Szálképző polimerek

Bevezetés, a tantárgy fő témaköreinek ismertetése. A szálasanyagok definíciója, a természetes és mesterséges szálak fajtái, csoportosítása. A szálak hagyományos és új alkalmazásai.

1 óra

 A szálképzésre alkalmas polimerek fő jellemzői, a másodlagos kötések fajtái és szerepe, a molekulaméret szerepe. A szálak szupermolekuláris szerkezetének legfontosabb vizsgálati módszerei (rtg, IR, mikroszkópok); rendezettség, kristályosság, orientáció; a szupermolekuláris szerkezetet leíró modellek: kétfázisú modellek (rojtos micella, módosított rojtos micella) és egyfázisú modell; a kristályos és amorf fázishoz rendelhető száltulajdonságok.

3 óra

Általános száltulajdonságok: szálfinomság, hossz/átmérő arány, hajlékonyság, szín, fény, alak, hullámosság, sűrűség, mechanikai jellemzők (szakítóerő, szakadási nyúlás, rugalmas nyúlás, szakítási munka, modulus, hullámosság, alakíthatóság – terjedelmesítés, kopásállóság, göbösödés, gyűrődés, mérettartás, ismételt igénybevétel), nedvesedés és duzzadás (vízgőz-szorpció, vízfelvétel és vízvisszatartás, elektromos, optikai és termikus tulajdonságok, vegyszer- és időjárásállóság.

                                                                                                                                             4 óra

A cellulóz mint szálképző polimer: a β-D-glükóz, glükóz-anhidrid, a cellulóz molekula, a makromolekula alakja, intra- és intermolekuláris kötések, a hidrogén- és a van der Waals kötések szerepe.

 2 óra

A cellulóz alapú természetes szálak (pamut, len, kender, juta, szizál) és általános jellemzőik rövid áttekintése. A pamut felhasználásnak története, a gyapot növény jellemzői (az érés folyamata, fajták, előzetes feldolgozás), a cellulóz kísérőanyagai a gyapottermésben; a molekulatömeg szerepe, a cellulóz molekulák rendezettsége, kristályosság, mikrofibrillák, fibrillák, az elemi szál felépítése.

2 óra

A kristályos és mikrofibrilláris rendszer tanulmányozásának módszerei és a vizsgálatok eredménye: rtg, IR; adszorpció (nitrogén, vízgőz, jód, színezék, savas hidrolízis; kémiai mikroszerkezeti analízis), a hidroxil-csoportok hozzáférhetőségének változása a pamutfeldolgozás folyamán; a különböző módszerekkel meghatározott rendezettség összehasonlítása. Szálmorfológia, pórusszerkezet.

3 óra

A pamutcellulóz fizikai és kémiai tulajdonságai: érettség és finomság, mechanikai és elektromos jellemzők; duzzadás és oldódás (víz, nátrium-hidroxid, folyékony ammónia, kvaterner ammónium vegyületek, fémion-komplexek, Lyocell); a cellulóz kémiai módosítása:  éterek és gyakorlati alkalmazásaik (reaktív színezés, gyűrődéscsökkentés keresztkötésekkel), észterek és gyakorlati alkalmazásai (acetilezés, gyűrődéscsökkentés); degradáció (sav, oxidáció, lúg, bio, hő, sugárzás). A len, kender, juta, szizál rövid bemutatása.

3 óra

Regenerált cellulóz szálak: A cellulózgyártás lényege, a viszkóz és Lyocell szál gyártása. A viszkózgyártás technológiája (a lúgos duzzasztás és a xantogenálás során lejátszódó folyamatok, a szálképzés hatása a száltulajdonságokra), a viszkóz szál fő jellemzői. A Lyocell gyártás technológiája (a direkt oldás, terner-diagram, szálképzés), a Lyocell fő jellemzői, fibrillálódás és annak csökkentése.

Cellulóz-acetát szálak: az acetilezési eljárás, 2,5 és triacetát szálak gyártása, száljellemzők.

3 óra

Fehérje alapú szálak: gyapjú és selyem. A gyapjút alkotó fehérjék, a gyapjúszál morfológiai felépítése, a gyapjúkortex tulajdonságai. A gyapjúkeratin specifikus kémiai módosításai és ennek technológiai vonatkozásai. A selyem képződése, a fibroin szerkezete, selyemgyártás.

                                                                                                                                             2 óra

Szintetikus szálak: A szálképzés módszereinek áttekintése (olvadékból, oldatból – száraz és nedves eljárás). A szálképzés paramétereinek (sebesség, elhúzás, nyújtás, hűtés, kicsapás) hatása a szál tulajdonságaira (szilárdság, üvegesedési hőmérséklet, színezhetőség).

2 óra                                            

Poliamid: poliamid 6 és poliamid 6,6, aramid szálak – a makromolekula létrehozásának és a szál gyártásának alapjai, száljellemzők, alkalmazások. Poliészter: a makromolekula létrehozásának és a szál gyártásának alapjai, száljellemzők (kristályosság, nedvességfelvétel, degradáció, színezhetőség), alkalmazások. Poli(akril-nitril): PAN és módosított PAN szálak összetétele, speciális szálak (elektromos vezető, ioncserélő). Poliuretán alapú szélak: a nagy nyújthatóság molekuláris alapja. Polipropilén: Hagyományos szálképzéssel készített és fibrillált poliolefin fóliaszálak.

3 óra