Jól megmunkálható, nagy tömegben előállítható, sok jó tulajdonsággal rendelkező, az élet minden területén felhasznált anyagok.

Átírás

1

2 A műanyagok olyan óriásmolekulájú anyagok, amelyeket vagy a természetben megtalálható óriásmolekulájú anyagok átalakításával, vagy kismolekulák összekapcsolásával, mesterségesen állítanak elő. Jól megmunkálható, nagy tömegben előállítható, sok jó tulajdonsággal rendelkező, az élet minden területén felhasznált anyagok. Tulajdonságaik függenek a kiindulási anyagoktól, az adalékoktól és a feldolgozás módjától. Az első műanyagokat az 1830-as években állították elő. ~ 290 millió t/év világtermelés; több, mint műanyagféleség.

3 eredet szerint természetes mesterséges felhasználási terület szerint tömeg műanyagok műszaki műanyagok különleges műanyagok szerkezet szerint egyenes láncú elágazó láncú térhálós hővel szembeni viselkedés szerint hőre lágyuló (termoplasztikus) hőre keményedő (duroplasztikus) gyártás módja szerint polimerizációs polikondenzációs poliaddíciós kialakítás szerint lágy kemény rugalmas (elasztikus) kiindulási anyag állaga szerint gáz folyadék por, granulátum gyanta

4 hőre lágyuló láncmolekulákból épülnek fel (egyenes vagy elágazó) olvasztás szilárdulás reverzibilis erős kémiai kötés a láncon belül láncok közötti kötés gyenge hő hatására az anyag meglágyul, majd megolvad újra feldolgozható hőre keményedő térhálós molekula elrendezés olvasztás szilárdulás irreverzibilis feldolgozásuk során csak egyszer olvaszthatók magas hőmérsékleten a láncon belüli kötések sérülnek (bomlik, szenesedik) molekuláit erős vegyi kapcsolat köti össze nem dolgozható fel újra

5 (latex)

6

7 1.) Alapanyagokból kettős vagy többszörös kémiai kötésekkel rendelkező monomerek előállítása kémiai úton. 2.) 2.) Monomerek kötéseinek felbontása, aktív kapcsolódásra képessé tétele. 3.) Adalékanyagok hozzáadása tulajdonságokat befolyásolják, folyamatot gyorsítják (lágyítók, töltők, erősítők, színezők, antioxidánsok, égésgátlók, habosítók, stabilizátorok) 4.) Polimerek létrehozása sok monomer elem összekapcsolásával. (polimerizáció, polikondenzáció, poliaddíció) 5.) Formázás különféle eljárásokkal (meleg alakítás, hideg alakítás).

8 polimerizáció Kismolekulájú anyag molekuláinak felbontása, majd összekötése polimerré, melléktermék keletkezése nélkül. polikondenzáció Különböző típusú monomerek egyesítése polimerré, kismolekulájú melléktermékek keletkezése mellett. poliaddíció Kémiailag különböző molekulákból makromolekulák jönnek létre, melléktermék keletkezése nélkül.

9 extrudálás (csigapréselés) forgó, fűtött fémcsiga nyomja át a granulátumból megolvadt lágy masszát a megfelelően kiképezett szerszámnyíláson termékek: végtelen hosszú szálas anyagok (rúd, cső, profilok)

10 fröccsöntés a megolvasztott képlékeny masszát extrudercsigával (egy fúvókán keresztül) a szerszám formázóterébe nyomják az olvadék felveszi a szerszám üregének alakját és gyorsan megszilárdul a lehűtött szerszám szétnyitása után az alakos termék eltávolítható

11 extruder présformázás vastag falú extrudált csövet levegő fúvással tágítják a felfúvott cső rányomódik a forma hűtött belső falára és megszilárdul termékek: üreges testek, flakonok, palackok, tartályok

12 fóliafúvás vastag falú extrudált csőből vékony falú fólia cső készítése levegő befúvással a fólia csövet hengerek között összenyomják, majd feltekercselik termékek: különböző vastagságú fóliák fólia

