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

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

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

Makromolekulák. I. Rész: Bevezetés, A polimerek képződése, szerkezete (konstitúció) Pekker Sándor

Műanyagok (makromolekuláris kémia)

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

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Tevékenység: Olvassa el a történeti áttekintést! Jegyezze meg a legfontosabb feltalálók nevét és a találmányok megjelenésének időpontját!

Szerkezet és tulajdonságok

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Anyagok az energetikában

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

Új típusú elágazott topológiájú polimerek

MŰANYAGOK. Egyetemi tananyag. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

A poliolefinek bemutatása

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

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

Műanyagok tulajdonságai. Horák György

Anyagtudomány: hagyományos szerkezeti anyagok és polimerek

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

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

Mőanyagok felhasználása - szerkezeti. Mőanyagok felhasználása - technológiai. A faiparban felhasznált polimerek

POLIMER KÉMIA ÉS TECHNOLÓGIA

Műanyag hegesztő, hőformázó Műanyag-feldolgozó

Belina Károly, Kecskeméti Főiskola

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó

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

Műanyagok kémiája és technológiája Miskolczi, Norbert, Pannon Egyetem

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Műanyagok és kompozitok anyagvizsgálata 1.

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1

Poli(N,N-dimetil-akrilamid)-l-poliizobutilén amfifil kotérhálók elıállítása, szerkezeti jellemzése és nanohibridjeik. Mezey Péter

A felületi kölcsönhatások

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Szilárd anyagok. Műszaki kémia, Anyagtan I. 7. előadás. Dolgosné dr. Kovács Anita egy.doc. PTE MIK Környezetmérnöki Tanszék

- homopolimerek: AAAAAAA vagy BBBBBBB vagy CCCCCCC. - váltakozó kopolimerek: ABABAB vagy ACACAC vagy BCBCBC. - véletlen kopolimerek: AAABAABBBAAAAB

Poliizobutilén és poli(poli(etilén-glikol)-metakrilát) alapú makromolekuláris anyagi rendszerek. Doktori értekezés tézisei.

MŰANYAGOK A GÉPJÁRMŰIPARBAN

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

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

Differenciális pásztázó kalorimetria DSC. TMA DMA felszabaduló gázok mennyisége. Fejlődő gáz kimutatása Fejlődő gáz analízise

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

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

Polimerek alkalmazástechnikája BMEGEPTAGA4

POLIETILÉN ÉS POLIPROPILÉN DEGRADÁCIÓJA

Abroncsgyártó Gumiipari technológus

Mőanyagok újrahasznosításának lehetıségei. Készítette: Szabó Anett A KÖRINFO tudásbázishoz

Aerogél alapú gyógyszerszállító rendszerek. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

Több szubsztrátos enzim-reakciókról beszélve két teljesen különbözõ rekció típust kell megismernünk.

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

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

Poli(poli(etilén-glikol)-metil-étermetakrilát-ko-N-vinilimidazol) kopolimerek előállítása és hőmérsékletérzékeny intelligens viselkedésük vizsgálata

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2.

Funkciós csillag és hiperelágazásos polimerek előállítása kváziélő atomátadásos gyökös polimerizációval. Doktori értekezés tézisei.

Hajdú Angéla

Bauernhuber Andor: Műanyagok I. rész: Polimer anyagismeret

Analitikusok a makromolekulák nyomában Bozi János MTA TTK AKI

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

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

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA MINTAFELADATOK

XLIII. 2016/1. A lap megjelenését a Nemzeti Kulturális Alap támogatja.

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

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

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

Antibakteriális hatóanyagot tartalmazó kapszulák előállítása, jellemzése és textilipari alkalmazása. Nagy Edit Témavezető: Dr.

Mérnöki anyagok. Polimerek

Kristályos és amorf polimerek termikus vizsgálata differenciális pásztázó kalorimetriával

BME Department of Electric Power Engineering Group of High Voltage Engineering and Equipment

Poli(N-vinil-imidazol)-l-politetrahidrofurán amfifil polimer kotérhálók és gélek

XI. ÉVFOLYAM 2. szám 2013 Október XI. VOLUME Nr October. Reciklált PET tulajdonságainak javítása reaktív extrúzióval

Szigetelőanyagok. Műanyagok; fajták és megmunkálás

Polimerek vizsgálatai

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Természetes polimer szerkezeti anyagok: Makromolekulák

Mindennapi műanyagaink a környezetben Tények és tévhitek

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

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

Energiaminimum- elve

Pannon Egyetem Fizikai Kémia Intézeti Tanszék. Anyagvizsgálati módszerek (VEMKAV B252) Kalorimetria

Polimerek fizikai és kémiai alapjai Nagy, Roland, Pannon Egyetem

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

KARBONSAV-SZÁRMAZÉKOK

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

Mérnöki anyagok. Polimerek

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

Fehérjeszerkezet, és tekeredés

MŰANYAGFAJTÁK ÉS KOMPOZITOK

Metakrilsav alapú amfifil polimer kotérhálók és gélek

Veszprémi Egyetem, Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék

PP előállítása. 1. Ismerkedjünk meg a polipropilénnel 1.1. A PP típusok jellemzése 1.2. Történeti áttekintés 1.3. Felhasználás

Felületaktív polimerek és speciális viaszok a kozmetikában

Polimerek vizsgálatai 1.

