Ugrás a tartalomhoz

Műanyagok kémiája és technológiája

Miskolczi Norbert (2012)

Pannon Egyetem

Szirol-kopolimerek [1,3,4,7,9,50-56]

Szirol-kopolimerek [1,3,4,7,9,50-56]

A polisztirol kopolimerek előállítását a polisztirol nagyon rossz ütésállósága tette szükségessé. Ez lényegében kétfázisú rendszer, amely üvegszerű polisztirol és nagy rugalmasságú butadién kaucsuk fázisokból áll. A homopolimer tulajdonságaival összevetve ezen típusok merevsége, szakítószilárdsága, hőállósága némileg kisebb, ütésállóságuk sokkal jobb. Egyéb tulajdonságaik közel azonosak a homopolimerével. Főleg nagyobb mechanikai igénybevételeknek kitett termékek előállítására használják, villamosipari alkatrészek, irodaszerek, hűtőszekrények burkolata, élelmiszeripari csomagolóeszközök.

Az ütésálló polisztirol előállítása során cisz és/vagy transz polibutadiént kevernek a monomerhez, ami a polimerizációs lépés során feloldódik. A butadién tartalom növelésével nő az ütésállóság, de csökken az ellenállóság. E lépésben a termék számos szerkezetátalakuláson megy keresztül. A termék ütésállóságát elsősorban a szemcseméret (1-10μm), a rácsszerkezet és a butadién sztirolhoz képesti százalékos mennyisége határozza meg. A polimer számos tulajdonságából lehet következtetni a későbbi tulajdonságára. Ilyen az olvadék folyási tulajdonsága és a viszkozitása.

A polisztirol nem-newtoni folyadékként viselkedik, mely viszkoelasztikus tulajdonsággal bír. Hőállóságot tekintve 180-210°F a határérték. Kémiai tulajdonságai alapvetően a felhasznált alapanyag és a gyártástechnológia függvénye. Ütésálló polimer állítható elő az SBR ojtásos, gyökös iniciálású kopolimerizációval, melyben 10-20% szintetikus gumit oldanak sztirolban. Hasonló eredményre vezet a polisztirol és az SBR keverékének 150-200°C-on való intenzív keverése, mely során mechanokémiai úton jön létre a kopolimer, mely tulajdonsága azonban elmarad az ojtásos polimerizációban előállítottétól.

A habosítható polisztirol sajátos szerkezete és tulajdonságai révén ipari jelentősége nagy. Formatartó, közepesen gyenge. Hőállósága gyenge, hőszigetelő tulajdonsága kiváló. Elsősorban építőiparban és csomagolástechnikában használják. A habosított polisztirolt szuszpenziós eljárással állítják elő, amikor is a polimerizálandó rendszerhez viszonylag alacsony forráspontú szénhidrogént (általában pentánt) adnak, mely a likacsos, habos szerkezet kialakításáért lesz felelős. A polimerizációt ekkor jellemzően 80-120°C hőmérséklet-tartományban végzik.

Az akrilnitril-butadién-sztirol terpolimer kedvező mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, nagy felületi keménységgel, hőállósággal és kémiai ágensekkel szembeni ellenállással bír, bár UV fény hatására idővel változik a felülete. Tömb-, emulziós-, vagy szuszpenziós polimerizációval történő előállításánál sztirol-akrilnitril kopolimert kevernek butadién-akrilnitril kopolimerhez.

A sztirol-akrilnitril kopolimerek önmagukban is jó ütésállósággal és oldószerállósággal rendelkeznek. Évente mintegy 0,005 Mt sztirol-akrilnitrilt és 0,05 Mt akrilnitril-butadién-sztirolt használnak fel. A sztirol-akrilnitrilt szuszpenziós, vagy oldatban gyökös polimerizációval állítják elő, mely során az akril-nitril részaránya 10-40%. Az akrilnitril-butadién-sztirol terpolimer előállításának másik módja az, hogy polibutadiénre sztirolt és akril-nitrilt ojtanak. Az akrilnitril-butadién-sztirol tulajdonsága és felhasználhatósága jelentősen módosítható a felépítésében részt vevő polimerek arányának változtatásával. A sztirol-akrilnitril kopolimer szerkezet és a 11.11.ábra szemlélteti, az akrilnitril-butadién sztirol terpolimer szerkezete pedig a 11.12.ábrán látható.

10.5. ábra - A sztirol-akrilnitril szerkezete

11.11.ábra: A sztirol-akrilnitril szerkezete


10.6. ábra - Az akrilnitril-butadién-sztirol szerkezete

11.12.ábra: Az akrilnitril-butadién-sztirol szerkezete


Az akrilnitril-butadién-sztirol kopolimerek összetétele nagyban befolyásolja azt, hogy a műanyagnak milyenek lesznek fizikai és a kémiai tulajdonságai. Az ugyanis az alkotók aránya szerint lehet gumiszerű, kristályos, üvegszerű stb.