Anyagismeret a gyakorlatban

Hasonló dokumentumok
MŰANYAGOK ÉGÉSGÁTLÁSA. Garas Sándor

Szabadentalpia nyomásfüggése

Tűzháromszög és égéselmélet D1 akció

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Elgázosító CHP rendszer. Combined Heat & Power

Veszprémi Egyetem, Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék

Mekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

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

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

Éghetőségi vizsgálatok

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

5. Laboratóriumi gyakorlat

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

T I T M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 7. évfolyam

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

Termokémia. Hess, Germain Henri ( ) A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

Alkímia Ma. az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával. KÖZÉPISKOLAI KÉMIAI LAPOK

Légköri termodinamika

STS GROUP ZRt. FUELCELL (Hidrogén üzemanyagcellás erőművek). Előadó: Gyepes Tamás (Elnök Igazgató) Kriston Ákos. Vándorgyűlés előadás,

Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyz jeligéje:... Megye:...

Porrobbanás elleni védelem. Villamos berendezések kiválasztása

A HULLADÉK HULLADÉKOK. Fogyasztásban keletkező hulladékok. Termelésben keletkező. Fogyasztásban keletkező. Hulladékok. Folyékony települési hulladék

Az égés és a füstgáztisztítás kémiája

LABORATÓRIUMI PIROLÍZIS ÉS A PIROLÍZIS-TERMÉKEK NÉHÁNY JELLEMZŐJÉNEK VIZSGÁLATA

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

a NAT /2013 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

5. előadás

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

KÖZSÉGI VERSENY KÉMIÁBÓL március 3.

TŰZVÉDELMI MÉRNÖKI KÉPZÉSEK

PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek

Munkavédelem - Tűzvédelem. Pécz Tibor

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

A kémiai energia és az elektromos áram kapcsolata a galvánelemben és az elektrolizáló cellában

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Az energia. Energia : munkavégző képesség (vagy hőközlő képesség)

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

Nemzeti Akkreditáló Hatóság. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Pirolízis a gyakorlatban

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Hulladékból energiát technológiák vizsgálata életciklus-elemzéssel kapcsolt energiatermelés esetén Bodnár István

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

Innovációs leírás. Hulladék-átalakító energiatermelő reaktor

1. feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: 9

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó

Mivel foglalkozik a hőtan?

2006R1907 HU

Ni 2+ Reakciósebesség mol. A mérés sorszáma

Kémiai reakciók mechanizmusa számítógépes szimulációval

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

Energiaminimum- elve

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

A hő- és füstelvezetés méretezésének alapelvei

TP-01 típusú Termo-Press háztartási műanyag palack zsugorító berendezés üzemeltetés közbeni légszennyező anyag kibocsátásának vizsgálata

A tételekhez segédeszköz nem használható.

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 4. Előadás

Curie Kémia Emlékverseny 9. évfolyam III. forduló 2018/2019.

IV.főcsoport. Széncsoport

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Európa szintű Hulladékgazdálkodás

MŰANYAG HULLADÉK HASZNOSÍTÓ BERENDEZÉS

KÉMIA évfolyam 8 osztályos gimnázium 698

Gázturbina égő szimulációja CFD segítségével

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

Általános Kémia, BMEVESAA101

Ex Fórum 2009 Konferencia május 26. robbanásbiztonság-technika 1

Műanyaghulladék menedzsment

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen

Alapok - 1. Az égés általános értelemben oxidáció. Tűzvédelmi szempontból a tűz nem irányított égés, amely káros következményekkel jár

Anyagok az energetikában

A tételek: Elméleti témakörök. Általános kémia

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

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

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

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

FELADATLISTA TÉMAKÖRÖK, ILLETVE KÉPESSÉGEK SZERINT

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Átírás:

