2009/01/22

Kérdések az acryl kötésű ásványi lapokról

Válaszok egy vegyészmérnök szemszögéből, a KFKI Kerámia és Nanokompozit anyagok kutatási osztályáról


Már régebb óta kísért a kíváncsiság, mi is ez az anyag valójában, mit ismerhetünk meg belülről? Szerettem volna mindig is egy kicsit többet tudni arról az anyagról, amivel minden nap dolgozunk, legalábbis többet, mint amennyit a prospektusok írnak róla. Ez a kíváncsi keresés vezetett el a Központi Fizikai Kutató Intézet központjába, Csillebércre.

Itt lehetett szerencsém kikérdezni egy hozzáértő, egy nagyon hozzáértő, vagyis egy nagyon-nagyon hozzáértő személyt, Rónainé Pfeifer Judit személyében, a bennem keringő kérdésekről.

Ezen a helyen is ismét köszönet érte!


Hogy hangzik a helyes elnevezés?

Polimerizált acrylgyanta kötésű ásványi lapok


Mit tartalmaz az anyag pontosan?

Ezt nem tudjuk 100%-osan, de ehhez kell egy kis anyagtörténelem. Kb 100 évvel ezelőtt figyeltek fa a plexi, a polimerizált acrylgyanta előnyös tulajdonságaira. Ezzel szemben volt egy kimagasló hátránya, hogy intenzíven égett, mondhatjuk gyúlékony volt. Az anyag kutatási céljai között első helyen szerepel ennek az éghetőségnek a kontrolálása. Ennek a célnak az elérése érdekében, különböző anyagok hozzákeverésével próbálkoztak a kutatók, ezen belül is a nem gyúlékony ásványi adalékokkal. A kutatások eredménye lett 40 évvel ezelőtt a ma ismert CORIAN®. Az anyagtípus egy kompozit anyag lett, mely kb 1/3 rész acrylgyantából és 2/3 rész alumínium trihidrátból áll. Kompozit annyit jelent, hogy minimum kettő anyag keveréke, de nem új vegyület. Az összekevert alkotó elemek keveréke újabb tulajdonságokkal rendelkezik, nem úgy, mint külön-külön.

Annyit még érdemes hozzátenni, hogy a végeredményhez többféle úton is eljuthatunk, amit a rengeteg bejelentett szabadalmi jogvédelem is bizonyít. Ami viszont arra enged következtetni, hogy pontosan nem tudjuk megmondani, hogy miből tevődik össze az anyag, hát még, ha hozzávesszük a színezékek adalékait és arányait is.


Azt viszont végérvényesen leszögezhetünk, hogy a felhasználást és az alkalmazási célokat ezek a különbségek már nem érintenek. A végeredmény szempontjából, bármelyik lapgyártó termékéből, egyenértékű végterméket állíthatunk elő.


Mit jelent az, hogy polimerizált acrylgyanta?

A polimerizált, mint megtudtam, annyit jelent, hogy a molekulák kötési rendszere átalakítható, polimerizálható. A molekulák belső kettős oxigén kötése felszabadul, és molekulák közötti egyes kötéssé alakul. Ezt úgy kell elképzelni, mint ahogy egy nyaklánc szemei egymásba kapszkodnak összefűzésük után. Így láncalakú, síkhálós vagy térhálósodó oriásmolekulák keletkeznek. Ez az anyag ebben a formában kiváló kötőanyagnak bizonyult, mely megköti az alumínium trihidrát részecskéket, melyek a lapok stabilitását biztosítják.


Mi az, hogy aluminium trihidrát?

Ez egy bányászott bauxit származék, tehát innen az ásványi kifejezés. Alumínium oxid, de semmi köze az alumíniumhoz. Hasonlóképpen, mint ahogy a rozsdának sincs a vashoz. Az aluminium trihidrát elnevezés az oxigén atomok kötódéséből fakad. Ez az anyag a lapok gyártásánál 1/100-ad mm-es nagyságú poralakban kerül a gyantához.


Mennyire természetközeli ill. ásványi anyagok ezek?

Mint már említettem, az aluminium trihidrát egy bányászott bauxit származék. A természetben előforduló ásványi anyag. Az acrylgyanta pedig szén, oxigén és hydrogén atomokból áll.


