műanyag

A műanyag mindenütt jelen van bárhová is menjünk a világban. Mai modern korunkban már megszámlálhatatlan használati tárgyat készítenek műanyagból.

Tartalomjegyzék:

A műanyag kémiai szerkezete szerint mesterséges úton létrehozott, vagy átalakított szerves polimer.

Története

Az első műanyagot a PVC-t (polivinilklorid) Victor Regnault állította elő laboratóriumában, 1838-ban. Egy évre rá Goodyear felfedezi a gumit, amikor a latexet (gumifa nedve) kénnel keverte és elkezdte melegíteni. 1851-ben nagyobb kénmennyiség hozzáadásával előállítják a keménygumit (ebonit).

PVC molekula

Egyre többféle műanyag kezd megjelenni:

1844- linóleum, műbőr, vulkán-fiber
1865- celluloid
1897- galahit
1907- Leo Hendrik Baekeland, szabadalmaztatja az általa előállított műanyagot, a bakelitet, melyet saját magáról nevezett el.

Linóleum

celluloid

A század végén jelennek meg az első műselymek. A gyártás technikai alapjait Frizt Klatte rakta le 1912-ben, PVC gyártással foglalkozott. Ez azonban kis méretű termelés volt, az ipari termelés 1938-ban kezdődik el, ekkor ismerik fel sokoldalú felhasználási lehetőségeit. A világháború során felmerült ugyan a tömeges előállítás gondolata, azonban a műanyag teljesítőképessége nem volt megfelelő. A műanyag feltalálása viszont nagy lépést jelentett a szerves kémia fejlődésében. A 20. század 20-as éveiben kezdődik a polimer műanyagok kutatása. Ilyen kutatásai során fedezte fel Dr. Hermann Staudinger német kémikus 1922-ben, hogy a szerves anyagok vázát hosszú molekulaláncolatok képezik. Ő javasolta elsőként a műanyagokra a makromolekula megnevezést. Kutatásai eredményeit 13 év múlva ismerték el, majd ezen munkájáért 1953-ban Nobel-díjat kapott. Az 1930-as években meginduló tömegtermelés a következő termékek megjelenését vonta maga után: aminoplasztok, alkidok, ftálsavas glicerin, vinilgyanták, présporok stb. Az 1940-es évektől kezdve fröccsöntéssel különböző műszaki cikkeket állítottak elő PVC-ből, cellulózacetátból és később polisztirolból. Néhány évvel később a PVC, polietilén műanyagokat kábelszigetelésre kezdték használni, nagyobb arányban viszont az 1960-as évek után indult meg a gyártás. A műanyag ipar nagyarányú fejlődése is ezekben az években kezdődött el. A műanyagok gyors elterjedését a fogyasztói társadalom mennyiségi igénye eredményezte, mivel a műanyagok olcsók, esetenként kényelemet szolgálnak, divatosak. Az hogy egyszeri használat után kidobhatók, különösen a csomagolóiparban eredményezte a hatalmas mértékű környezetterhelést, szennyezést. (Csak Magyarországon évente 300 000 tonna műanyag hulladékot keletkezik)

A megfelelő tulajdonság elérése céljából a műanyagokhoz a gyártás során adalékanyagokat adnak (stabilizátorok, antioxidánsok). Ezek célja legtöbbször az élettartam növelése (pl. építőipar) azzal, hogy növelik az ellenállását a levegő oxigénje és a napfény ellen.

Műanyagok csoportosítása

Több elv alapján osztályozhatjuk a műanyagokat, íme a legfőbb három csoportosítási alapelv:

-előállítás módja szerint

-hővel szembeni viselkedés szerint

– szerkezete szerint

Előállítás módja szerint megkülönböztetünk természetes alapú és mesterségesen előállított műanyagot.

