Politejsav lágyítása lemez termékekhez
A 21. században központi irányelvé vált Európában a környezetterhelés csökkentése, így a legtöbb iparágban megindultak a fejlesztések, amelyek a fenntartható fejlődést, ezen belül is a körkörös gazdaság (circular economy) tűzték ki célul. A műanyag ipar egyik legjelentősebb válasza a biopolimerek előállítása és fejlesztése lett.
Akkor beszélhetünk biopolimerről, ha az alábbi két tulajdonság közül legalább egyik jellemző rá: megújuló forrásból előállítható (pl.: bio-polipropilén, bio-polietilén), és/vagy biológiai úton lebontható, komposztálható (pl.: polibutilén szukcinát). Olyan alternatívákról van tehát szó, amelyekkel a fosszilis energiahordozók kikerülhetőek és biomassza alapokra helyezi a polimerek gyártást. [1, 2]
A kritikusabb feltétel a lebonthatóság, amely a hulladékkezelés problémáit hivatott csökkenteni. Mivel a gyártott polimerek 39,4%-át csomagoló ipar veszi fel (2014), ahol egyszer használatos terméket állítanak elő, ezért itt termelődik a műanyaghulladék jelentős mennyisége. Leginkább palackok, fóliák és lemezalapú termékek alkotják ezt a szegmenset, így ezek kiváltása lebontható polimerekkel nagy szerepet kaphat a jövőben. [3]
Azért, hogy ez a hulladék akár komposztban történő lebontással is kezelhető legyen, nagy figyelmet kapott a politejsav (PLA), mint alapanyag. Az anyag tulajdonságai alapvetően nem teszi lehetővé, hogy a széles körben használt poliolefineket egyszerűen kiváltsuk vele, viszont adalékolással megközelíthetőek a tömegműanyagok tulajdonságai is. Dolgozatomban egy melegalakításra alkalmas lemez előtgyártmány kifejlesztése a cél, mely adottságaiból fakadóan széles termékkört tud helyettesíteni. [4]
Ehhez az anyagfejlesztéshez lágyítószereket használtam. Ez az anyagmódosítási eljárás legfőképp a PVC gyártásnál elterjedt, hiszen önmagában ez az anyag is ridegnek és hagyományos technológiákkal nehezen feldolgozhatónak bizonyult. Emellett nagy hangsúlyt fektettem a különböző kristályosságú PLA-k vizsgálatára is. Ezeket az anyagszerkezeti változatokat az alapanyag D- és L-laktid arányai határozzák meg, ahol az L módosulat hajlamosabb egy részben kristályos struktúrát alkotni, míg a D-laktidból előállított politejsav egy amorf szerkezetű anyag. A megfelelő D-L arány és lágyító kiválasztásával egy széles körben alkalmazható lemeztermék előállítása vált lehetővé. [4]
Irodalom:
1. Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai, Budapest (2007).
2. Máthé Cs.: A műanyagipar szerepe a fenntartható fejlődésben. Műanyagipari szemle, 5. szám (2014)
3. Lehoczki L.: Műanyagok piaci helyzete a világon és Európában. Műanyag és gumi, 50. évfolyam 1. szám (2013)
4. Auras R., Lim L.,Selke M., Tsuji H.: Poly(lactic-acid) Synthesis, Structures, Properties, Processing, and Applications. John Wiley&Sons, Inc., Hoboken, New Jersey (2010)
szerző
-
Haramia Zsófia
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Mészáros László
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Litauszki Katalin
Adjunktus, Polimertechnika Tanszék