A poli(izo-butilén) gyakorlati alkalmazásai

Hasonló dokumentumok
Veszprémi Egyetem, Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék

Műanyagok tulajdonságai. Horák György

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Polimerizáció. A polimerizáci jellemzőit. t. Típusai láncpolimerizáció lépcsős polimerizáció Láncpolimerizációs módszerek. Monomerek szerkezete vinil

Poliaddíció. Polimerek kémiai reakciói. Poliaddíciós folyamatok felosztása. Addíció: két molekula egyesülése egyetlen fıtermék keletkezése közben

Autódiagnosztikai mszer OPEL típusokhoz Kizárólagos hivatalos magyarországi forgalmazó:

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

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

Vízálló faragasztók TÍPUSOK, TULAJDONSÁGOK ÉS TAPASZTALATOK. Aktualitások a faragasztásban 2016 Sopron, szeptember 9. Dr.

Veszprémi Egyetem, Vegyészmérnöki Intézet K o o p e r á c i ó s K u t a t á s i K ö z p o n t 8200 Veszprém, Egyetem u. 10., Tel.

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

Aerogél alapú gyógyszerszállító rendszerek. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

Mőanyagok újrahasznosításának lehetıségei. Készítette: Szabó Anett A KÖRINFO tudásbázishoz

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

Pórusos polimer gélek szintézise és vizsgálata és mi a közük a sörgyártáshoz

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

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

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

2. ábra. 1. ábra. Alumínium-oxid

Kínálatunkban megtalálhatók a szilikon tömítőgyűrűk és forgalmazott NBR gumi gyűrűk metrikus és coll méretben darabos és dobozos kiszerelésekben.

és s alkalmazása Dencs Béla*, Dencs Béláné**, Marton Gyula**

Jóváhagyások és specifikációk

Szűrés. Gyógyszertechnológiai alapműveletek. Pécsi Tudományegyetem Gyógyszertechnológia és Biofarmáciai Intézet

Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

α,ω-funkcionalizált POLIMEREK SZINTÉZISE Synthesis of α,ω-functionalized polymers Doktori (PhD) értekezés tézisei Nagy Miklós

Szigetelőanyagok. Műanyagok; fajták és megmunkálás

Rugalmas műanyagok. Lakos Tamás Groupama Aréna nov. 26.

POLIMER KÉMIA ÉS TECHNOLÓGIA

JELENTÉS. MPG-Cap és MPG-Boost hatásának vizsgálata 10. Üzemanyag és Kenőanyag Központ Ukrán Védelmi Minisztérium

Kínálatunkban megtalálhatók a szilikon tömítőgyűrűk és forgalmazott NBR gumi gyűrűk metrikus és coll méretben darabos és dobozos kiszerelésekben.

Új típusú csillag kopolimerek előállítása és funkcionalizálása. Doktori értekezés tézisei. Szanka Amália

Anyagok az energetikában

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

Mucilago / Mucilagines

Az elállítási körülmények hatása nanoporokból szinterelt fémek mikroszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira

Zárójelentés. Célul tűztük ki a szilárd adalékanyagok (ható és segédanyagok) hatásának vizsgálatát mind a

VÁLASSZA AZ ADESO ÖNTAPADÓ TECHNOLÓGIÁT ÖNTAPADÓ TECHNOLÓGIA

SZAKÉRTŐ GONDOSKODÁS MINDEN, AMIT TUDNI KELL A KENŐ- ANYAGOKRÓL

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

Új típusú elágazott topológiájú polimerek

MŰHELYTITKOK A KENŐANYAGOKRÓL

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

(2014. március 8.) TUDÁSFELMÉRŐ FELADATLAP A VIII. OSZTÁLY SZÁMÁRA

Az ózonréteg sérülése

HIDROFIL HÉJ KIALAKÍTÁSA

Műanyagok (makromolekuláris kémia)

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Sztirolpolimerek az autógyártás számára

SZERVETLEN ALAPANYAGOK ISMERETE, OLDATKÉSZÍTÉS

MŰANYAGOK ÉS A KÖRNYEZET

Ftelemek: struktúra és tulajdonságok Elimenko, Schlegel, Pemco Brugge ( Mitteilungen, 2007/3)

