II. POLIMEREK MORFOLÓGIAI SZERKEZETE

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

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

Szerkezet és tulajdonságok

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék

Polimerek alkalmazástechnikája BMEGEPTAGA4

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

Polimer anyagtudomány BMEGEPTMG20, 2+0+1v, 4 krp

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Ajánlott segédanyagok. Határfelület-kohézió-adhézió

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

VI. POLIMEREK TÖRÉSI VISELKEDÉSE

VII. POLIMEREK MECHANIKAI VISELKEDÉSÉNEK MODELLEZÉSE

Polimer anyagtudomány

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

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Tematika. Ajánlott segédanyagok

Szerkezet és tulajdonságok

Anyagtudomány: hagyományos szerkezeti anyagok és polimerek

Polimer anyagtudomány

III. POLIMEREK SZERKEZETVIZSGÁLATI MÓDSZEREI

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Műanyagok Pukánszky Béla - Tel.: Műanyag- és Gumiipari Tanszék, H ép. 1. em.

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

Polimerek anyagszerkezettana és technológiája

A4. Hőre lágyuló műanyagok melegalakítása

Anyagok az energetikában

Társított és összetett rendszerek

Anyagok az energetikában

Termikus analízis alkalmazhatósága a polimerek anyagvizsgálatában és jellemzésében

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Rugalmas műanyagok. Lakos Tamás Groupama Aréna nov. 26.

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Ciklikus butilén-tereftalát mint polimer alapanyag és polimer adalékanyag

POLIMER KEVERÉKEK KÉSZÍTÉSÉNEK ELMÉLETE THEORETICAL APPROACH TO IMMISCIBLE POLYMER BLENDS

MŰANYAGFAJTÁK. Új olefin blokk-kopolimerek előállítása posztmetallocén technológiával

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

A POLIMERKÉMIA ESZKÖZTÁRA, AVAGY HOGYAN ÁLLÍTHATÓK BE EGY ÓRIÁSMOLEKULA TULAJDONSÁGAI?

POLIMERTECHNIKA SZEKCIÓ

egyetemi tanár Nyugat-Magyarországi Egyetem

Ph.D. Tézisek. Juhász Péter. Propilén/α-olefin random kopolimerek kristályosodás-kinetikai és morfológiai vizsgálata. Témavezető: Dr.

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szerves Kémia és Technológia Tanszék. TDK dolgozat

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

Fázisátalakulás Fázisátalakulások diffúziós (egyedi atomi mozgás) martenzites (kollektív atomi mozgás, diffúzió nélkül)

8. Fröccsöntés szerszám, termék, tulajdonságok

A tételekhez segédeszköz nem használható.

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Környezetbarát önerõsítéses polimer kompozitok

Sztirolpolimerek az autógyártás számára

Szakmai tevékenység az MTA TTK Polimer Fizikai Kutatócsoportjában és a BME Műanyag- és Gumiipari Laboratóriumában

Polimer nanokompozitok

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2.

Szakmai önéletrajz Sikló Bernadett

2008 Budapesti és Pest Megyei Mérnöki Kamara Diplomaíja, Mechanoplast Diplomadíj Pályázat különdíja

Műanyagalakító szerszámok tervezése

Anyagtudomány. Ötvözetek egyensúlyi diagramjai (állapotábrák)

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok.

Etalon a műanyagfeldolgozásban.

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Halmazállapotok. Gáz, folyadék, szilárd

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok.

A MÛANYAGOK TULAJDONSÁGAI

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

HALOGÉNMENTES ÉGÉSGÁTLÓ HATÁSA PET KRISTÁLYOSODÁSÁRA EFFECT OF HALOGEN-FREE FLAME RETARDANT ON CRYSTALLIZATION OF PET

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

Polimerek. Alapfogalmak. Alapstruktúra : Természetes polimerek: Mesterséges polimerek, manyagok. Szabad rotáció

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Tárgyszavak: polilaktid; biológiai lebomlás; komposztálhatóság; megújuló nyersanyagforrás; feldolgozás; tulajdonságok.

