Ugrás a tartalomhoz

A polimertechnika alapjai

Czvikovszky Tibor, Nagy Péter, Gaál János (2007)

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

13. fejezet - TÉRHÁLÓS POLIMERTERMÉKEK GYÁRTÁSTECHNOLÓGIÁJA

13. fejezet - TÉRHÁLÓS POLIMERTERMÉKEK GYÁRTÁSTECHNOLÓGIÁJA

13.1 Bevezetés

Ahogy korábban már említettük, a polimereket két nagy csoportba lehet sorolni ciklikus hő hatására mutatott viselkedésük alapján. Az ismételten megolvasztható anyagokat hőre lágyuló (termoplasztikus) polimereknek nevezzük. Az ismételt hő hatására is szilárd állapotban maradó (legfeljebb bomló, degradálódó) műanyagok a hőre nem lágyuló polimerek (a szakirodalomban néha a hőre keményedő műanyag megjelölés is előfordul). A két csoport viselkedésbeli különbsége a polimer molekulák szerkezetével hozható kapcsolatba. A hőre nem lágyuló polimerek túlnyomó többségében a polimert alkotó molekulaláncokat elsődleges, kovalens, keresztkötések kötik össze egymással, és az anyagdarab egyetlen óriásmolekulának tekinthető. Az egész műanyag terméket a tér minden irányában behálózó keresztkötések miatt az ilyen polimereket térhálós polimernek nevezzük. A polimer nem tud olvadt állapotba kerülni a keresztkötések kialakulása után, hiszen azok megakadályozzák a makromolekulák egymáshoz képesti elmozdulását, vagyis a folyást. A kovalens kötések nagy összetartó energiája miatt az ilyen térhálós polimerek viszonylag magas hőmérsékletig hőállóak (szemben a hőre lágyuló polimer molekulák közti másodlagos erőkkel, amelyek viszonylag alacsony hőmérsékleten felbomlanak, és az anyag olvadt, nagy viszkozitású ún. ömledék állapotba kerül).

A térhálós polimereket további két csoportba sorolhatjuk az egységnyi térfogatban található keresztkötések száma alapján. A sűrű térhálós polimereket duromerek-nek nevezzük. Ezek a felhasználási hőmérsékletükön kemény, szilárd anyagok. A ritka térhálós műanyagok az elasztomerek, amelyek közül legismertebb és legrégebbi anyag a gumi.

Meg kell jegyezni, hogy ez a klasszikus csoportosítás napjainkban már nem teljesen helytálló, ugyanis a polimerkémikusok kifejlesztették a termoplasztikus elasztomerek családját. Nevükből láthatóan ezek olyan polimerek, amelyek gumiszerűen viselkednek (vagyis elasztomerek), viszont a hőre lágyuló polimerekhez hasonlóan többször megolvaszthatók.

Az eltérő molekulaszerkezet miatt a hőre lágyuló és a térhálós polimerek előállítása és feldolgozása is jelentősen eltér egymástól. Jól megfigyelhetők a különbségek a 13.1 és 13.2 ábrákon, ahol a hőre lágyuló és a térhálós polimerek előállítását hasonlítjuk össze. A térhálós polimertermékek gyártása közben kémiai reakció is lejátszódik, ezért az ilyen termékek előállítását reaktív feldolgozástechnikának nevezzük.

Hőre lágyuló műanyagok gyártásának sémája

13.1 ábra:Hőre lágyuló műanyagok gyártásának sémája

Hőre nem lágyuló (térhálós) műanyagok gyártásának sémája

13.2 ábra:Hőre nem lágyuló (térhálós) műanyagok gyártásának sémája

A gumitermékek gyártástechnológiája több vonatkozásban is eltér a többi (térhálós) polimer termék gyártásától (pl. itt gyakran 10–15 komponensből áll egy receptúra, szemben a többi térhálós polimer előállításnál szokásos 3–5 komponenssel), ezért indokolt külön tárgyalni azt.