A MOL-LUB Kft. tevékenysége. Kenőanyag- és adalékgyártás

Diesel Treatment DIESEL TREATMENT NAGY TELJESÍTMÉNYŰ, ÜZEMANYAG-TAKARÉKOS DIESEL ADALÉKANYAG

egyetemi tanár Nyugat-Magyarországi Egyetem

Anyagok az energetikában

AdBlue GARANTÁLT MINŐSÉG

LÁNC- ÉS SZÍJFESZÍT K, GUMIRUGÓK

Polimer nanokompozitok

Makromolekulák. I. A -vázas polimerek szerkezete és fizikai tulajdonságai. Pekker Sándor

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó

Műanyag csővezetékek összehasonlítása

3. A vezetékekre vonatkozó fontosabb jellemzk

Loctite pillanatragasztók Ismerje meg a teljes termékcsaládot, köztük a legújabb fejlesztésű termékeinket

A MOL DÍZELGÁZOLAJOKRÓL

TDK Tájékoztató 2017 Területek, témák, lehetőségek

3/3.5. Műanyag-feldolgozás munkavédelmi kérdései

Kis hőbevitelű robotosított hegesztés alkalmazása bevonatos lemezeken

Megújuló kompozitok, anyagok

KARTONPALLET papír raklap. Az ideális raklap a legjobb áron

AZ ALUMINUM KORRÓZIÓJÁNAK VIZSGÁLATA LÚGOS KÖZEGBEN

ÜVEGIPAR. KÖMMERLING a a biztos kapcsolat

FOLYÉKONY BIOÜZEMANYAGOK

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Levegőkémia, az égetés során keletkező anyagok. Dr. Nagy Georgina, adjunktus Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézet 2018

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

TDK Tájékoztató 2015 Területek, témák, lehetőségek

PEEK felhasználása. Mit kell tudni a PEEK-ről: PEEK alkalmazása fogtechnikában: Marható PEEK tömb

Több komponensű brikettek: a még hatékonyabb hulladékhasznosítás egy új lehetősége

MSZAKI ZOMÁNCOK ÉS ÜVEGEK ELLENÁLLÁSI VISEL- KEDÉSE IGEN KORROZÍV KÖZEGBEN Dr. Günter Schäfer - Pfaudler Werke GmbH

Vízbesajtolás homokkövekbe

OMV Diesel CleanTech. Tökéletes motorvédelem. OMV Commercial

Anyagismeret. Polimer habok. Hab:

ZÁRÓJELENTÉS. az OTKA F61299 számú, ÚJ POLI(ETILÉN-OXID) ALAPÚ ELÁGAZOTT SZERKEZETŰ POLIMEREK. című pályázatról. Erdődi Gábor

Soba. FlamLINE. Fugaszalag 3 dimenziós hézagmozgáshoz

A fém kezelésének optimalizálása zománcozás eltt. Dr. Reiner Dickbreder, KIESOV GmbH Mitteilungen, 2005/3

Henkel Megoldásokat kínál

Fa- és Acélszerkezetek I. 10. Előadás Faszerkezetek I. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

M Z E TZZOMÁNCBEVONAT

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Telekelikus polimerek elõállítása gyûrûfelnyílásos polimerizációval

TDK Tájékoztató 2016 Területek, témák, lehetőségek

Dr. Farkas György, egyetemi tanár Németh Orsolya Ilona, doktorandusz

Falon kívüli öblít tartályok

AMS Hereimplantátum Használati útmutató

Tisztelt Doktor nő/ Doktor úr!

VEGYIPAR ISMERETEK ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖZÉPSZINTEN SZÓBELI TÉMAKÖRÖK május - június

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. országos dönt. Az írásbeli forduló feladatlapja. 8. osztály. 2. feladat:... pont. 3. feladat:...