Polimerek anyagszerkezettana és technológiája

Sztirolpolimerek az autógyártás számára

A MÛANYAGOK TULAJDONSÁGAI. A műanyagok jellemzése rövid jelek és jellemző tulajdonságok

HIDROFIL HÉJ KIALAKÍTÁSA

Társított és összetett rendszerek

Tudományos Diákköri Dolgozat

Poli(metil-metakrilát)-l -poliizobutilén kotérhálók szintézise és a Fox-Flory egyenlet alkalmazhatóságának vizsgálata

Új lineáris, ojtásos és csillag polimerek szintézise kváziélı atomátadásos gyökös polimerizációval

Átírás:

A POLIMERKÉMIA ESZKÖZTÁRA, AVAGY HOGYAN ÁLLÍTHATÓK BE EGY ÓRIÁSMOLEKULA TULAJDONSÁGAI? Szabó Ákos Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet Polimer Kémiai Kutatócsoport Alkímia ma 015. november 6.

Mik azok a polimerek? Kis molekulákból (monomerekből) kovalens kötéssel felépülő, ismétlődő egységeket tartalmazó óriásmolekulák természetes polimerek DNS, fehérjék, keményítő stb. mesterséges polimerek nylon, PET-palack stb.

Polimer korszakban élünk Alkímia ma 010. szeptember. Iván Béla Polimer korszakban élünk: a műanyagoktól a számítógépes chipig, az eldobható napelemekig, a nanotechnológiákig, a génsebészetig, gyógyszerekig és a környezetvédelemig Az elmúlt évtizedekben a vaskorszak után: polimer korszak szilícium korszak

polimer + adalék = műanyag

A műanyagok előnyei - hangolható tulajdonságok - kis fajsúly - olcsóság A világ éves műanyagtermelése

Miért ez a széles tulajdonságskála? Adalékok (például színezék, égésgátló stb.) A makromolekulák a kis molekulákhoz képest eltérő módon viselkednek molekulatömeg többféle monomer egység is alkothatja kopolimerek szerkezet fizikai állapot takticitás

MOLEKULATÖMEG

A polimerek a kis molekulatömegű anyagokkal ellentétben nem rendelkeznek egységes molekulatömeggel. Molekulatömeg jellemzése: átlag(ok) eloszlás gyakoriság molekulatömeg

kis molekulák összekapcsolása: polimerizáció lépcsős lánc

Lépcsős polimerizáció funkciós csoportok reagálnak egymással, így kapcsolódnak össze a molekulák minden molekulán legalább két funkciós csoport O N H + l - Hl H N O

Láncpolimerizáció aktív láncvégek reagálnak a monomerekkel a monomerek egy vagy több funkciós csoporttal rendelkeznek aktivált iniciátormolekula indítja el a láncnövekedést az aktív centrum jellegétől függően különböző típusú lehet, például gyökös, kationos, anionos, koordinatív stb. N N N N H Δ - N

KOPOLIMEREK

A kopolimerek fajtái homopolimer blokk-kopolimer random kopolimer gradiens kopolimer alternáló kopolimer triblokk-terpolimer

Hogyan kapunk különböző fajta kopolimereket? modellezzük a reakciót egy másodrendű reakcióként, ahol a láncvégek reagálnak a szabad monomerekkel a reakciósebesség: R = k * [láncvég] * [szabad monomer] kétfajta láncvégünk van: (1) és () kétfajta monomerünk: (1) és () a sebességi együtthatók hányadosa határozza meg a monomerpár kopolimerjének típusát: r 1 = k 11 / k 1 négyféle eset: R 11 = k 11 * [(1) láncvég] * [(1) monomer] R 1 = k 1 * [(1) láncvég] * [() monomer] R = k * [() láncvég] * [() monomer] R 1 = k 1 * [() láncvég] * [(1) monomer] r = k / k 1

r 1 és r -n túl is van élet... További lehetőség blokk-kopolimerek előállítására: szekvenciális monomeraddíció olyan polimerizációkban, ahol a láncvégek a monomer elfogyása után is aktívak maradnak polimerek (blokkok) összekapcsolása szerves kapcsolási, például klikk-kémiai reakciókkal élő polimerizációk N + u(i) Huisgen-féle azid-alkin cikloaddíció

SZERKEZET

Polimer szerkezetek lineáris ojtott dendrimer hiperelágazásos létra fésűs csillag térháló

Polimer szerkezetek lineáris dendrimer ojtott hiperelágazásos fésűs létra térháló csillag

kis viszkozitás Elágazásos polimerek előnyei sok láncvégi funkciós csoport hiperelágazásos polimerhez kapcsolható egyszerre receptorhoz kötődő molekula, jelzőmolekula és hatóanyagmolekula

