Megjelent egy magyar nyelvű cikkünk a Polimerek című, szakmai folyóiratban, a politejsav alapú mikro-méretű expandálható kapszulák segítségével létrehozott biohabok témakörében. A cikket erre a linkre kattintva tekinthetik meg.
2018. december 19.
2018. november 30.
Politejsav kémiai úton történő habosításának eredménye cikk formájában
Megjelent egy újabb cikkünk Characterization of Different Chemical Blowing Agents and Their Applicability to Produce Poly(Lactic Acid) Foams by Extrusion címmel az Applied Sceinces című folyóiratban, szabad hozzáféréssel.
A cikket erre a linkre kattintva tekinthetik meg.
2018. október 26.
Development and characterization of innovative biopolymer foams
Megjelent egy újabb cikkünk az IOP Conference Series: Materials Science and Engineering című folyóiratban, szabad hozzáféréssel.
A cikket erre a linkre kattintva tekinthetik meg.
A cikket erre a linkre kattintva tekinthetik meg.
2018. szeptember 28.
Politejsav habosításának lehetséges módjai (kémiai habosítás III.)
Folytatva a korábbi bejegyzésekben taglaltak, azaz ha ismerjük a fejlődő gáz(ok) típusát, a bomlási hőmérséklet tartományt, ahol a habképzéshez szükséges gáz(ok) felszabadulnak és ismerjük a kémiai habképzőszer kémiai reakcióját (exoterm, endoterm), habképző szer tekintetében megkezdhetjük a habosítási kísérleteket. A szakirodalmak és az előkísérleti eredmények rámutattak arra, hogy a kémiai habképző szereket jellemzően 0,2-2 m% közötti mennyiségben alkalmazzák. Ennek oka, hogy a gyártás során a habképzőszer mennyiségének növelésével a polimer ömledék folyóképessége adott feldolgozási hőmérsékleten megváltozik, jellemzően nő és így ez gátat vet a habosodásnak, buborékképződés mellett az anyag egyszerűen "kifolyik" a feldolgozó berendezésből, a képződött cellák egyesülnek és nem stabilizálhatóak (1.ábra).
 |
| 1.ábra 8 m% kémiai habképzőszer hatása a cellaképződésre [Forrás: saját kép] |
2018. augusztus 31.
Politejsav habosításának lehetséges módjai (kémiai habosítás II.)
A politejsav kémiai habképző szerrel történő habosításához nélkülözhetetlen a habképző szer tulajdonságainak, viselkedésének pontos és részletes feltárása. E célból termogravimetriás analízist végeztünk (adott fűtési sebesség mellett vizsgálatuk a tömegváltozását a habképző szernek) amelyet FTIR (Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia) méréssel egészítettünk ki. Célunk volt a kémiai habképző szer bomlástartományainak feltárása (azaz, hogy hol működik, hol fogja hatását kifejteni azaz, milyen hőmérsékletei tartományban fog gázt képezni amellyel habosítani tudjuk az ömledék állapotban lévő politejsavunkat) valamint a képződött gázok típusainak meghatározása.
Az FTIR mérés eredményét az 1. ábra szemlélteti.
 |
| 1.ábra Kémiai habképzőszer FTIR vizsgálatának eredménye [Forrás: saját mérés] |
Látható, hogy számos hullámhossz tartományban kaptunk intenzitás csúcsokat. Ha ezek elemezzük akkor a következő gáz típusokat mutathatjuk ki a vizsgált exoterm típusú kémiai habképzőszer mintában:
- Szén monoxid: 2050-2250 (hullámhossz tartomány)
- Szén dioxid: 600-750, 2250-2350, 3600-3750 (hullámhossz tartomány)
- Ammónia:750-1250, 1450-1800, 3200-3500 (hullámhossz tartomány)
A fejlődött gáz típusokat most már ismerjük, a következő bejegyzések egyikében a TGA eredményekre fogok rámutatni.
2018. július 31.
Politejsav habosíthatósága, publikálás
Az elmúlt időszakban az eredményeink értékelésére, összegzésére és azok publikálására helyeztük a hangsúlyt. Elkészítettünk egy magyar nyelvű és több idegen nyelvű publikáció kéziratát, amelyek jelenleg bírálási procedúrán esnek át. A politejsav kémiai habosíthatóságára nézve igen részletes információ mennyiséggel bővültünk és megkezdtük a szuperkritikus állapotban lévő széndioxiddal történő habosítás során a nano-méretű erősítőanyagok hatásának feltérképezését is, amelyből szintén egy publikáció elkészítése van folyamatban.