Természetes alapú műanyagok (természetben található anyagok vegyi átalakításával állíthatók elő)

-Fehérje alapú

Kazeinalapú és vérfehérje alapú- műszarut készítenek belőle

-Cellulóz-származékok

celluloid- jól színezhető, átlátszó
viszkóz- készítenek belőle fonalat, fóliát, szivacsot
vulkánfiber- szilárdsága ellenére melegen könnyen formázható

-Kaucsukszármazékok

gumi
keménygumi (ebonit)- ellenáll a svaknak és a lugoknak
klórkaucsuk- lakkalapanyag
hidroklórkaucsuk- színtelen, gyantaszerű
ciklokaucsuk

-Egyéb természetes alapú műanyagok

linóleum
bitumenek- aszfalt alapúak
kátrányok- szurok állítható elő belőlük
sellak- hőre lágyul, jó villamos szigetelő

Mesterséges úton előállított műanyagok( a leggyakrabban felhasználtakhoz feltüntettem felhasználásuk módját is)

-Polikondenzációs

poliészterek- műszálas ruhaneműk
PET (polietilén-tereftalát)- fólia, mikrohullámtűrő csomagolás, üdítős pohár
bakelit
poliamidok(PA)- horgászzsinór, csapágygolyó, textíliák
kevlar
polikarbonátok(PC)- CD, napszemüveg, jelzőlámpa, különböző lencsék
nylon

-Polimerizációs

polietilén(PE)-palack vízvezeték, szatyor
polipropilén(PP)- járműalkatrész, élelmiszer-ipari csomagolás
polivinil-klorid(PVC)-ablakkeret, zuhanyfüggöny, kábelborítás
politetrefluor-etilén(PTFE-teflon)
polisztirol(PS)-eldobható evőeszközök, CD és DVD tartók
polimetil-metakrilát(PMMA-plexi)-plexiüveg, reklámtáblák, védőszemüvegek
polivinil-acetát(PVAc)
poliakrilnitril(PAN)
akril-nitril-butaidén(ABS)-elektronikai eszközök borítása

-Poliaddíciós

poliuretán(PUR)- szigetelő- és tűzvédelmi hab
polikarbamid(PUK)
epoxigyanta(EP)

-Szervetlenláncú

Szilikonok(SiR2O)

Hővel szembeni viselkedés szerint

-Hőre keményedő:bakelit, fenoplaszt gyanták, aminoplaszt gyanták, melamin-formaldehid gyanták, telítetlen poliésztergyanták és sajtolóanyagok, epoxigyanták és epoxi-sajtoló anyagok, szilikonok

-Hőre lágyuló: PE,PP, PVC, PMMA, PS, PTFE, PA, PVAc, polikarbonát, cellulózacetát

Szerkezet szerint

-Fonalas szerkezet

-Térhálós szerkezet

Gyártási technológiák

extrúzió

fröccsöntés

extrúziós fúvás
fröccsfúvás

termoformázás
kalanderezés

rotációs öntés

hegesztés

Lebomló műanyagok

Modern korunkra léteznek olyan adalékanyagok, melyek képesek egyes műanyagfajták lebontását meggyorsítani és környezetbaráttá tenni. Ilyen adalékanyag a d2w is, mely a poliolefinekhez (PE,PP) adagolva, lehetővé teszi környezetbarát lebomlásukat, tehát megakadályozza nehézfémek, vagy mérgező gázok lebomlás utáni képződését. Ehhez hasonló hatást vált ki a NOR-X is a poliolefineknél (polietilén,polipropilén).

Jelenleg a biodegradábilis (azaz biológiailag lebomló) polimerek három fő csoportba sorolhatók:

– a bioszintetikus polimereket (poliszacharidok: pl. cellulóz, keményítő) a természet által jönnek létre

– a természetes eredetű polimerekből hagyományos polimerkémiai úton szintetizálni lehet további polimereket (biopoliészterek pl. politejsav, ill. annak származéka a polilaktid)

– kőolaj alapú műanyagokból biológiailag lebomló polimerekkel való társítással, kopolimerizációval létrehozott anyagok tartoznak.

Ezek azonban költségesebbek, ezért szükséges a minél olcsóbban kivitelezhető tömeggyártás.