Lebomló polietilén csomagolófóliák kifejlesztése

Átírás:

A poli(izo-butilén) gyakorlati alkalmazásai Rácz Dávid * PhD hallgató, Dr. Nagy Miklós * egyetemi adjunktus, Dr. Zsuga Miklós * egyetemi tanár, Dr. Kéki Sándor * tanszékvezet!, egyetemi tanár 1. Bevezetés Az izo-butilén kationos polimerizációjával el!állított poli(izo-butilén) (PIB) az egyik legfontosabb funkcionális polimer. Egyedi tulajdonságainak köszönhet!en széleskör" felhasználásra lelt az iparban és a kutatásban egyaránt. Fontosságát jól mutatja, hogy 1949-ben az AMERIKAI SZABVÁNYÜGYI HIVATAL a PIB-et választotta modellvegyületként a polimerekre jellemz! tulajdonságok definiálásához. A kutatás eredményének köszönhet! többek között a polimerek standard viszkoelasztikus modelljének kidolgozása is. A poli(izo-butilén)nek azonban olyan egyedi tulajdonságai is vannak, melyek megkülönböztetik a többi polimert!l: nagyon kis gázátereszt!-képesség, jó h!állóság, vegyszerállóság és oxidációval szembeni ellenállás, ózonállóság, kiváló flexibilitás még alacsony h!mérsékleteken is, nagy hiszterézis és jó tapadás. A PIB-eket molekulatömegük alapján általában két csoportba sorolják. A nagy molekulatömeg" PIB tömeg szerinti átlagos molekulatömege M w 500 000 és 1 100 000 g/mol közé esik, a kis és közepes molekulatömeg" PIB-eké 40 000 és 120 000 g/mol között változhat, legkedvez!bb a 60 000 100 000 g/mol közötti tartomány. A kis és közepes molekulatömeg" PIB-eket viszkozitás módosító szerekként használják üzemanyagokban és ken!olajokban, valamint tapadásnövel!ként ragasztókban. Kismolekulájú anyagokkal szembeni rendkívül kis permeabilitása vezetett a butilgumi kifejlesztéséhez, melyet gumiabroncsok bels! bevonatánál és egyéb gázzáró bevonatokban alkalmaznak. Elenyész! toxicitása miatt kedvelt alapanyaga a biokompatibilis anyagoknak, például csontcementek, gyógyszerhordozó önszervez!d! rendszerek, implantátumok bevonatai. Alkalmazása az élelmiszeripart sem kerülte el, mindennapi életünkben többek között rágógumikban találkozhatunk vele. el!ször 1873-ban írták le [1]. A reakció során egy ragacsos folyadék képz!dött, mely jórészt dimereket és trimereket tartalmazott. Az ipari el!állítása 1931-ben kezd!dött a BASF-hez tartozó IG FARBEN üzemben. A termék Oppanol B néven került forgalomba. Már nagyon korán felfedezték kiváló gázzáró tulajdonságait, a homopolimer azonban nem volt alkalmas gumigyártásra. 1 4 mol% izoprénnel képzett random kopolimerje a butilgumi, mely térhálósítva adja a m"gumit (1. ábra). Érdekességképpen megemlíthetjük, hogy a poli(izobutilén) alapú m"gumi el!állítás volt az Egyesült Államok második legnagyobb projektje, a Manhattan terv mellett, a második világháborúban. A kationos polimerizáció ipari alkalmazása mind a mai napig a PIB és származékai, a butilgumi és polibutén el!állításához köthet!. Legnagyobb gyártói az ESSO, az EXXONMOBIL és a BASF. Az el!állítás körülményei nagymértékben függnek a kívánt termék molekulatömegét!l és az alkalmazott monomerek típusától. Ipari körülmények között a kis molekulatömeg" (5 10 10 4 Da) PIB polimerizációját leggyakrabban AlCl 3, BF 3 vagy TiCl 4 segítségével iniciálják 40-t!l +10 C h!mérséklet tartományban. A nagyobb molekulatömeg" PIB-ek szintéziséhez sokkal alacsonyabb h!mérséklet, 80-tól 100 C-ig szükséges. Ilyenkor a polimerizációs közeg polaritását is növelni kell. Laboratóriumi körülmények között kizárólag él! kationos polimerizációt használnak az el!állítására. Ilyenkor el!re tervezhet! a polimerizációfok (azaz a molekulatömeg) a monomer és az iniciátor koncentrációk beállításával (DP n = [M] 0 /[I] 0 ). A kívánt polimer végcsoportok M!anyagok alkalmazása 2. A poli(izo-butilén) el!állítása Az izo-butilén er!s savak által szobah!mérsékleten kiváltott kationos polimerizációját 1. ábra. A poli(izo-butilén) homopolimer és a butil elasztomer (izo-butilén izoprén kopolimer) el!állítása * Debreceni Egyetem, Alkalmazott Kémiai Tanszék, 4010 Debrecen, Egyetem tér 1. 2013. 50. évfolyam 3. szám 109