Elágazások bevitele a makromolekulába ojtási lehetőségek főláncról kiinduló ojtás észteresítés H O O Br O O u(i)-komplex O O O O H főlánchoz kapcsolás szerves kapcsolási reakciókkal makromonomer kopolimerizációja n

Elágazások bevitele a makromolekulába csillag polimerek előállítása magból kiinduló multifunkciós (makro)iniciátor használata karokból kiinduló polimer láncok összekapcsolása polimerizáció láncösszekapcsolás

Elágazások bevitele a makromolekulába hiperelágazásos polimerek előállítása térhálósodás elkerülése többfunkciós komonomer kopolimerizációja szekvenciális ojtás inimer módszer inimer: egy molekula iniciátor és monomer egyben AB n típusú monomerek lépcsős polimerizációja almasav

Elágazások bevitele a makromolekulába térhálósítási lehetőségek többfunkciós monomerek kopolimerizációja polimer láncok összekapcsolása

Amfifil kotérhálók kovalensen kötött hidrofil és hidrofób láncokból felépülő térháló nincs makroszkópikus fázisszétválás a láncok közötti kovalens kapcsolat miatt DE: nanoméretű fáziselkülönülés hidrofób:hidrofil szegmensarány n hidrofil lánc, például poli(n,ndimetil-akrilamid) felhasználás: kontaktlencse nanotechnológiai templát gyógyszerhordozó n hidrofób lánc, például poliizobutilén

Amfifil kotérhálók előállítása hidrofil monomer kopolimerizációja hidrofób multifunkciós keresztkötővel hidrofil és hidrofób polimer láncok összekapcsolása kapcsolási reakciókkal amfifil multiblokk-kopolimerek összekapcsolása

FIZIKAI ÁLLAPOT

Hogyan deformálódik egy polimer különböző hőmérsékleteken? deformáció üvegesedési átmenet folyási átmenet ömledék állapot a makromolekulák egymáshoz képest elmozdulnak termomechanikai görbe üveges állapot a polimer és részei csak rezgőmozgást végeznek T nagyrugalmas (gumirugalmas) állapot a makromolekulák tömegközéppontjának egymáshoz viszonyított helyzete nem változik, de a szegmensek mozoghatnak

A feldolgozás szempontjából az üvegesedési hőmérséklet meghatározó jelentőségű üvegesedési hőmérséklet csökkentése: lágyítás külső lágyítás: adalékanyag (lágyító) pl. PV-t régen dioktil-ftaláttal belső lágyítás: alacsony üvegesedési hőmérsékletű polimer szegmens (láncrészlet) hozzákapcsolása

Speciális alkalmazás I: fizikai térhálók a térhálópontok üveges állapotú szegmensek, amiket gumirugalmas állapotú szegmensek kötnek össze orvosi felhasználás: szívkoszorúér sztent polisztirol-poliizobutilén-polisztirol triblokk-kopolimer

Speciális alkalmazás II: emlékező polimerek eredeti alak deformáció nagyrugalmas állapotban lehűtés az üvegesedési hőmérséklet alá eredeti alak melegítés az üvegesedési hőmérséklet fölé deformált alak

(Szemi)kristályos polimerek kristályosság: hosszú távú rendezettség az anyagban amorf régió kristálygóc kötő láncszakaszok hajtogatott lamelláris szálak

Kristályos polimerek termomechanikai görbéje kristályos és amorf fázis együtt van jelen ömledék deformáció amorf fázis üvegesedési hőmérséklete kristályos + üveges T kristályos fázis olvadási hőmérséklete kristályos + nagyrugalmas

A feldolgozás szempontjából a kristályosodási hajlam is meghatározó jelentőségű HDPE (nagy sűrűségű polietilén) jól illeszkedő láncok, kristályosodásra hajlamos, magasabb olvadáspont LDPE (kis sűrűségű polietilén): elágazások a láncon, sokkal kevésbé kristályosodik, alacsonyabb olvadáspont

TAKTIITÁS

Takticitás: a főlánc királis szénatomjain lévő csoportok térállása a térállás egyforma - izotaktikus a térállás alternáló - szindiotaktikus kristályos a térállás véletlenszerű - ataktikus nem kristályos Izo- vagy szindiotaktikus polimerek előállítása: koordinatív polimerizációval

Koordinatív polimerizáció Karl Ziegler (1898-197) Giulio Natta (190-1979) H l Ti l H 8 l Ti l l l l l H

Polimerek sajátságos jellemzők Összefoglalás deformáció H H H H H H H H H T hangolható tulajdonságok széleskörű felhasználás végtelen lehetőségek...

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

Összefoglalás Polimerek sajátságos jellemzők: molekulatömeg többféle monomer egység is alkothatja kopolimerek szerkezet fizikai állapot takticitás hangolható tulajdonságok széleskörű felhasználás végtelen lehetőségek...

A polimerek a kis molekulatömegű anyagokkal ellentétben nem rendelkeznek egységes molekulatömeggel. Molekulatömeg jellemzése: átlag(ok) eloszlás 0 104 M kismolekulás anyag polimer