A késztermék milyen szinten környezetbarát vagy sem?

Talán a pontosabb meghatározás a nem környezetszennyező lenne, mivel még is egy műanyagról van szó. Ha viszont azt vesszük, hogy előállításához nem a létszükséglethez kapcsolódó erőforrásokat kell felhasználni, mint például erdő vagy ívóvíz, akkor talán még is mondhatjuk, hogy környezetbarát.

Az anyag 100%-ban újrafelhasználható. Nem toxikus és élettartama alatt sem bocsát ki magából toxikus gázokat, ami azt is jelenti, hogy az idő előrehaladtával nem változik összetétele, nem öregszik el. Homogén szerkezete miatt nem szív magába semmilyen idegen anyagot, melyet azonnal vagy akár később megváltozott formában kibocsátana.

A természetben nem oldódik, nem jut a talajvízbe. Szakszerű elégetésénél, ami elegendő, ill. sok oxigént jelent, ártalmatlan az égésterméke. Ugyan is vízzé, széndioxiddá és alumínium oxiddá alakul.


Miért lehet hajlítani melegen?

A magas, hőre lágyuló gyantatartalom miatt és a hozzákevert alumínium trihidrát poralakja okán. (thermoforming)


Miért marad úgy?

A hőre lágyuló gyanta, ellenkező folyamata a kihűléskor tapasztalható szilárdulás. Hőkezeléses formálás után, az eredeti anyagszerkezet változatlan marad. Persze itt most ki lehetne térni a nagyszemcsés dekorok eltérő hőkezeléses formálására is, amit viszont inkább a felhasználási kézikönyvekben olvashatunk.


Miért lehet ezt faipari szerszámokkal megmunkálni?

Ezt az anyag keménységi beállításainál vették figyelembe. A kutatások során fontos szempont volt a megmunkálhatóság. (Úgy gondolom, hogy ez csak a faipari szakma „szerencséje”, hogy ezt a szuper anyagot a faipar dolgozhatja fel. Megjegyzés: A szerk.)


Mitől ilyen homogén ez a felület?

Az acrylgyanta tartalomtól. A gyanta szinte egy folyékony masszává alakítja a poralakú, alumínium trihidrátot, mely teljesen homogén, rés és légbuborék nélkül keményedik ki.


Mitől lehet magasfényűre polírozni?

Pontosan az előbb említettek miatt. A magasfény, mint tulajdonság, nem elsődlegesen az anyagok szerkezetében keresendő. A magasfény az felületi tulajdonságként értelmezhető. Ez ugynis fénytörés kérdése. Minél símább egy felület annál egyenletesebben veri vissza a fénysugarakat. Minél érdesebb egy felület annál rendezetlenebb a fényviszzaverődés.

Tehát minél homogénebb egy anyag, annál jobban juthatunk el a magasfény eléréséhez, polírozás útján. Erre kiváló példa az üveg.


Az újrahasznosításnak vannak lehetőségei?

Az acrylgyanta kötésű homogén ásványi lapok, teljes mértékben újrahasznosíthatóak. Mivel a kompozit anyagok csak keverékek, így álltlában szét is választhatóak. A gyanta melegítés hatására kiolvad és visszamarad az alumínium trihidrát. Ez az egyik megközelítés az alapanyag szintű újrahasznosításhoz. A másik pedig, hogy darálékként vagy zúzalékként lehet a következő gyártási procedúrában a gyantához keverni.

Ami a napjainkban viszont még egyenlőre negatívan hat, az az, hogy a begyűjtése és visszaszállítása a lebontott vagy kiszolgált termékeknek, ill. maradék anyagoknak több szállítási környezetszennyezést okoz, mint az újrafelhasználás által elérhető előnyök.

Így bár az újrafelhasználás előtt nem állnak fizikai akádályok, jelen esetben még sem gazdaságos.


A ragasztásnál mi történik?

A ragasztó, gyorsan polimerizálódó B komponense miatt, úgymond megbontja a közvetlen lapszerkezetet és a már kikeményedett lap gyantájával polimerizált kötést alkot. Ez a kötés rendszerint erősebb, mint lapban kialakult erdeti szerkezeti kötés ereje.