13 kalanderezés extrudált, vastag, képlékeny masszát elősajtoló hengerek között vékonyítják fűtött hengerek között éri el a fólia a végleges vastagságát termékek: lemezek, szalagok, fóliák, szövetgumi, műbőr (pl. textil hordozón)

14 prés-sajtolás gumirugalmas és hőre keményedő műanyag présmasszák feldolgozó eljárása hő és a nyomás hatására a sajtolandó anyag meglágyul, kitölti a szerszámteret, térhálós szerkezet képződése közben kikeményedik termékek: formadarabok, alakos termékek

15 vákuumformázás hőre lágyuló lemezek alakítási technológiája a meglágyult lemezt vákuum (bizonyos termékeknél + levegő befúvás) segítségével formálják a szerszámban termékek: formadarabok, részletgazdag alakos termékek vákuumformázás vákuumformázás levegő befúvással

16 fröccs-sajtolás hőre lágyuló és hőre keményedő műanyagok gyártása a sajtolóanyagot különálló kamrában ömlesztik, majd onnan juttatják a sajtoló szerszámba újabban az ömledéket nem teljesen zárt, hanem kissé nyitott szerszámba vezetik, majd azt összezárva sajtolják termékek: bonyolult formájú, nagy felületű, vékonyfalú, mély lyukakkal, fémbetétekkel, szigorú mérettűréssel rendelkező műanyag formadarabok

17 szálhúzás olvadékból extruderhez csatlakoztatott szálhúzó fejen keresztül nyomják az ömledéket a szálakat hűtik, utókezelik, nyújtják, feszítik (szakítószilárdság növelése) az egyedi szálakat összefogva fonalat sodornak, majd feltekercselik vagy darabolják termékek: textilipari felhasználású, végtelen hosszúságú szálak

18 szálhúzás oldatból a polimert feloldják az oldószerben az oldatot kicsapó fürdőbe vezetik, ahol az oldószer összekeveredik a fürdő anyagával, mialatt a fonórózsán kialakulnak a szálak a szálakat nyújtják, mossák, utókezelik, szárítják, feltekercselik vagy darabolják termékek: textilipari felhasználású, végtelen hosszúságú szálak

19 habosítás a műanyag habok két- vagy többkomponensű anyagok: polimer + adalék + gáz (pl. levegő vagy CO 2 ) habosodás részfolyamatai: buborékok kialakítása, növekedése, stabilizálása a termék tulajdonságai és a habszerkezete a kiindulási anyagok mennyiségétől, tulajdonságaitól és a habosítási technológiától függ termékek: alakos termékek vagy sík lapok (kis- és nagysűrűségű, hőre lágyuló és hőre keményedő műanyag habok rugalmas, kemény és szerkezeti habok)

20 viszkóz cellulózból készül, jól színezhető, légáteresztő, jó nedvszívó, sztatikusan nem töltőik, nedves állapotban meggyengül, savakkal, lúgokkal szemben mérsékelten ellenálló fehérítőszerek a szálat magát nem, de a színezékeit megváltoztatják, mérsékelten éghető, kopásállósága gyenge. műselyem, ruhaanyagok, sálak, kendők, cérna, viszkózszivacs, felmosómopp, celofán, vatta, cellux, tömítő anyagok cellulóz észterek (cellulóz nitrát, cellulóz acetát) hőre lágyuló, átlátszó, tiszta, jól színezhető, mérettartó, szívós, ütésálló, nagyon tűzveszélyes (cellulóz nitrát) billentyűs hangszerek billentyűinek fehér bevonata, füst nélküli lőpor, lakkok, filmszalag, használati tárgyak pl. tollak, késnyelek, pingponglabda, díszítő elemek, műselyem, impregnálószer, fólia