Égési tulajdonságok Elméleti áttekintés: A gyakorlat célja a polimerek égési tulajdonságainak megismerése és az adott anyagra jellemző égési folyamat ismeretében ismeretlen anyagú termékek esetén azok alapanyagának meghatározása. Az égés reakciójához szükséges egy éghető anyag, valamint valamilyen oxidálószer, például a levegő. Az égés folyamatához szükséges még a megfelelő hőmérséklet elérése, jellemzően ezt egy külső hőforrás biztosítja. A megfelelő hőmérséklet hatására a polimerben megindul a kémiai kötések felbomlása, elkezdődik a termikus degradáció, és illékony frakciók jönnek létre. Ezek a frakciók kerülnek a levegőbe és az így létrejövő gáznemű elegy gyulladhat be, ha hőmérséklete eléri az anyagra jellemző öngyulladási hőmérsékletet (a reakció aktivációs energiájának hőmérséklete). A gázelegy alacsonyabb hőmérsékleten is meggyulladhat, amennyiben egy külső intenzív hőforrással érintkezik (szikra láng stb.), ezt nevezzük lobbanáspontnak. A gázfázisban különféle gyökös kémiai reakciók mennek végbe. Az égés során exoterm oxidációs folyamat zajlik le, és amennyiben e során megfelelő nagyságú a hőfejlődés, az égés önfenntartóvá válhat. Ebben az esetben a külső hőforrás eltávolítását követően is folytatódik a reakció, és kialakul az égés körfolyamata. Az égés során a polimer és gázfázis közötti anyag és hőtranszport egyszerűsített folyamata az 1. ábrán követhető nyomon. 1. ábra: Égés során fellépő anyag és hőtranszport [3] Az égés teljes folyamata igen összetett, több különböző reakció megy végbe a szilárd-, a gáz- és a határfázisban. Polimerekben a gyulladáshoz szükséges energia az anyag fizikai 2015/16. tavasz Polimerek égési tulajdonságai 1/5

jellemzőinek függvényében változik. Egy polimer hőbomlása (pl. a kovalens kötések felszakadása) endoterm reakció, amely hőbevitelt igényel. A rendszerrel közölt energiának magasabbnak kell lennie, mint a kovalens kötésekben tárolt kötési energia (200-400 kj/mol a legtöbb heterogén szénvázú polimernél). A polimer égését a következő paraméterek befolyásolják: 1. kémiai felépítés, molekuláris szerkezet 2. adalékanyagok, töltő anyagok, erősítőanyagok 3. az égés során jelenlévő atmoszféra összetétele 4. Anyag nedvesség tartalma Ha a tökéletes égés menne végbe, akkor az 1.1-es összefüggés alapján csak széndioxid és víz szabadulna fel a folyamat során, hiszen a polimerek többnyire szénből és hidrogénből épülnek fel. Azonban a lánggal történő égés közel sem tökéletes folyamat hatékonysága többnyire 50% és 95% között mozog. Ilyenkor az égés során szénmonoxid, korom és salak is megjelenik, valamint a különböző egyéb alkotó atomokból különböző vegyületek jönnek létre. C c H h O m N n X x + (c + h x 2m ) O 4 2 cco 2 + h x H 2 2O + n N 2 2 + xhx (1.1) A salak és korom képződése az égés során és a hőtranszport folyamatára jelentős hatással van, jellemzően ez a folyamat hőelvonással jár, tehát csökkenti a hőkibocsátást, valamint a salak jelenléte az éghető anyag elszigetelését segíti az égő közegtől, ezzel nehezítve és gátolva az égés folyamatát (2. ábra). Az is megfigyelhető hogy a legnagyobb hőkibocsátással a tömegpolimerek rendelkeznek. A polimerek jó éghetősége számos veszélyt tartogat azonban bizonyos esetekben előnnyel is jár, például ennek a jó éghetőségnek köszönhető, hogy hulladékégető üzemek működhetnek, hiszen a polimer a hulladék fűtőértékét növeli. 2015/16. tavasz Polimerek égési tulajdonságai 2/5