A tématerület aktualitása semmit sem veszített hiszen a híradásokban folyamatosan értesülhetünk róla, hogy az egyes országok korlátozzák, betiltják, szabályozzák a petrolkémiai alapú polimer termékek ezeken belül is az egyszer használatos termékek (szatyrok, szívószálak stb.) használatát, így továbbra is a politejsavhoz hasonló megújuló erőforrás alapú ás biológiai úton lebontható polimerekből előállított alternatív termékek térnyerése várható.
2018. június 5.
Conference on Polymer Science and Technology
Mai nappal ért végett a 4. nemzetközi polimer tudományról és technológiáról szóló konferencia, amelyen a politejsav alapú biohabokról tartottam egy előadást "Characterization of Poly(lactic) Acid foams produced by extrusion with different chemical blwoing agents" címmel.
 |
| 1.ábra Certificate of recognition [saját ábra] |
2018. május 30.
Egyszer használatos, petrolkémiai alapú, műanyag termékek korlátozása
Az Európai Bizottság egy új irányelvet terjesztett elő a napokban, amely az egyutas azaz egyszer használatos műanyag termékek pl. szívószálak, poharak, tányérok használatát csökkentené és korlátozná. Ezzel az intézkedéssel a nagy mennyiségben keletkező, tengeri, műanyag hulladékoknak kívánnak gátat szabni. A European Bioplastics szoros együttműködést vár az EU-val, hogy a petrolkémiai polimerek helyett, a biológiai úton lebontható bio-polimerek, lehetséges alternatívaként jelenjenek meg.
A hivatkozott direktíva erre a linkre kattintva érhető el.
2018. április 30.
Kémiai habképzőszerek jellemzése (TGA)
A kémiai habképző szerek jellemzője, hogy termikus bomlás révén gáz(oka)t fejlesztenek (pl. CO2), amely a habképzésben játszik szerepet. A kémiai habképző szerek csak egy meghatározott hőmérséklet-tartományban alkalmazhatóak és ott fejtik ki hatásukat. Ahhoz, hogy ezt a hőmérséklettartomány jellemezni tudjuk nélkülözhetetlen ezen anyagok termogravimetrikus analízis (TGA) segítségével történő minősítése. A TGA mérés lényege, hogy néhány milligramm mintát helyezünk a habképző szerből egy minta tartóba, majd a mérőberendezés a vizsgálat során méri a minta tömegcsökkenését a hőmérséklet függvényében és kirajzolja az ún. TGA görbét (1.ábra).
 |
| 1. ábra Endoterm típusú kémiai habképző szer TGA görbéje [Forrás: saját mérés] |
E görbe számos hasznos információt nyújt a számunkra úgy mint a felhasználásai hőmérséklettartomány, tömegcsökkenés sebessége stb.
2018. március 31.
Politejsav molekulatömegének meghatározása
Ebben a bejegyzésben egy érdekes és jelentős információt adó méréstechnikáról a gélpermeációs kromatográf (GPC) mérésről és annak eredményéről írok. Célunk volt, hogy az általunk felhasznált valamennyi politejsav (PLA) alapanyagunkat széleskörűen minősítsük, amelynek egyik nélkülözhetetlen mérési módszere a GPC mérés. A mérésből megkaphatjuk a nagy molekulatömegű (M>2000 g/mol) polimerünk molekulatömegének eloszlását és a jellemző átlagos molekulatömeg értékeket is, amelyek ezt követően a polimer-feldolgozástechnikákkal hozhatóak szoros összefüggésbe.
