Polimerkémia

1. Polimerkémia Polimerizáció

2. Előző témakör • Poliaddíciós termékek • poliuretánok (izocianát + alkohol: PUR) • polikarbamidok (izocianát + amin: PUK)

3. Poliuretánok, polikarbamidok (PU) • A reakció • alkohol >víz > fenol reaktivitási sorrend • víz (CO2 keletkezése – habképződés) • Ragasztóanyag • egy- és kétkomponensű – A és B megfelelő arányú keveréke • víz- és alkohol-mentes környzet

4. Chipboard MDI értékesítés 2004 - ben • 200-as viszkozitású nyers MDI – t használnak préselt faforgács és fareszelék összeragasztásához • - Jellemző ragasztóanyag a formaldehid gyanta amit az MDI alapú ragasztók váltanak fel a környezetvédelmi előírások szigorodása miatt.

5. Poliuretánok, polikarbamidok (PU) • Lakkok • izocianát + telített poliészter komponens (OH-szám: 55-280) – alkid-gyanta, cellulózszármazék; • oldószer és hígító észter, keton, benzol-szénhidrogének • víz-, oldószer- és vegyszerálló; jól tapadó; rugalmas; kopás-álló bevonat

7. Poliuretánok, polikarbamidok (PU) • Vízben oldott poliuretán lakkok • poliuretán diszperzió – PUD • olajmódosított poliuretán – OMU • nincs illékony szerves komponens kibocsátás (VOC) • kötés UV fény hatására – gyökös polimerizáció • hőre érzékeny alapra is használható; nem éghető; gyorsan szárad;

8. felhasználás során felhasználás során gyártás során

9. Polimerizáció • kettős, vagy hármas C-C kötést tartalmazó monomerek összekapcsolódása láncreakcióban • Láncreakció • Láncindítás (iniciálás): az aktív centrumok létrehozása • Láncnövekedés: az aktív centrumok monomerekkel történő, egymás utáni reakciója, gyors monomer addíció • Lánczáródás (dezaktiválás): a láncnövekedés megállása, az aktív centrumok megszűnése

10. Polimerizáció

11. Polimerizáció • Láncreakció • Láncindítás (iniciálás): az aktív centrumok létrehozása

12. Polimerizáció • Gyökös polimerizáció • iniciálás • iniciátorokkal – termikusan vagy redoxi reakcióval peroxidok, perszulfátok, perkarbonátok termikus bomlása hidroperoxidok + fémionok (Co2+, Fe2+)

14. Polimerizáció • Gyökös polimerizáció • iniciálás • fotokémiai reakcióval monomer kettős kötésen, vagy szenzibilizátorok bontásával E = hn , A = lg Io/I = acl • sugárkémiai gyökkeltéssel – röntgen, gamma, elektron

17. Polimerizáció • Gyökös polimerizáció • iniciálás • autooxidáció – levegő O2, fény hőmérséklet

19. Polimerizáció • Ionos polimerizáció • iniciálás – katalizátorokkal • kationos – Lewis savak, H+ láncnövekedés H+-átadással • anionos – alkálifémek, fémalkilek hatására a közegben keletkező anion

21. Polimerizációs termékek • Vinil-polimerek • poli(vinil-acetát) (PVAc) • poli(vinil-alkohol) (PVA) • poli(etil-vinilacetát) (EVA) • polisztirol (PS) • Poliakrilsav- és metakrilsav-észterek • poli(metil-akrilát) (PMA) • poli(metil-metakrilát) (PMMA) • poli(cianoakrilát) (CA)

22. Vinil-polimerek • PVAc • PVA • EVA • PS

23. Vinil-polimerek • Poli(vinil-acetát) - PVAc • gyökös mechanizmusú polimerizáció • fény, sugárzás, melegítés • amorf, kissé elágazott polimer, M~104 … 107 g/mol • üvegszerű, 40 °C felett lágyul • vízben duzzad, sav vagy bázis hatására hidrolizál • Al3+, Cr3+ térhálósít • fényállósága jó • granulátum, por vagy • oldat, vizes diszperzió

24. Vinil-polimerek • Poli(vinil-acetát) - PVAc • lakkok, festékek, ragasztók – jó adhéziós tulajdonságok • hidrogénkötés akceptor • fényes, rideg filmet képez – fizikai úton szárad • belső használatra – időjárás és nedvesség, • vízállóság növelése térhálósító Al(III) és Cr(III)-sókkal

25. Vinil-polimerek • Poli(vinil-alkohol) - PVA • PVAc-ból savas vagy lúgos hidrolízissel – nem teljes • lineáris szerkezetű, oldallánc leszakad • magas lágyuláspont, hidrogénkötések, kristályos • vízoldható, 20% OH-tartalom, de szervesben nem • reakcióképes OH-csoportok – térhálósítható (bórax, kromát, diizocianátok, dikarbonsavak)

26. Vinil-polimerek • Poli(etil-vinil-acetát) - EVA • etilén és vinil-acetát kopolimer, kb. 40% VAc • elasztikus, alacsony üvegesedési hőmérséklet • jó vízállóság és alkáliákkal szembeni • kiváló adhéziós tulajdonságok • szárítva kissé ragadós, hővel aktiválható: fóliákhoz

27. Vinil-polimerek • Polisztirol - PS • sztirol (vinil-benzol) gyökös polimerizációval, M ~60-100ezer • hő, fény, savak, fémion-nyomok iniciálnak • a polimer fej-láb szerkezetű, amorf, üvegszerű, • mérettartó, rideg, törékeny, jó optikai tulajdonságokkal • éghető, oxidáló savak megtámadják • kopolimerjei jelentősek – ioncserélő műgyanták előállítása

28. Poliakrilsav- és metakrilsav-észterek • PMA • PMMA • CA • lakk és ragasztó • M ~200ezer • műanyagtermékek • M - 1 millió felett

30. Poliakrilsav- és metakrilsav-észterek • gyökös mechanizmusú polimerizáció • termoplasztikus – M ~20ezer … 200ezer • láncban kevés sav-monomer is • kiváló felületkezelő anyagok – • jó fényállóság – melegítve sem sárgul • kémiai ellenállóképesség (kivéve a szerves savak) • termoreaktív – további reakciókhoz reaktív funkciós csoportú monomerek • nem oldható, hőre nem lágyuló, térhálós termék

31. Poliakrilsav- és metakrilsav-észterek • Ciano-akrilát • ragasztó: ciano-akrilsav-észter monomer – víz nyomok hatására a felületen polimerizálódik • a ragasztó viszkozitása kicsi • polimerizáció sebessége igen gyors • kötésszilárdság lassan • termoplasztikus polimer, max. 70 °C-ig hőálló

32. Következő témakör • Ragasztás, ragasztóanyagok • a ragasztás fizikai-kémiája • ragasztóanyagok kötése • különböző ragasztóanyagok sajátságai