Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)
3. szám - Dr. Bolberitz Károly: Műanyagok szerepe a vízellátásban
•QS Hidrológiai Közlöny 1970. 2. sz. VÍZÉPÍTÉS Műanyagok szerepe a vízellátásban Dr. BOLBEBITZ KÁROLY* A XIX. század második felét a gazdaságtörténészek az acél korszakának szokták nevezni. Teljes joggal, mert ebben az időszakban a termelőeszközök előállításának legnemesebb nyersanyaga az acél volt. De már a jelenlegi nemzedék korszakában egy másik fém jelent meg a gazdasági színpadon, az alumínium, amely kis fajsúlyával, könnyűségével, nemcsak hogy a többi fémet szorította ki számos alkalmazási területről, hanem olyan technikai hódításokat tett lehetővé, amire azelőtt nem is lehetett gondolni, mint pl. a repülés, melynek óriási fejlődése alumínium nélkül lehetetlen lett volna. Az utóbbi három-négy évtizedben azonban még újabb termékek jelentek meg a piacon, melyek már nemcsak a különböző fémek helyett alkalmazhatók előnyösen számos területen, hanem a legkülönbözőbb természeti alapanyagokat: a fát, gumit, gyapjút, gyapotot, gyantákat, viaszokat, mézgákat stb. is tudják helyettesíteni, sőt számos olyan előnyös tulajdonságokkal rendelkeznek, melyek az eddig használt természetes anyagokat felülmúlják. Ezek az anyagok, melyek alapján jelen korszakunkat a jövőben valószínűleg a műanyagok korszakának fogják majd nevezni, a különféle fólszintetikus és szintetikus műanyagok. Széleskörű és gyors elterjedésük oka onnan ered, hogy míg a természetes anyagokat a természet nem azért alkotta, hogy azokat az ember használja (ezeknek az anyagoknak a természetben meg van a saját rendeltetésük, melyet ott tökéletesen be is töltenek, az ember csak azért tudja használni ezeket, mert véletlenül más célokra is felhasználhatók eredeti formájukban, vagy kisebb mértékű mechanikai vagy kémiai átalakítással), addig a szintetikus műanyagok az ember termékei, melyeket oly tulajdonságokkal igyekszünk előállítani, hogy azok a kitűzött célnak a legjobban megfeleljenek. A műanyagok sajátosságai; előnyeik, hátrányaik a víziparban A műanyagok száma és féleségük évről évre emelkedik és talán nincs is ma már olyan termelési és fogyasztási terület, vagy ágazat, ahol műanyagot valami formában ne használnának. Áttekintésük, csoportosításuk ezért mind nehezebbé válik. Teljesenleegyszerűsítve a kérdést, azt mondhatjuk, hogy vannak természetes növényi vagy állati alapanyagokból, termékekből készülő ún. félszintetikus műanyagok, mint amilyen a vulkánfiber, a cellulózészterek (cellulóz-acetát, -butirát, -propionát), cellulóz-éterek (metil-cellulóz, etil-, benzil-, karboximetil-cellulóz), a fehérje-polimerizátumok (kazeinből, vérfehérjéből, szójafehérjéből), hasonlóképpen a vulkanizált kaucsuk, a klórkaucsuk, az ebonit, a linóleum stb. Ezeknek a természetes anyagokból készült műanyagok tulajdonságait a kémiai beavatkozásokkal bizonyos mértékig befolyásolni tudjuk. A másik csoportba tartoznak a szintetikus műanyagok, melyek nyersanyagai a legegyszerűbb alap vegyületek, vagy ezek keverékei: az acetilén, a vízgáz, az ásványolaj, kőszénkátrány, alkohol, furán, furfurol stb. Az ezekből nyert alapanyagmolekulák összekapcsolása révén létrehozott óriás* Orzágos Közegészségügyi Intézet, Budapest. molekulák adják a különféle műanyagokat, melyek nélkül ma már az élet és az ipar tevékenysége el sem képzelhető. Az óriás-molekulák létrehozása a viszonylag kicsiny alap-molekulákból háromféle kémiai reakció révén történhet. Ezek : 1. a polimerizáció, 2. a poliaddíció és 3. a polikondenzáció. Ezek képletesen az alábbi módon jellemezhetők: 1. polimerizáció nA —» (A ) n egyfajta alapmolekulából kettős-kötés bomlás útján 2. poliaddíció nA +nB-^(AB)„ kétfajta alapmolekulából átrendeződés útján 3. polikondenzáció n{A+a) + n(B-\-b)-^>(AB) n-\+ n(áb) kétfajta alapmolekulából vízkilépés útján történő kapcsolódás révén Egy-egy óriás molekulában a polimerizálás fokától függően 10 3—10 6 atom van. A molekula alakját tekintve lehet: fonalas, síkhálós, vagy térhálós szerkezetű. Ez a szerkezet és a polimerizálás foka már részben meghatározza a műanyag tulajdonságait. A molekula nagysága a műanyagban nem egységes. Meghatározására ezért a műanyagot frakciókra szokás bontani és a különböző molekulasúly határok közé tartozó frakciók százalékos arányait határozzák meg. Vannak olyan műanyagok, mint pl. a polisztirol, melyben egy molekula-nagyság az uralkodó (800—900), másoknál, pl. a nitrocellulózban a 100—1800 közötti súlyú molekulák kb. egyenlő hányadokkal szerepelnek, melyek tehát meglehetősen egyenletes megoszlású molekulasúlyt mutatnak. Ilyen körülmények között, minthogy a reakciók irányítása a kezünkben van és magát az alapanyagot is céljainknak megfelelően választhatjuk meg, a készítendő műanyagok tulajdonságai széles területen variálhatók. A további feldolgozás szempontjából a műanyagokat két csoportba szokás sorolni: hőre keményedő műanyagok (duroplasztok), hőre lágyuló műanyagok (thermoplasztok) Mechanikai tulajdonságaikat (keménység, szilárdság különböző igénybevételekkel szemben, rugalmasság, tapadás stb.), hőállóságukat, elektromos ellenállásukat, ellenállásukat az erős vegyi behatásokkal szemben, a bennük levő vegyi kötések és a bevitt egyéb atomok szabják meg. A szén-oxigén kötések, melyek az epoxi-gyantákban vannak, rendkívül erős, stabil kötések [1], A bevitt klór-, fluor-ionok [2, 3] óriási mértékben fokozzák a vegyi ellenállást. A kén bevitelével (poliszulfonátok) [4], vagy túlklórozással [5] a lágyulási-, olvadási hőfokot lehet lényegesen növelni. Különböző rokon-vegyületek együttes, kopolimerizálásával szintén befolyásolni lehet a készülő termék tulajdonságait. Természetes, hogy minden műanyagtermelő igyekszik értékesíteni termékeit a vízipar területén