21 gumi, ebonit (NR) kaucsukszármazék, jól tapad, kéntartalomtól függően rugalmas vagy kemény, könnyen alakítható, kopásálló, szakítószilárdsága jó, elektromos szigetelő, hidegtűrő, olaj öregíti gumiabroncsok, gumilemezek, tömlők, légrugók, tömítések, használati eszközök, szigetelések, fogantyúk, gumicsizmák és kesztyűk, játékok, lábtörlők, kompozitok műszaru tejfehérje alapú, hasonló a természetes szaruhoz, színezhető, polírozható, forgácsolható, oldószere nincs fésűk, gombok, csatok, fogantyúk, dísztárgyak egyéb, természetes alapú műanyagok linóleum, bitumen, kátrányok, növényi eredetű sellak természetes úton lebomló műanyagok keményítőből, keményítőből erjesztett tejsavból pl. virágcserép, sebvarró cérna

22 polietilén (PE) vegyszerálló, elektromos szigetelő, karcolódik, hajlékony, fagyálló, tűzveszélyes, nem törik, anyagában színezhető, hegeszthető, híg savaknak, lúgoknak, vegyszereknek ellenáll, nem festhető, nem túl szilárd, ~ 80 ০ C-on olvad, zsíros tapintású élelmiszer tárolás, gyógyszer csomagolás, fóliák, zsákok, zacskók, palackok, dobozok, hordók, csövek, szigetelő anyagok, hálók, vízvezetékek, háztartási eszközök, használati tárgyak, polifoam termékek, sportszerek polietilén-tereftalát (PET) kiváló mechanikai tulajdonságok, jó ütés és hőálló, hidegálló, vegyszerálló, nagy felületi keménység, kopásálló, átlátszó, mikroorganizmusoknak, UV-sugárzásnak ellenáll, jó elektromos szigetelő élelmiszercsomagolás, üdítős palack, fólia, mikrohullámtűrő csomagolás, műszálgyártás, textilipar, elektromos és gépkocsi alkatrészek

23 polivinil-klorid (PVC) vegyszer- és korrózióálló, ragasztható, festhető, hegeszthető, lágy és kemény változat, fény hatására öregszik, bomlik, éghető, füstje mérgező csövek, fóliák, viaszosvászon, palackok, csomagoló anyagok, padlóburkolók, műbőr, kábelborítás, játékok, zuhanyfüggöny, ablakkeret, elektromos szigetelő anyagok polisztirol (PS) átlátszó, erős, rugalmas v. merev, ridegen törik, átlátszó, üvegszerű, színezhető, habosítható, vízálló, lúg és saválló, szerves oldószerek oldják, nem hőálló, füstje mérgező csomagoló anyag, eldobható evőeszköz, DVD tartó, nikecell, habosított hang- és hőszigetelő, szivacs, vonalzó, gomb, fogkefe, írásvetítő fólia, optikai lencsék, el. alkatrészek

24 akrilnitril butadién sztirol (ABS) jó elektromos szigetelő, ütésálló, kemény, rugalmas, szilárd, hőálló, vegyszerálló, de bizonyos oldószerek oldják, felülete fényes, kevésbé időjárásálló elektronikai alkatrészek, burkolatok pl. monitor, nyomtató, billentyűzet, telefon, orvostechnikai eszközök, hangszerek, kopásgátló elemek, játékok, műgumi, irodaszerek, lakásfelszerelési tárgyak, biztonsági sisakok poliamid (pl. nejlon, perlon) (PA) hajlékony, nagy szakítószilárdságú, kopásálló, éghető, lúgban oldódik, nedvességet nem szívja magába, van hőre nem lágyuló változata is (aramid) ruházati- és ipari textíliák, harisnya, autóipari borítások, csapágygolyó, horgászzsinór, rudak, csövek, fóliák