Ezt a ragasztott elemek töréstesztjei rendszeresen bizonyítják, mert inkább a lap törik el mint sem a ragasztás.



Forrás: KFKI Kutató Intézet, Budapest

Wikipédia

Írta: Tornoczky Gábor

A kérdések itt értelemszerűen nem fedhetik az összes felmerülő kérdést. Ezért szívesen várok minden olyan érdeklődést, amire itt nem került sor, nem lett megvélaszolva. Kérdezzen bátran!


2009/01/04

A mindentudó CORIAN(R)

Már huzamosabb ideje kutatom az eredeti okot, amiért a CORIAN(R) létrejött. Szeretném megismerni, hogy mit kutattak, mit szerettek volna elérni. Az nagyon valószínű, hogy ez a véletlen műve volt, de még is, ehhez az íráshoz csak annyit tennék hozzá, hogy ez egy lehetséges verzió:


A folyamatos fejlődés kultúrájában élünk, amely a nyersanyagok kutatása terén a magas technológiai tudást képviselő, progresszív anyagok sokaságához vezetett. A flexibilis kerámiák, a habosított fémek, a vezetőképes, fénykibocsátó műanyagok és a formatartó (alakemlékezettel bíró) ötvözetek bevezetésével a nyersanyagok tulajdonságai lényegileg változtak meg. A szintetikus polimerek, amelyek egyre jobban képesek utánozni a természetes matériák erényeit (és mindeközben figyelemre méltó taktilis tulajdonságokkal is rendelkeznek), radikálisan módosítják az új termékek formai lehetőségeit. Ezek az új anyagok nem kis kihívást jelentenek a designerek számára, mert a folyamatos tökéletesítéssel, anyagkutatással párhuzamosan haladva kell felfedezniük és kibontaniuk a bennük rejlő lehetőségeket.

Több mint negyven év telt el azóta, hogy az Egyesült Államokban található DuPont cég (amelynek nevéhez olyan eredmények fűződnek, mint a neylon vagy a teflon) fejlesztőmérnökei megalkották a század egyik legsokoldalúbb anyagát, a Coriant. Évtizedek kellettek ahhoz, hogy ez a minden tekintetben egyedülálló tulajdonságokkal bíró matéria eljusson a háztartásokba (főleg konyhai pultok anyagaként ismert), több mint száz színben létezzen (áttetsző és fényvisszaverő változatban is), s a designgondolkodás részévé váljon.

A CORIAN világra jötte a véletlen műve volt. A kutatók eredetileg egy polimer alapú építőanyagot szerettek volna előállítani. A kétharmad részt ásványi anyagból (alumínium-hidroxid) és egyharmad részt akrilgyantából álló Coriant az egyik feltaláló lányáról, Cory Annról nevezték el. Az anyag egyesíti a természetes ásványok szilárdságát a korszerű műgyanták rugalmasságával. Felszíne teljesen homogén, szennytaszító, karcálló, könnyen tisztítható, és a legtöbb vegyszernek ellenáll. Melegebb tapintású, mint a fém, tartósabb, mint a fa vagy a kerámia, ugyanakkor teherbíró és színtartó. Megjelenésében, felületi hatásában a márvánnyal és a gránittal veszi fel a versenyt, alakíthatóságát tekintve pedig a műanyagokkal vetekszik. Bármilyen más matériával jól kombinálható, s szinte nem létezik olyan technológia, amellyel ne lenne megmunkálható.

Hőre képlékennyé válik, a termofomálás és a formába öntés révén lágy, organikus vonalvezetésű bútorok, szaniterek és lámpák alapanyaga, a háztartásokban konyha- és mosdópultként használatos különböző vastagságú Corian lapok pedig vágással, CNC marással nyerik el végleges méreteiket. A bútoripar mellett a repülőgép- és hajógyártást, valamint higiénikus volta miatt az egészségügyet is meghódította a század egyik leguniverzálisabb anyaga, amely valószínűleg még sok meglepetést tartogat a számunkra.

Forrás: FigyelőNet

Eddig nem publikált képek ZOW 2008

Eddig nem publikált képek ZOW 2008
Szemrevaló marketing