A mérés lényege, hogy olyan gélkromatográfiás tölteteket alkalmazunk, amelyek olyan kisméretű (~10μm) szilikagél vagy pl. sztirol-divinil-benzol alapú polimer részecskékből állnak, amelyek széles mérettartományba eső pórusrendszerrel rendelkeznek. A vizsgálandó (polimer oldat) mintát ezen a különböző méretű pórusokkal rendelkező szemcséken áramoltatjuk keresztül (1.ábra).
 |
| 1.ábra Gélpermeációs kromatográf mérés elve [Forrás: Németh B.: Hiperelágazásos polisztirol előállítása sztirol és divinil-benzol karbokationos kopolimerizációjával környezetileg előnyös reakciókörülmények között. TDK dolgozat, ELTE. TTK, 2010.] |
A molekulák egy része egyetlen pórusba sem fér bele azaz a szemcséből teljesen kizáródik. A minta ezen frakciója közvetlenül áthalad az oszlopon, és létrehozza az úgynevezett kromatogram első csúcsát. A minta egy másik frakcióját pl. olyan kisméretű molekulák alkotják, amelyek minden pórusba beférnek, vagyis az egész szemcsét átjárják. Ezek a vegyületek haladnak végig az oszlopon a leglassabban, így ezek a molekulák alkotják a kromatogram utolsó csúcsát. A közbenső méretű molekulák a pórusok egy részébe be tudnak hatolni, másik részébe nem. Ezek tehát az előző két esethez képest valamilyen közbenső sebességgel haladnak végig az oszlopon.
Ideális esetben a gélkromatográfiás elválasztás tehát kizárólag a molekulaméreten alapul. A folyadék-folyadék megoszlás vagy az adszorpció általában nem kívánatos jelenség, megfelelően kialakított rendszerekben nem is jön létre. A kereskedelmi forgalomban kapható gélkromatográfiás töltetek 102-108 molekulatömeg-tartományban alkalmasak elválasztásra. [Felhasznált forrás: Szakács H., Verga Cs., Nagy R.: Polimerek méréstechnikája. Pannon Egyetem (2012)].
Az egyik politejsav mintánkról készített GPC mérés eredményét a 2. ábra szemlélteti.
 |
| 2.ábra PLA mintánk GPC mérésből kapott molkulatömeg eloszlása [Forrás: saját mérés] |
2018. február 28.
Biopolimerek helyzete, jövőkép, statisztikák
Megjelentek a polimerek előállítására, alkalmazására és újrahasznosítására vonatkozó piaci jelentések és elemzések (Plastics the facts 2017), amelyből jelen bejegyzésemben fogok szemezgetni. Elmondható, hogy mind Világ szinten és mind Európa szinten előállított polimerek mennyisége növekvő tendenciát mutat. 2015-ben éves szinten mintegy 322 millió tonna, míg 2016-ban 335 millió tonna polimert állítottak elő, amelyből 60 millió tonnát Európában. Az országokat tekintve az első hat legnagyobb gyártó, növekvő sorrendben: Lengyelország, Egyesült Királyság, Spanyolország, Franciaország, Olaszország és Németország. A felvevő piaci megoszlásokat tekintve a csomagolóipari alkalmazás továbbra is majdnem 40%-ot tesz ki.
A műanyag hulladékok (27.1 millió tonna) 41.5%-a energetikai hasznosításra, 31.1%-a újrahasznosításra (recycling) és 27.3%-a deponálásra került.
Mind a megújuló erőforrás alapú, de biológiai úton nem lebontható (pl. Bio-PET) és mind a megújuló erőforrás alapú és biológiai úton lebontható (pl. PLA) polimerek előállított mennyisége világszinten növekedett és további növekedés várható (lsd. 1.ábra).
 |
| 1.ábra Biopolimerek előállítása világviszonylatban [Forrás: www.bio-based.eu] |
2018. január 31.
Biopolimerek további intenzív fejlesztése és térnyerése várható
Tegnap egy újabb hír látott napvilágot miszerint Európa növeli a bio-alapú polimerekre vonatkozó támogatását ("Europe to ramp up funding for bio-based plastics").
Az Európai Bizottság növelni fogja az innovatív bio-alapú műanyagok kutatását és fejlesztését, valamint a műanyagok újrahasznosításának további javítását. A hónap elején megrendezésre került, a műanyagokra vonatkozó európai stratégiáról szóló konferencia (European Strategy on Plastics) amely sajtótájékoztatóján Jyrki Katainen, a Bizottság alelnöke azt mondta: "Készek vagyunk finanszírozni vagy növelni a finanszírozását az újszerű újrahasznosításnak és az új, olajmentes nyersanyagoknak. A Horizont 2020 már 250 millió eurót különített el ezen innovatív munkára vonatkozóan, és úgy döntöttünk, hogy 2020-ig 100 millió euróval növeljük ezt az összeget."