25 polipropilén (PP) rugalmas, szilárd, szívós, eléggé ütésálló, oldószerekkel, savakkal, lúgokkal szemben rendkívül ellenálló, napfényre, hidegre érzékeny, éghető élelmiszeripari csomagolóanyagok, zsákok, csomagolófóliák, védőruhák, csövek, dobozok, kötelek, húrok, szőnyegek, ragasztószalagok, tartályok, játékok, cipősarok, el. alkatrészek, járműalkatrészek, háztartási eszközök polimetil-metakrilát (plexi) (PMMA) nagy szilárdságú, átlátszó, színezhető, törhetetlen üveg, ütésálló, UV ellenálló, karcolódik, szövetbarát, melegen jól alakítható repülőgépek ablakai, épületek, csarnokok szilánkmentes üvegezése, prizmák, optikai lencsék, lámpatestek, burkolat, dekorációk, műszeralkatrész, háztartási eszközök alkatrészei, szövetbarát gyógyászati protézisek, használati tárgyak

26 poliakrilnitril (PAN) fénnyel, időjárással szemben ellenálló, de szilárdsága, kopásállósága gyenge, színezhető, vegyszerállósága jó, színezhető, gyapjúszerű, puha tapintású fonalak, cérnák, műszőrme, ruházat, lakástextilek, oxigénzáró fóliák bevonata pl. fogkrémes, egyéb krémes tubus, karbonszálak előállítása poliészter (pl. terilén) (PES) jó elektromos- és hőszigetelő, ~ 250 ০ C-ig hőálló, jó mechanikai tulajdonságok, vegyszerálló, de lúgban oldódik, kopásálló, nagy szakító és átütő szilárdság, van hőre keményedő változata is szövött, kötött textíliák, fonalak, kötelek, gumiabroncs szövetbetétek, ultrafinomságú textilszálak, párnatöltet, antipiling munkaruhák, szarvasbőr utánzatú anyagok, fóliák, csomagolóanyagok, video-, audio- és filmszalagok, táskák

27 polikarbonát (PC) átlátszó, nagy szilárdság, ütés és törésálló, ~ 300 ০ C-ig hőálló, időjárásálló, rugalmas, hidegen is hajlítható, karcolódik, sterilizálható, jó méretstabilitás, jó elektromos- és hangszigetelő, biológiai semlegesség, újrafeldolgozhatóság élelmiszer és üdítőital tároló edények, CD, szemüvegek, optikai eszközök, pajzsok, biztonsági üveg, jelzőlámpa, lencsék, lemezek, szélvédők, átlátszó tetők, melegházak, medencefedelek, gyógyászati és biztonságtechnikai eszközök, háztartási és irodai eszközök, szórakoztatóelektronikai és gépkocsi alkatrészek poliuretán (PUR) rugalmas vagy merev hab, kitűnő hőszigetelő, vegyi anyagoknak, olajnak, benzinnek, tengervíznek ellenáll, égésterméke mérgező, van hőre keményedő változata is hőszigetelő hab, tűzvédelmi hab, autóipar, bevonatok, ragasztó anyagok, festékek, műbőrök, fürdőruhák, szőnyegalátétek, kárpitozott bútorok, szivacsok, csomagolóanyagok, hűtőgépek, szőnyegek, padlóburkoló anyagok hátoldala

28 politetrafluor-etilén (teflon) (PTFE) kemény, hő, hideg és kopásálló, vegyi anyagoknak ellenáll, olvadásponja: 327 C, de tulajdonságai 260 C fölött már romlanak, jó elektromos szigetelő, jó siklási tulajdonságok, fiziológiailag semleges (élelmiszeripar, gyógyászat), szívós, legkevésbé éghető polimer, jó nem mérettartó, nem karcálló csúszócsapágyak, tömítések, csövek, edények, tartályok, élelmiszer- és gyógyszeripari berendezések alkatrészeinek tapadásmentes, korrózióálló bevonata, csapágybélések, szivattyúmembránok, rádiófrekvenciás eszközök, elektromos szigetelések, űrtechnika poli-ftalamid, aramid (kevlar) (PPA) poliamidok közé tartozik, kémiai szerekkel szemben ellenálló, nagy szilárdság, kis súly, hajlékony, lángálló (~ 500 C felett olvad, majd szétesik), alacsony nyúlás, kiváló mérettartás, jó elektromos szigetelő, UV érzékeny, különlegesen erős szálak (5-ször erősebb a vasnál) motoros ruhák, különleges védőruházat, védőkesztyűk, golyóálló mellények és sisakok, nagy szilárdságú kötelek, tenger alatti kábelek bevonata, hangszóró membránok, autógumi erősítése, űrtechnológia