(pl. telekelikus oligomerek, makromonomerek) egylépéses funkcionalizálási technikákkal alakíthatók ki. Blokk kopolimerek (pl. termoplasztikus elasztomer tri blokkok és más összetett szerkezetek) szintetizálhatók egymást követ! monomer addícióval. Sz"k molekulatömeg-eloszlás érhet! el (elméletileg M w /M n = 1 + 1/DP n ), feltéve, hogy az iniciálás sebessége nagyobb, mint a láncnövekedésé (R i > R p ). A polimerizáció kriogén ( 80 C) vízmentes körülményeket igényel, általában hexán/metilklorid elegyben hajtják végre. Leggyakrabban alkalmazott iniciátorok a megfelel! Lewis sav koiniciátorral (BF 3, TiCl 4 ) kombinálva a 2,2,4-trimetil-pentán-klorid, mely a monomeregységgel analóg szerkezete folytán nem visz be eltér! szerkezeti elemet a polimerláncba, valamint az aromás kumil származékok (klorid, éter, észter, peroxid). Az aromás gy"r" bevitele a láncba csökkenti a vegyszerállóságát, azonban jó viszonyítási alapként szolgálhat az NMR szerkezet felderítési eljárásoknál. A 2. ábra jó áttekintést ad a multifunkciós iniciátorokkal és kopolimerizációs eljárásokkal el!állítható, szabályozott PIB szerkezetekr!l. A PIB molekulatömegének változtatásával elérhet!, 2. ábra. A multifunkciós iniciátorokkal és kopolimerizációs eljárásokkal el!állítható, szabályozott PIB szerkezetek széles tartományban változó jellemz!ket a fenti szerkezetek sokszín"ségével kombinálva a gyakorlati alkalmazások igen széles skálája nyílik meg a polimerkémikus el!tt, melyb!l néhány kiragadott ipari és gyógyászati példát szeretnénk ismertetni a továbbiakban. 3. Poli(izo-butilén) üzemanyag-adalékok Közismert, hogy a bels! égés" motorokban az üzem - anyag elégetése közel sem tökéletes. Ennek eredményeként az égéstermék szén-dioxid és víz mellett különböz! szennyez!ket tartalmaz, els!sorban szén-monoxidot, nitrogén-oxidokat, elégetlen szénhidrogéneket, finomszemcsés részecskéket (korom), amelyek egyrészt légszenynyez! hatásúak, másrészt a korom a motor érzékeny alkatrészein (szelepek, hengerfej, dugattyúk) lerakódva tovább rontja az égés hatásfokát, ezáltal teljesítménycsökkenést is okoz. Ezen szennyez!anyagok mennyiségét (a motor szerkezeti felépítésének változtatása mellett) különböz! adalékanyagok segítségével lehet csökkenteni. McCormick és munkatársai els!sorban különböz! biodízel-adalékok hatását vizsgálták. A biodízel hátránya azonban, hogy a finomszemcsés részecskék mennyiségének csökkentésével párhuzamosan megemeli a nitrogénoxidok arányát [2]. Olson és munkatársai poli(izo-butilén) adalékok hatását kutatták, amivel a finomszemcsés részecskék mennyiségét 20 50%-kal (az alapjáratit akár 60%-kal), a nitrogén-oxidokét 5 25%-kal sikerült csökkenteniük. Ezenkívül gyakorlatilag teljesen kiküszöbölték az 1,3-butadién, a gázolajjal m"köd! motorokban keletkez! er!sen rákkelt! anyag, és a policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) képz!dését. Ezen hatás eléréséhez mindössze 5 ppm PIB adalékanyagra volt szükségük [3]. A poli(izo-butilén), mint adalékanyag, benzinhez adva is kedvez! hatású. Cole és munkatársai [4] azt tapasztalták, hogy már kis mennyiségben is (0,1 20 ppm) növelhet! vele a benzin oktánszáma, illetve a motor fogyasztása is jelent!sen (10 20%-kal) csökkenthet!. Maga a poli(izo-butilén) tiszta szénhidrogén, így szén-dioxiddá és vízzé ég el, mint ahogy az esetleges bomlásából keletkez! izobutilén is. Azonban adalékanyagként történ! kedvez! felhasználhatóságát els!sorban az adja, hogy nagy lánchossza által az üzemanyag és a bel!le képz!d! cseppek nem-newtoni folyadékként viselkednek, ezáltal az égés hatásfoka nagyobb lesz. A poli(izo-butilén) adaléknak közegellenállást csökkent! hatását is megfigyelték, amit annak tulajdonítanak, hogy az üzemanyag elporlasztása közben visszaszorítja az 50 mikrométernél kisebb átmér!j" cseppek képz!dését, így azok közel azonos méret"ek lesznek. Ez azzal magyarázható, hogy a polimer az adott körülmények között megnöveli az üzemanyag-cseppek viszkozitását, megváltoztatja azok merevségét és az egyes komponensek párolgási sebességét. Ezáltal az üzemanyag-leveg! keverék is homogénebb lesz, valamint a szívási ütemben lecsökkent párolgás miatt megnövekszik a kiterjedési ütem hatásfoka [4]. A CHEVRON ORONITE a poli(izo-butilén) adalékanyagok egy újabb generációját fejlesztette ki [5], mely az égéskor keletkez! különböz! melléktermékek (kátrány, korom) motoralkatrészekre való lerakódását gátolja meg, ezáltal el!segítve a motor hatékonyabb m"ködését, így ugyanolyan teljesítmény mellett kisebb fogyasztás és károsanyag-kibocsátás érhet! el. El!nye, hogy használatával a már lerakódott szennyez!dés is eltávolítható az alkatrészekr!l (3. ábra). Az adalékanyag amfifilikus poli(izo-butilén) molekulákból áll: a hosszú, apoláros polimer lánc az üzem - anyagban vagy olajban való oldhatóságot biztosítja, a lánc végén pedig egy poláros fejrész, leggyakrabban amin csoport található (4. ábra). Ez az amin csoport megköti az üzemanyagban lév!, illetve az égés során keletkez! szennyez!ket, mint a víz, por, fémforgács, festék, ezzel meggátolja a befecskendez!-rendszer kényes alkatrészeire (els!sorban a szelepekre), illetve az égéstér falára 110 2013. 50. évfolyam 3. szám

