Ugrás a tartalomhoz

A polimertechnika alapjai

Czvikovszky Tibor, Nagy Péter, Gaál János (2007)

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

1.2 A polimertechnika alapfogalmai

1.2 A polimertechnika alapfogalmai

A polimerek mérnök-tudománya a „polymer engineering” tehát a természetes polimerek kitűnő példáira támaszkodhat. Mint műszaki anyagtudomány, magában foglalja

  • a szálas, rostos és amorf, természetes és mesterséges eredetű polimereket,

  • a műanyagok, elasztomerek, ragasztó- bevonó- és kötőanyagok változatos formáit,

  • s ezek társított (kompozit) rendszereit.

A fémek jól kidolgozott anyagtudományához hasonlóan a polimerek anyagtudománya is anyagszerkezettanra és anyagtechnológiára tagolódik. Ez utóbbi, megint csak a fémek analógiája alapján felosztható polimer gyártási technológiákra, polimer feldolgozási- (alakítási) technológiákra, és alkalmazási technológiákra.

A polimer anyagszerkezettan a fémek anyagszerkezettanához hasonlóan a szilárd polimereket összetartó erők, (kristályos) szerkezetek, kapcsolatok felderítésén, leírásán keresztül szolgálja újabb és egyre jobb polimer szerkezeti anyagok előállítását.

A polimer anyagszerkezettan feladatának bonyolultságát abból is megítélhetjük, hogy amíg egy fémes szerkezet, pl. egy ötvözet kristály-rácspontjain jól meghatározott méretű, de egyszerűsítve mégis pontszerűnek felfogható fématomok ülnek, addig a polimermolekula, mint elemi anyagszerkezettani egység korántsem pontszerű, hanem hosszú lánc, tipikusan >104 atomból áll, s e lánc a legritkább esetben sem kinyújtott egyenes, hanem leginkább statisztikus gombolyag, szerkezete nem lineáris, hanem a legtöbbnek elágazó ágas-bogas, s a lánc építőkövében a monomerben a térviszonyok különbsége, a sztereoizoméria drámai különbségeket okoz. (Az ataktikus polipropilén haszontalan gyurma, kátrány jellegű, míg az izotaktikus sztereoizomerje igen nagy szilárdságú technikai anyag.)

A szintetikus polimerek gyártási technológiáinak alapja szó szerinti „molecular engineering”, vagyis célszerűen tervezett molekula-konstrukciók szintézise. Erre az utóbbi évtizedben tömegesen bevezetett nagyszilárdságú, rendkívül szívós és ugyanakkor több száz °C-ig hőálló műszaki műanyagok (advanced engineering polymers) adják a legjobb bizonyítékot.

A polimerek feldolgozása elsősorban a fémfeldolgozásban is jelentős szerepű képlékeny alakítást jelent. A forgácsolásnak a polimeralakításban sokkal kisebb szerepe van, mint a fémeknél – és éppen ebben rejlik legnagyobb előnyük. Végül oldalágon a polimerek műszaki anyagtudományához tartozónak, akár a polimertechnológia alfejezetének is tekinthetjük a polimer terméktervezést, a polimerek alkalmazástechnikáját. A természetes és a mesterséges polimerek (a műanyagok) teljes elválasztása sem anyagszerkezettani, sem technológiai szempontból nem indokolt. A tiszta fém is alig fordul elő a természetben, a szilikátok, kerámiák túlnyomó többsége is „mesterséges”, ilyen alapon azokat is nevezhetnénk szintetikus („mű”-) anyagoknak.