29 fenoplaszt (bakelit) (PF, RF) nem éghető, nem olvad, savaknak, lúgoknak ellenáll, erős szagú, jó elektromos szigetelő, kemény, rideg, sötét barna, fekete, 170 C-ig hőálló, majd szilárdságát elveszti, 400 C-on elszenesedik, töltő- és vázanyagok hozzáadásával használják elektromos készülékek, nyák lapok műanyag lemeze, műszaki cikkek, (kapcsolók, konnektorok, fogantyúk), csapágyak, élelmiszeripari célokra szaga miatt nem alkalmas, (hanglemez gyártása soha nem használták, mert rideg) aminoplaszt (UF, MF, UMF) átlátszó, tetszetős, igen szívós, hőálló, nem ég, karcálló, színezhető, szagtalan, habosítva jó hő- és hangszigetelő, nem ég, jó elektromos szigetelő mechanikai szilárdság, víz és vegyszerállóság jó bútoripari bevonólapok, villamosipari kapcsolók, csatlakozók, fogantyúk, evőeszköz nyelek, WC ülőkék, poharak, tányérok, tálak, építőipari habok, ragasztó, ortopédiai bandázsok, hűtőszekrények belső borítása, repülőgépek, hajók alkatr.

30 epoxigyanta (EP) mechanikai tulajdonságok, környezeti hatásokkal szembeni ellenálló képesség, tapadási képesség, vízzel szembeni ellenálló képesség kiváló, térhálósítható, zsugorodik, borostyánszerű, nagyon jó elektromos szigetelő elektromos készülékek, nagy szilárdságú ragasztó, bevonat, szigetelés, festékek hordozóanyaga, lemezalakító szerszámok, idomszerek, sablonok, hajótestek, karosszéria elemek, önterülő padlóburkolatok szilikon (SI) több változat, színtelen, szagtalan, vízben oldhatatlan, hőálló ( C), elasztikus, kiváló hézagkitöltő képesség, hatékony tömítő anyag, kitűnő elektromos szigetelő, kiválóan önthető rugalmas, vízálló tömítések, fém-, üveg és műanyag csatlakozások víz-, gázálló, hőálló tömítése, üvegragasztás, kenőanyag, öntőforma, építőipari szigetelés, hőfüggöny

31 melamin-formaldehid gyanta (MF) ~ 300 C-ig hőálló, szerves oldószerekkel szemben rendkívül ellenálló, stabilitás nagyon jó, hosszú időn keresztül, jól sterilizálható, könnyen megkötődik más műanyagok felületén műanyagok festéke, papír impregnálása, műanyag eszközök (edények, tányérok, evőeszközök), rovarölő szer, bútorlapok kötőanyaga, bevonata, hangszigetelő habok poliészter gyanta rendkívül ellenálló, oldhatatlan, átlátszó vagy színes, tetszetős, kötőanyag héjszerkezetekhez, könnyen megmunkálható, jó elektromos szigetelő, időjárásálló, saját anyagával ragasztható elektromos és egyéb alkatrészek, csónaktest, hullámlemez, mosdókagyló, kád, medence, zuhanykabin, játékok

32 probléma főként fosszilis, belátható időn belül elfogyó energiaforrások használatával gyártott termékek kerülnek örökre a szeméttelepekre, illegális lerakókba vagy az égetőkbe, a környezetben gondokat okozva (~270 ezer t műanyag úszik az óceánokban) szennyezik a talajt és az élővizeket égéstermékük általában mérgező, egészségkárosító, levegőszennyező a hőre lágyuló műanyagok többsége ismét feldolgozható, de csak keveset hasznosítunk