3. ábra. Lerakódás a szelepen adalékanyag alkalmazása nélkül (a) és adalékanyaggal (b) 4. Poli(izo-butilén) alapú nyomásérzékeny ragasztók (Pressure Sensitive Adhesives, PSAs) A PIB már régóta szerepel a nyomásérzékeny ragasztók alapvegyületeinek listáján. Más ismert elasztomerekkel összehasonlítva, az izobutilén alapú szintetikus polimereknek számos el!nyös tulajdonsága van. Szintetikus voltukból következ!en nem tartalmaznak nem kívánt szennyez! anyagokat, miközben telített szerkezetüknek köszönhet!en oxidációval szemben stabilak. A PIB-ek nem irritálják a b!rt, a gyógyászatban használt ragasztók, pl. ragtapasz, PIB alapúak [6]. A PIB-eket legf!bbképpen PSA-kban és olvadt ragasztókban használják flexibilitásuknak, kis kohéziós erejüknek és tapadóképességüknek köszönhet!en. Az eltávolítható címkéken található PSA-kat gumi és tapadásnövel! gyanták összekeverésével készítik. A nagy molekulatömeg" PIB-ek er!sek és elasztikusak, így a PSA-k elasztomer részét alkothatják. A kis molekulatömeg" PIB-ek nagyon lágy, hígan folyós anyagok, ebb!l következ!en kiváló tapadásnövel!k. Kohéziós erejük viszonylag csekély. Ezen nagy molekulatömeg" PIB vagy más tölt!anyagok bekeverésével lehet javítani. A PIB felhasználásával készült PSA-k nagyon jól ellenállnak az öregedésnek, és egy egész sor anyag (üveg, fém, papír, PVC) ragasztására alkalmasak. A PIB alapú PSA-kat elterjedten alkalmazzák a gyógyításban is (5. ábra), különösen a b!rön keresztül felszívódó hatóanyagot tartalmazó tapaszok (Transdermal Drug Delivery, TDD) gyártásánál (6. ábra) [7 11]. 5. ábra. Átlátszó, vízálló sebtapasz poli(izo-butilén) alapú ragasztóval bevonva 4. ábra. A poli(izo-butilén) alapú adalékanyag felépítése történ! lerakódásukat. Az adalékanyagok el!állításának els! lépése általában egy poli(izo-butilén) polimer szintézise, melyen azután egy poláros csoporton (aminon) keresztül elágazást hoznak létre, tehát a polimer láncok között poláros kapcsolat lesz. Az égés hatásfoka tovább növelhet!, ha a polimerláncban oxigéntartalmú monomeregység is van. Az adalékanyagok az alkalmazott koncentrációban gyakorlatilag nem toxikusak. Nagy mennyiségben b!rirritáció, szájon át a szervezetbe jutva fejl!dési rendellenesség lehet. A poli(izo-butilén) alapú adalékanyagok nem biodegradábilisak, így a vízi él!világra hosszabb távon káros hatással lehetnek, viszont a vízi él!lényekre nézve nem mérgez!ek. [5] 6. ábra. B!rön keresztül felszívódó hatóanyagot tartalmazó tapasz (TDD) felépítése A TDD rendszerek olyan hatóanyaggal töltött tapaszok, melyek a b!rön át a gyógyhatású szert kontrollált módon engedik felszívódni, ahonnan a vérkeringésbe jutva a célszervhez jut. A TDD rendszerekben használt ragasztók feladata a tapasz és a b!r közötti szoros kontaktus fenntartása. A PIB-ek gyártói nem készítenek el!- re formulázott, használatra kész ragasztókat, ezért a tapaszok gyártóinak általában a saját PIB-PSA formulálási receptjeik vannak. Háromféle általános megközelítése létezik a kívánt PSA tulajdonságok elérésének. Az els! kis és nagy molekulatömeg" PIB kombinálása a tapadás és kohézió megfelel! egyensúlyának eléréséhez. Az ilyen ragasztókat egyszer"en a komponensek oldószeres vagy száraz keverésével (blendelésével) kapják, miközben végig ügyelnek a komponensek megfelel! arányára. Megegyezés szerint ez 80% (m/m) vagy kevesebb kis molekulatömeg" PIB-et jelent. Ez a fajta formulálás nagyon enyhe tapadási karakter" PSA-kat eredményez. A második módszernél nagy és közepes molekulatömeg" PIB-eket kevernek össze kis molekulatömeg" polibuténnel. A polibutén PIB-hez keverése kiszélesíti a formulálási tartományt, mivel nagyobb arányban alkalmazhatnak nagy molekulatömeg" PIB-et a kis molekulatömeg"- höz viszonyítva. A formulálás így kompromisszum lesz a 2013. 50. évfolyam 3. szám 111