2. ábra: Hőkibocsátás az elszenesedett maradék arány függvényében [2] Az égéshez az éghető anyag mellett oxidálószerre is szükség van. A legtöbb esetben ezt a szerepet a levegő tölti be. A levegő oxigén tartalma átlagosan körülbelül 21 térfogat%, ez az oxigén mennyiség általában elégséges a polimerek égéséhez azonban ismerünk olyan anyagokat melyek égése több oxigént igénnyel. Ezért bevezették az úgy nevezett oxigén indexet (Limiting Oxigen Index, LOI), amely megmutatja, hogy gyújtóláng hatására milyen oxigénnitrogén elegyben gyullad meg a polimer és ég tovább. Az oxigén index tehát megmutatja azt is, hogy mindennapi környezetben az adott polimer meggyújtható-e. Néhány polimer LOI értékét mutatja az 1. táblázat. Polimer LOI (%v/v) Polimer LOI (%v/v) POM 15 PE 21 PP 17 PMMA 24 PA6 17 PC 25 PS 18 PEEK 35 ABS 18 kpvc 45 PET 20 1. táblázat: Különböző polimerek oxigén indexe [2] Mint már bemutatásra került a tömegműanyagok többnyire jól égnek, ami a szabályozott égési környezeten kívül jelentős biztonságtechnikai problémát is hordoz, például egy lakástűz esetén. A növekvő polimer felhasználásnak köszönhetően a lakástüzek lefolyása felgyorsult, ezzel csökkentve a túlélés esélyét. Ezért a polimerek égésgátlása igen fontos és kutatott téma. Az égésgátlók fizikai vagy kémiai hatással gátolják és lassítják az égést. Fizikai hatás esetén az égésgátlók magas hőmérséklet hatására elbomlanak. A bomlásuk során vízgőz keletkezik, ami hűti az anyagot, esetleg az elbomló anyagokból inert gázok szabadulnak fel, melyek hígítják a gyúlékony gázkeveréket, valamint habosítva az anyagot segítik az éghető anyag elszigetelését. A kémiai hatást kifejtő égésgátlók a bomlás során a szabad gyökök képződését gátolják. A műanyagokhoz használt égésgátlók kémiai összetételük alapján a következő csoportokba sorolhatók: - halogéntartalmú szerves vegyületek, - fém-hidroxidok, - szerves és szervetlen foszforvegyületek, - felhabosodó égésgátlók, - melaminszármazékok, - nanoszerkezetű égésgátlók. 2015/16. tavasz Polimerek égési tulajdonságai 3/5

A mérés leírása, elvégzendő feladatok: A gyakorlat során különböző polimerek érzékszerveinkkel észlelhető égési tulajdonságait vizsgáljuk, és a jellegzetességeket feljegyezzük. Összehasonlítjuk az éghető polimereket, valamint vizsgáljuk magas oxigén indexű és égésgátolt polimerek viselkedését. A különféle anyagok égetését a gyakorlatvezető végzi, a diákok figyelik és feljegyzik az anyagok égési tulajdonságait. Az anyagok vizsgálatát követően különböző termékek anyagának vizsgálata következik. [1] F. Laoutid, L. Bonnaud, M. Alexandre, J.-M. Lopez-Cuesta, Ph. Dubois: Materials Science and Engineering R 63, (2009), 100 125 : New prospects in flame retardant polymer materials:from fundamentals to nanocomposites [2] Polymer Flammability, National Technical Information Service (NTIS), Springfield, Virginia 2005 [3] T. Kashiwagi: Twenty-Fifth Symposium on Combustion, (1994), 1423 1437 : Polymer combustion and flammability Role of the Condensed Phase 2015/16. tavasz Polimerek égési tulajdonságai 4/5

Polimerek égési tulajdonságai Név: Neptun kód: Dátum: _ 1. Rajzolja fel a láng felépítését és a polimer anyagjellemzőinek változását a felszín közelében. 2. Írja le a polimer égését és a létrejött vegyületeket tökéletes égés esetén. 3. Milyen módon történhet a polimer termikus degradációja? 4. Soroljon fel a polimerek termikus stabilitására és éghetőségére vonatkozó méréseket. 2014/15. tavasz Anyagismeret a gyakorlatban 1/2

5. Írja fel polimer égetése során tapasztalt jelenségeket! 1 2 3 4 5 6 7 8 Név 6. Anyagfelismerés égési tulajdonságok alapján. Termék Anyag 1 2 3 4 7. Jegyzetek:... Hallgató aláírása: Gyakorlatvezető aláírása: Pontszám: /5 2015/16. tavasz Anyagismeret a gyakorlatban 2/2