismétlődő egységét! Ismertesse az első- és másodrendű kémiai kötéseket! Mit jelent az, hogy egy molekula, vagy molekularész poláros, ill. apoláros? Mi a különbség polimerek esetén a konfiguráció és a konformáció között? Mutassa be a polimerekben leggyakrabban előforduló kötőcsoportokat! Mit jelent a fázis az anyagtudományban? Mit jelent az, hogy egy polimer amorf, részben kristályos, gyengén-, illetve sűrűn térhálós szerkezetű? Mit jelent szegmens, illetve a szegmensmozgás a polimertechnikában? Milyen átmeneti hőmérsékletek vannak a polimerek esetén (molekuláris szinten milyen változásokat jelentenek ezek)? Mit jelent polimerek esetén az üveges átmeneti hőmérséklet? Hogyan határozható meg? Mi a jelentősége a polimertechnikában? Mik a kristályosodás feltételei polimerek esetén? Mit jelent a kúszás polimerek esetén?

23 Felkészülést segítő kérdések 20 / 20 Mik a polimerek alkalmazásának előnyei? Egy polimer alkatrész/termék esetén mik a legfontosabb tényezők, amik befolyásolják a tervezést? ( 6P szemlélet) Sorolja fel a polimerekben leggyakrabban előforduló kémiai elemeket! Példák segítségével mutassa be, hogy mi a különbség polimerek esetén az ismétlődő egység, a szubsztituens és a funkciós csoport között! A polimerlánc milyen molekuláris szintű jellemzői hatnak az üveges átmeneti hőmérsékletre? Hogyan hat a szubsztituens mérete a polimerek üveges átmeneti hőmérsékletére? Hogyan hat a főlánc szerkezete a polimer üveges átmeneti hőmérsékletére? Mutassa be, hogy az intermolekuláris kölcsönhatások hogyan hatnak a polimerek üveges átmeneti hőmérsékletére? Mutassa be a DSC működési elvét! Milyen paraméterek befolyásolják a mérést? (labor) Egy tipikus DSC görbe alapján mutassa be, hogy a polimerek milyen jellemzőit lehet meghatározni DSC méréssel? (labor) Hogyan lehet meghatározni egy polimer kristályos részarányát DSC mérés alapján? (labor)