nagyon tapadós anyag (nagymennyiség" polibutén) és a kis nyíróerej" anyagok között. A harmadik módszernél lágyítókat, tölt!anyagokat és más adalékanyagokat építenek be a formulába a kívánt ragasztási tulajdonságok és viszkozitás eléréséhez. 5. Poli(izo-butilén) a biopolimerekben A fejlett országokban a társadalom elöregedése következtében az orvostudománynak egyre nagyobb szüksége van különleges tulajdonságokkal bíró anyagok kifejlesztésére. A polimerek így folyamatosan növekv! rész - arányt képviselnek a gyógyítás különböz! területein, kezdve az egyszer" csövekt!l, tasakoktól (pl. infúziós, vértároló) a bonyolultabb, szabályozott gyógyszerható - anyag-leadó rendszereken keresztül a szövetpótlásokig. Ezen alkalmazásoknál azonban a kedvez! mechanikai és kémiai tulajdonságok mellett az anyagoknak teljes mértékben biokompatibilisnek és a szervezetben hosszú távon is ellenállónak kell lenniük. A szervezeten belül használt polimerekre speciális, igen szigorú el!írások vonatkoznak, körülményes és költséges állat- és emberkísérletekben kell bizonyítaniuk alkalmasságukat. Az iparban el!állított, általános célú polimerek önmagukban általában nem teljesítik maradéktalanul ezeket az elvárásokat, például a m"erekként jelenleg alkalmazott poliészter alapú, illetve fluortartalmú polimerek nem rendelkeznek kell! rugalmassággal a valódi érfalak helyettesítéséhez. Ezért az ilyen speciális alkalmazásokhoz külön, az adott célra szánt anyagokat kell kifejleszteni, melyek általában kopolimerek. Ilyen célból a poli(izo-butilén)t több, biokompatibilisként számon tartott anyaggal kopolimerizálták: poliakrilátokkal és -metakrilátokkal, poliuretánokkal, polilaktonokkal, polisziloxánokkal, poli(vinil-alkohol)okkal és poli(etilén-glikol)lal is [12]. Ezekben is els!sorban a poli(izo-butilén) rugalmasságát és kis átereszt!képessé - gét használják ki. A jelenleg alkalmazott csontcement-pótlások alap - anyaga els!sorban poli(metil-metakrilát), aminek hátránya, hogy meglehet!sen törékeny. A csontcement szívósságának növelésére Kennedy kutatócsoportja olyan PMMA-PIB kompozitot fejlesztett ki, melyben a metakrilát láncokat háromfunkciós telekelikus PIB segítségével kapcsolták össze. Az így kapott anyag a metakrilát homopolimerekhez képest lényegesen jobb ütésállóságú és fáradásállóságú [13]. Másik jelent!s kutatási eredményük egy cianoakrilát-vég" PIB prepolimer, melyet injekciós technikával a csigolyák közé juttatható, nedvesség hatására in situ helyben polimerizálódó, illetve térhálósodó porckorong-pótlásként tudnak hasznosítani [14]. A hidrofób poli(izo-butilén)t hidrofil poli(etilén-glikol)lal vagy vízoldható akrilátokkal kopolimerizálva amfifilikus hálózatokat nyerhetünk. A két komponens arányának megfelel! megválasztásával ezek olyan orvosi szempontból is érdekes jellemz!kkel bírnak, mint az öszszetételt!l függ! mérték" duzzadás, ph-függ! duzzadás és gyógyszerhatóanyagok szabályozott leadása, mindemellett teljes mértékben biokompatibilisek. Az ilyen anyagok kiválóan alkalmasak a szervezetben széleskör"en használható, rugalmas, er!s, jól sterilizálható, átlátszó membránok el!