Műanyag- és elasztomer ragasztási útmutató

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok

Német: középfokú, C típusú állami nyelvvizsga (2005) Angol: alapfok

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Molekulák, folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok

Menyhárd Alfréd. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Ph. D. Tézis. Témavezető: Varga József

Fa-műanyag kompozitok (WPC) és termékek gyártása. Garas Sándor

Kristályos és amorf polimerek termikus vizsgálata differenciális pásztázó kalorimetriával

FÉMÖTVÖZETEK HŐKEZELÉSE

Többfalú szén nanocső tartalmú polimer nanokompozitok előállítása és tanulmányozása

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Felkészülést segítő kérdések Polimertechnika (BMEGEPTAMT0) 2015 ősz

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

Előadó: Érseki Csaba

A fröccsöntési zsugorodás és a technológia összefüggése

Tárgyszavak: Olaszország; csomagolóeszköz; kozmetikum; gyártás; alapanyagok; szakkiállítás; csomagolási Oscar-díj.

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

VÁLASZOK Dr. Belina Károly professzor úr bírálatában megfogalmazottakra

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

I. POLIMEREK ATOMOS ÉS MOLEKULÁRIS SZERKEZETE

American Society of Materials. Szilárdtestek. Fullerének (C atomok, sokszögek) zárt gömb, tojás cső (egy és többrétegű)

Az izotaktikus polipropilén optikai tulajdonságait befolyásoló szerkezeti tényezők meghatározása és modellezése

Nem fémes szerkezeti anyagok. Kompozitok

Textilmechanikai technológia

Anyagtudomány: hagyományos szerkezeti anyagok és polimerek

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, X. 18

Spektroszkópiai módszerek és ezek más módszerrel kombinált változatainak alkalmazása a műanyagiparban

Fővállalkozó: TELVICE KFT. A projekt címe: Egységesített Jármű- és mobilgépek képzés- és tananyagfejlesztés

Mőanyagok felosztása. Mőanyag fröccsöntı szerszámok tervezése és gyártása. Mőszaki mőanyagok. Dr. Mikó Balázs

Műanyagok tulajdonságai. Horák György

Átírás:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék Polimer anyagtudomány BMEGEPTMG04, 3+0+1v, 5 krp II. POLIMEREK MORFOLÓGIAI SZERKEZETE Vas László Mihály Felhasznált források Irodalom 1. Bodor G.-Vas L.M.: Polimerek szerkezettana. Műegyetemi Kiadó, Bp. 2000. 2. Halász L.-Zrínyi M.: Bevezetés a polimerfizikába. Műszaki K., Bp. 1989. 3. Bodor G.: A polimerek szerkezete. Műszaki K. Bp. 1982. 4. Bodor G.-Vas L.M.: Polimer anyagtudomány. Kézirat. BME, Bp. 2000. 5. Ehrenstein G.W.: Polymerwerkstoffe. Struktur und mechanische Verhalten. C.Hanser Verlag, München, 1978. 6. Pukánszky B.: Műanyagok. Műegyetemi Kiadó, Bp. 1995. 7. Oswald T.A.-Menges G.: Materials Science of Polymers for Engineers. Hanser Pub., New York, 1996. Ajánlott irodalom 8. Ward I.M.-Hadley D.W.: An Introduction to the Properties of Solid Polymers. J.Wiley&Sons, Chichester, 1993. 9. Strobl G.: The Physics of Polymers. Concepts of Understanding their Structures and Behaviour. Springer Verlag, Berlin. 1996. 10. Menges G.: Werkstoffkunde der Kunststoffe. C.Hanser Verlag, München, 1985. 11. Eisele U.: Introduction to Polymer Physics. Springer-Verlag Verlag, Berlin 1990. 2 1

Morfológiai szerkezet 1. Eltérések a kis- és nagymolekulájú anyagok között Hosszútávú rugalmasság Kristályosságbeli eltérések Kristályos részek elsőrendű átalakulás (T cr <T m ) Amorf részek másodrendű átalakulás (T g ) Kismolekulájú anyagok Kristályosság Olvadás Hiszterézis Átmenet jellege Teljes Éles olvadáspont Nincs Egyensúlyi állapotokon át Nagymolekulájú anyagok Részleges Olvadási intervallum Van Egyensúlyi állapottól távol 3 Morfológiai szerkezet 2. Első- és másodrendű átalakulás Elsőrendű átalakulás (T m ):: a szabadentalpia (G) folytonos, a térfogat (V) szakadásos Másodrendű átalakulás (T g ):: G, V folytonos, az α hőtágulási együttható szakadásos V V α = G = P T T p T g T m T g T m Kismolekulájú anyag Polimer 4 2