33 levegő

34 víz talaj

35 egészségügyi hatások műanyagok általában teljesen veszélytelenek (2, 4, 5) bizonyos műanyagok az emberi szervezetre káros anyagokat tartalmaznak [bisfenol A (BPA); ftalátok; polivinil-klorid (PVC)] ezekben tárolt élelmiszer, ital elfogyasztása, velük való tartós érintkezés egészségkárosító hatású, mert belőlük a káros vegyi anyagok kerülhetnek ki Hogyan kerüljük el? műanyag edényben ne melegítsünk ételt a mikróban mosogatáskor ne súroljuk a műanyag edényt gyerek a műanyag játékait ne vegye a szájába használjunk ph semleges mosogatószert (ph=7) savas italokat (pl. citromlé) ne tartsunk műanyag flakonban

36 megoldás (?) legjobb a környezettudatosság, a megelőzés felhasznált műanyag termékek mennyiségének csökkentése (főként a rövid életű csomagoló anyagoké) műanyag tárgyak többszöri használata szelektív gyűjtés, újrahasznosítás (jelentős mennyiségű elsődleges nyersanyagot takaríthatunk meg, DE! az újrafeldolgozás során is keletkezik energiaigény és szennyezés) biológiailag lebomló műanyag csomagoló anyagok használata (DE! drága, tápláléknövényekből készítik, nehézfémeket tartalmaz, csak bizonyos körülmények között bomlik le, visszagyűjtése problémás)

37 szelektíven gyűjthető ásványvizes és üdítős PET palackok zacskók, reklámtáskák, műanyag fóliák PP és HDPE jelzésű kozmetikai szeres flakonok italos karton autógumi (hulladékudvarban, egyéb kijelölt helyeken) szelektíven nem gyűjthető zsíros, vegyi anyaggal szennyezett flakon élelmiszer-maradványt tartalmazó műanyag tejes, tejfölös, joghurtos poharak, margarinos doboz fogkefe hungarocell (hulladékudvarban igen) műanyag játékok videó-, és magnókazetta, CD/DVD lemez egyéb műanyagnak ítélt hulladék (pl. nejlonharisnya) hasznosításuk jelenleg nem megoldott elégetés, deponálás

38 begyűjtött műanyag hasznosítása fajtánkénti válogatás a gyűjtőhelyen tömörítés, bálázás szállítás a feldolgozó üzembe fizikai aprítás vagy monomerekre bontás vegyi úton vegyszeres tisztítás granulátum készítése (szemcsés félkész termék) műanyag termékek készítése termékek virágcserép, szőlőkaró, kerítésoszlop, vödör, gyeprács, kerti pad, szemetes zsák, fűnyíró alkatrészek, szemetes lapát, hólapát, szemeteskuka, ruhafogas, láda, ipari csövek, görgők, zsákok, vízzáró fólia, fekvőrendőr, terelőtábla, betonadalék, műanyag padlólapok, kábelvédő csatorna, csőzáró kupak, csomagolóanyagok, rendszámtartó keret, pántoló szalag, strandlabda, úszógumi, CD és DVD tartó tok, raklap, italos rekesz, textilipari műszálak, ruházati termékek, esernyő, fonalak, papucs, esőkabát, asztalterítő, strandtáska, pénztárca, edényalátét, plüssállatok

39

40 energetikai hasznosítás égetés speciális fűtőműben - káros égéstermékek kiszűrése, elvezetése, semlegesítése (nem mindig elég hatékony!) - elektromos áram termelés - lakossági melegvíz, távfűtés - melegházak fűtése lerakás (deponálás) legális lerakóhelyen (ideiglenes vagy végleges) környezetszennyező illegális lerakóhelyen (!) környezetszennyező, bűncselekmény

41 források