állítására, szabályozható pórusmérettel (1,5 3,6 nm) [15]. Ígéretes eredményeket hoztak a membrán cukorbetegség kezelésére irányuló kísérletei, ugyanis a membrán pórusain a cukor és a tápanyag be, az inzulin és a salakanyagok ki tudtak diffundálni, miközben meg - akadályozta az immunfehérjék átjutását [16]. A biopolimerek területén a legnagyobb áttörést azonban a poli(izo-butilén)-polisztirol blokk-kopolimerek hozhatják. 10 40 tömeg% közötti PS-tartalom alkalmazása esetén termoplasztikus elasztomer állítható el!, mely szobah!mérsékleten átlátszó, gumiszer" anyag, míg a PS üvegesedési h!mérséklete fölé hevítve megömlik, így könnyen feldolgozható a hagyományos eljárásokkal. Ezenkívül kiváló záróképességgel, öregedésállósággal és hajlíthatósággal rendelkezik, valamint a szervezetben is teljesen stabil marad. A kedvez! optikai és mechanikai tulajdonságok a nanoméret" polisztirol domének mikrofázis-szeparációjával magyarázhatók. Mechanikai tulajdonságai a poliuretán és a szilikongumi közötti átmenetet képviselik, miközben sokkal lágyabb, mint bármelyik másik biopolimer [17]. Jelenleg szilikon mell-implantátumok helyettesítésére irányuló kísérletek folynak ilyen anyaggal. A szilikon legf!bb problémája ugyanis, hogy lassan átereszti a benne lév! tölt!anyagot, valamint hosszabb távon gyakran fordulnak el! szöv!dmények. A PIB-PS kopolimerek egyrészt bels! bevonatként alkalmazhatók, meggátolva a töltet szivárgását, illetve akár a teljes implantátum is készíthet! ebb!l az anyagból kedvez! mechanikai tulajdonságainál és biokompatibilitásánál fogva [18]. A jelenlegi orvosi gyakorlatban ilyen kopolimert 2004 óta használnak bevonatként a Taxus koszorúér-tágító cs! felületén, a benne lév! gyógyszer-hatóanyag szabályozott leadására. 6. Összefoglalás A poli(izo-butilén) és kopolimerjeinek felhasználási területe, egyedülálló tulajdonságainak köszönhet!en, igen széles. Legkorábban jó gázzáró képességét fedezték fel, aminek köszönhet!en ma a gumigyártás elengedhetetlen alapanyaga. Tapadóképessége mellett jó kémiai ellenállóképessége, h!stabilitása kiváló ragasztóanyaggá teszi. Mivel színtelen, szagtalan és egyáltalán nem toxikus, az élelmiszeripar is felfedezte, valamint biokompatibilitása révén az orvosi alkalmazások köre is rohamosan b!vül. Az olajipar nagy viszkozitását és tiszta szén- 112 2013. 50. évfolyam 3. szám