Morfológiai szerkezet 3. Kristályosság kimutatása röntgendiffrakcióval Kis- és nagymolekulájú anyagok diffraktogramjai Amorf polimer (PS) Kismolekulájú kristályos anyag Részbenkristályos polimer (PET) Konyhasó (NaCl) Kristályosság alapfeltétele: sztereoreguláris molekulaláncok 5 Morfológiai szerkezet 4. Polimer kristálycella (nyújtott, spirális láncalakok) PE kristálycella: Láncalak: nyújtott a = 0,736 nm b = 0,492 nm c = 0,254 nm PP kristályban: Láncalak: spirális PA6.6 kristálycella Láncalak: nyújtott 6 3

Morfológiai szerkezet 5. Polimerek kristályosodási folyamata = Gócképződés+növekedés Avrami egyenlet Gócképződési entalpia (G) m L, m S, m o folyadék-, szilárdfázis, polimer tömege Z = sebességi állandó N[1/sm 3 ]= gócképződési állandó G[m/s]= növekedési állandó n= Avrami kitevő (1 n 4) ml ( t) = m 4 Zt oe m n o ml Zt x( t) = = 1 e mo 3 πng ρ S Z = 3ρ L T=110 o C: n=2 T=236 o C: n=4 T=240 o C: n=4 7 Morfológiai szerkezet 6. Polimerek kristályosodási folyamata Gócképződés+növekedés Gócképződés és létrejött gócok típusai Előrendeződések az olvadékban 8 4

Morfológiai szerkezet 7. Morfológiai egységek rendezett részek Krisztallit: A legkisebb rendezett rész a polimerben Belső rendezettsége: 3D Nem egykristály: mert nem határolják síklapok Elnevezések a befoglaló téglatest méretarányai alapján: Krisztallit Fibrilla Lamella c a b c a a>>b,c b c a a,b>>c b 9 Morfológiai szerkezet 7.a. Polimerek és morfológiai szerkezettípusok Orientálatlan homopolimerek Rojtos micellás szerkezet Parakristályos szerkezet Szferolitos szerkezet Egyéb, különleges szerkezetek Orientált homopolimerek Transzkristályos szerkezet Shish-kebab szerkezet Fibrilláris szerkezet Fröccsöntött homopolimer mag-héj szerkezete Kopolimerek, polimer keverékek Társított polimerek, kompozitok 10 5

Morfológiai szerkezet 8. Rojtos micellás szerkezet A láncmolekulák több amorf területen és rendezett részen (micellán) haladnak át. Kis kristályos részarány esetén 11 Morfológiai szerkezet 9. Parakristályos szerkezet (nagy kristályos részarány is lehet) Ideális rács és fénydiffrakciós képe Elsőfajú rácstorzulás és fénydiff. képe Másodfajú rácstorzulás és fénydiffrakciós képe Hosemann (1950) 12 6

Morfológiai szerkezet 10. Parakristályos szerkezet (nagy kristályos részarány is lehet) Ideális Pkr. Reális Pkr. Ideális rács Parakristály-rács (Pkr) Amorf Klaszter Bobeth W.: Textile Faserstoffe. Springer-Verlag, Berlin. 1993. 13 Morfológiai szerkezet 11. Szferolitos szerkezet HDPE gyors kristályosítás, 100x Szferolit: Gömbszerű, kettőstörő képződmény PEO Ø0,2 mm HDPE szemcsés szerkezetben, 100x 14 7

Morfológiai szerkezet 12. Szferolitos szerkezet Bernauer szerinti fejlődés Polimer lánc: n <n PP szferolit n < n r <n t <n n < n t <n r <n 15 Morfológiai szerkezet 13. Szferolit felépítése Szferolitok formálódnak, ha nincs erős áramlási gradiens, vagy nyíróhatás Rendezett (kristályos) és amorf részek a szferolitban 16 8

Morfológiai szerkezet 14. Orientált, fibrilláris szerkezetek Orientált szerkezet formálódik, szferolit helyett, erős áramlási gradiens és/vagy nyíróhatások mellett. Shish-kebab = saslik = rablóhús 17 Morfológiai szerkezet 15. Erősen orientált, fibrilláris szerkezetek PA6.10 fibrillák 15000x Transzkristályos szerkezet Sok kristálygóc Gátolt szferolitfejlődés Cellulóz fibrillák 15000x 18 9

Morfológiai szerkezet 16. Erősen orientált, fibrilláris szerkezetek Szferolitos PVDF fázis ipp transzkristályosodása PVDF-en ipp nukleációja PA6 szálakon ipp transzkristályosodása szénszálon Varga J. Menyhárd A.: Interfacial morphology in PP blends and composites. PAT Symposium BME Bp. 2005. Karger-Kocsis J. Varga J.: Interfacial morphology in PP-composites. In: PP: An A-Z Reference. Kluver A.P., Dordrecht, 1999. 19 Morfológiai szerkezet 17. Erősen orientált, fibrilláris szerkezetek - Szálak Orientált poliészter (PET) szál 100% parakristályos HPPE (SK60) Folyadékkristályos Kevlar (100% parakristályos) www.dsm.com 20 10

Morfológiai szerkezet 18. Egyéb szerkezeti képződmények - egykristályok PA6 egykristály PE egykristály PE egykristály vastagodása hőkezelésre Woodward A.E.: Atlas of Polymer Morphology. Hanser Pub. Munich, 1989. Lamellák és a lánchajtogatódás 21 Morfológiai szerkezet 19. Egyéb szerkezeti képződmények Hedrit (PE) Dendrit (PE) PTFCE Nyújtott láncú lamellák (Magas nyomáson kristályosítva) Woodward A.E.: Atlas of Polymer Morphology. Hanser Pub. Munich, 1989. 22 11

Morfológiai szerkezet 20. Fröccsöntött polimer alkatrész falának összetett szerkezete Bőrréteg (A) Köpeny (B) Mag (C) Gyorsan hűtött POM Extrudált, ill. fröccsöntött termék szerkezete Woodward A.E.: Atlas of Polymer Morphology. Hanser Pub. Munich, 1989. 23 Morfológiai szerkezet 21. Többfázisú, összetett szerkezetek - Kopolimerek Nem összeférhető polimerekből készült amorf kopolimer szerkezete Woodward A.E.: Atlas of Polymer Morphology. Hanser Pub. Munich, 1989. 24 12

Morfológiai szerkezet 22. Többfázisú, összetett szerkezetek - Kopolimerek Ütésálló PS butadién adalék Ütésálló PVC klórozott PE 25 Morfológiai szerkezet 22. Többfázisú, összetett szerkezetek Kopolimer, keverék 28m%PS/72m%PEO diblokk-kopolimer lamelláris kristályszerkezete 5m% PS/95m% nagy mólsúlyú PMMA keverék (blend) kétfázisú szerkezete Woodward A.E.: Atlas of Polymer Morphology. Hanser Pub. Munich, 1989. 26 13

Morfológiai szerkezet 23. Többfázisú, összetett szerkezetek TPE, TPR Termoplasztikus elasztomer (TPE): lineáris blokk-kopolimer, fizikai térhálós szerkezettel (megolvasztható kötőszegmensekkel) Kemény szegmens szobahőmérsékleten: Amorf üvegszerű állapotú Kristályos állapotú (krisztallit) Bartha Z.: Gumiipari kézikönyv I. Taurus-OMIKK, Bp. 1988. 27 Morfológiai szerkezet 24. Többfázisú, összetett szerkezetek - TPE Kétkomponensű rendszer fázismorfológia típusai TPE tartomány Bartha Z.: Gumiipari kézikönyv I. Taurus-OMIKK, Bp. 1988. 28 14

Morfológiai szerkezet 25. Főbb polimer anyagosztályok összehasonlítása Bartha Z.: Gumiipari kézikönyv I. Taurus-OMIKK, Bp. 1988. 29 Morfológiai szerkezet 26. Társított polimerek, szálerősített polimer kompozitok Filament szén/epoxi Filament/folytonos szálas kompozit Filament üveg/up Vágott/rövid szálas kompozit Rövid üvegszál erősítésű telítetlen poliészter (UP) 30 15