hidrogén voltát égésjavító és lerakódásgátló üzemanyagadalékként hasznosítja. A legújabb áttörésnek pedig polisztirollal alkotott termoplasztikus elasztomer kopolimerje ígérkezik, mely a poli(izo-butilén) rugalmasságát és kis átereszt!képességét nagyfokú mechanikai ellenállóképességgel párosítja. Köszönjük a következ! pályázatoknak, alapítványoknak a kutatásainkhoz nyújtott anyagi segítséget: OTKA K-101850; TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024; TÁMOP- 4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0036. Irodalomjegyzék [1] Gorianov, V.; Butlerov, A.: Annalen, 169, 146 (1873). [2] McCormick, R.; Alvarez, J.; Graboski, M.; Tyson, K.: SAE Technical Paper, 2002-01-1658 (2002). [3] Olson, D.; Imus, N.; Anfinson, M.: SAE Technical Paper, 2007-01-3981 (2007). [4] Cole, A. J.; Hadermann, F. A.; Trippe, C. J.: European Patent, EP 0854902 A1 (1998). [5] Chevron Oronite termékkatalógus, www.oronite.com/ pdfs/polyisobutylene_productstewardshipsummary.pdf. [6] Satas, D.: Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Satas & Associates, 706 723, 1999. [7] Venkatraman, S.; Gale, R.: Biomaterials, 19, 1119 1136 (1998). [8] Trenor, S. R.; Suggs, A. E.; Love, B. J.: J. Mater. Sci. Lett., 21, 1321 1323 (2002). [9] Tan, H. S.; Pfister, W. R.: Pharm. Sci. Technol. To., 2, 60 69 (1999). [10] Taub, M. B.; Dauskardt, R. H.: MRS Proceedings, 662, NN4.9 (2000). [11] Taub, M. B.; Dauskardt, R. H.: Annual Meeting of the Adhesion Society, 24, 141 143 (2001). [12] Mishra, M. K.; Kennedy, J. P.: Desk Reference of Functional Polymers: Synthesis and Application, American Chemical Society, 57 72, 1997. [13] Kennedy, J. P.; Richard, G. C.: Macromolecules, 26, 567 571 (1993). [14] Kennedy, J. P.: Macromol. Symp., 175, 127 131 (2001). [15] Isayeva, I. S.; Gent, A. N.; Kennedy, J. P.: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 40, 2075 2084 (2002). [16] Isayeva, I. S.; Kasibhatla, B. T.; Rosenthal, K. S.; Kennedy, J. P.: Biomaterials, 24, 3483 3491 (2003). [17] Tse, M. F.; Wang, H. C.; Shaffer, T. D.; McElrath, K. O.; Modi, M. A.; Krishnamoorti, R.: Polym. Eng. Sci., 40, 2182 2193 (2000). [18] Puskas, J. E.; Chen, Y.; Dahman, Y.; Padavan, D.: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 42, 3091 3109 (2004). 2013. 50. évfolyam 3. szám 113