Letöltés - BME - Polimertechnika Tanszék

BME Gépészmérnöki Kar
Gépészmérnöki alapszak
Németnyelvű képzés
Kötelező tantárgy
TANTÁRGY ADATLAP ÉS TANTÁRGYKÖVETELMÉNYEK
2014. 02. 12.
1. Tantárgycím:
POLIMEREK ANYAGSZERKEZETTANA ÉS TECHNOLÓGIÁJA
A tantárgy címe németül:
POLYMER WERKSTOFFKUNDE UND TECHNOLOGIE
A tantárgy címe angolul:
POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
2. kód Szemeszter Követelmény Kredit Nyelv Tárgyfélév
BMEGEPTAG0P 4 3+0+2 v 6 német 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék:
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
Dr. Halász Marianna Egyetemi docens Polimertechnika Tanszék
4. A tantárgy előadója:
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
Dr. Halász Marianna Egyetemi docens Polimertechnika Tanszék
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít:
Fémes szerkezeti anyagok felépítése, csoportosítása. Az anyagszerkezet és az anyagtulajdonságok
kapcsolata. Az anyagok feszültség-deformációs mechanizmusai és alaptörvényei.
6. Kötelező előtanulmányi rend: Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat, BMEGEMTAGA1
7. A tantárgy célkitűzése:
A tantárgy célkitűzése, hogy megismertesse a hallgatókkal a polimerek, mint szerkezeti anyagok
felépítését, tulajdonságaiknak a szerkezeti felépítéstől, hőmérséklettől, környezeti hatásoktól
való függését, feszültség-deformációs kapcsolataik sajátosságait, alapvető
feldolgozástechnológiai, alkalmazástechnikai és újrahasznosítási lehetőségeit.
8. A tantárgy részletes tematikája:
1
2
3
4
5
Előadás
A tantárgyi követelmények. Bevezetés. A polimerek anyagtudománya. A polimerek alkalmazásának
előnyei és hátrányai.
Polimerek alapfogalmai: makromolekula, oligomer, ismétlődő egység, monomer, polimer, műanyag,
kompozit, polimerizáció, polikondenzáció, poliaddíció, polimerizációs fok, móltömeg, móltömegeloszlás,
polidiszperzitás.
A polimerek szerkezeti felépítése: a molekuláris szerkezeti szint (a lineáris és a térhálós molekulaszerkezet
és tulajdonságai, a szén atom és a kovalens kötés, a polimermolekula szilárdsága, konformáció, konfiguráció,
szetreoregularitás)
A polimerek szerkezeti felépítése: a finomszerkezeti szint. Általános jellemzés. A kristályosodás folyamata,
feltételei és befolyásoló tényezői. A rojtos micella elmélet. Krisztallitok, fibrillák, lamellák,
szferolitok. Polimertípusok.
A polimerek általános mechanikai tulajdonságai a fémekhez viszonyítva. Az anizotróp és inhomogén
viselkedés, a nemlineáris feszültség-deformáció kapcsolat. A polimerek deformáció komponensei. A
feszültség-deformációs kapcsolat modellezése.
1

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
A mechanikai tulajdonságok függése időtől: A kúszás és feszültségrelaxáció jelensége és matematikai
leírása.
Ciklikus vizsgálatok, hiszterézis jelenség, dinamikus jellemzők. Tartós szilárdsági jellemzők. A polimerek
egyéb fizikai és kémiai tulajdonságai.
A polimerek viselkedése a nedvességtartalom változása mellett. A polimerek halmaz-, fázis- és fizikai
állapotai.
A polimerek viselkedése a hőmérséklet változása mellett: amorf és részben kristályos termoplasztikus és
térhálós polimerek (duromerek és elasztomerek) termomechanikai görbéi, a molekulatömeg, a kristályosság,
ill. a térháló sűrűség hatása.
Gyártástechnológia: A polimerizáció elemi lépései, a láncreakció során keletkező hő, a polimerizáció
kivitelezési módjai, a PE, PP, PVC gyártása. A polikondenzáció és poliaddició. A polimerizáció és a
polikondenzáció folyamatának összehasonlítása.
Ömledékreológia. A polimer ömledékek folyási mechanizmusa, a nyírófeszültség és az alakváltozási
sebesség összefüggése, a folyásgörbe matematikai leírása. MFI. Viszkozitásgörbe. A viszkozitást befolyásoló
tényezők.
Ömledékreológia. A polimer ömledék áramlása kapillárisban, résben, Hagen-Poiseuille összefüggés.
Rabinowitsch korrekció. Bagley korrekció. A polimerömledék rugalmas alakváltozása és következményei
a feldolgozás során.
A polimerek feldolgozási technológiáinak általános jellemzése, csoportosítása. Hőre lágyuló polimerek
rúdsajtolása: extrúzió. Az extrudercsiga geometriája, zónái, L/D viszony. Áramlási viszonyok a csiga
mentén. Az extrúder munkadiagramja.
Extrúziós gyártósor, a lemez-, a cső- és a profilgyártás szerszámai, fóliafúvás, koextrúzió. Háromdimenziós,
összetett alakú polimer termékek gyártási technológiája: fröccsöntés.
A csigadugattyús fröccsöntőgép szerkezete, működése, a fröccsöntés ciklusdiagramja. A fröccsöntő szerszámok
alaptípusai.
Hőre lágyuló polimerek különleges feldolgozási technológiái. Üreges testek gyártási technológiái:
extrúziós fúvás, fröccsfúvás, rotációs öntés. Műanyaglemezek melegformázása: vákuumformázás,
préslégformázás, mélyhúzás.
Műanyag lemezek és fóliák gyártása kalanderezéssel. Fóliagyártás, fólianemesítés: prégelés, kasírozás,
dublírozás, nyújtás.
Térhálós szerkezetű polimerek feldolgozási technológiái. A polimer kompozitok felépítése. A
kompozitok erősítő anyagainak és mátrixanyagainak fajtái és tulajdonságai.
A kompozitok gyártási technológiái. Polimer kompozit előgyártmányok sajtoláshoz: SMC, BMC. Laminálás.
Szálerősített kompozitok tekercselése, pultrúziója, szendvics technológiája.
Polimerek újrahasznosítása. Kémiai, energetikai és anyagában történő hasznosítás. Recycling-upcycling.
Környezetvédelem.
A laboratóriumi gyakorlatok témakörei:
Mérés száma Mérés tárgya
A1 Szakítás
A2 Hajlítás
A3 Extruzió
A4 Melegalakítás
A5 Kompozitok
B1 Kúszás
B2 MFI
B3 Fröccsöntés
B4 RPT-RT
B5 Kötéstechnika
A laboratóriumi mérések: Külön beosztás szerint a 2. vagy a 3. oktatási héten kezdőnek!
A beosztás letölthető a Tanszék honlapján a tárgy adatlapjáról.
Helyszín: A Tanszék MT épületbeli laboratóriuma, bejárat a Bertalan Lajos utca felől.
2

9. A tantárgy oktatásának módja:
Hetente 3 órás előadás és 2 órás laborgyakorlat.
10. Követelmények:
a) A szorgalmi időszakban: A félév végi aláírás megszerzésének feltétele az összes laboratóriumi
gyakorlat egyenként minimum 41%-os teljesítése. Az egyes méréseken max
5 pont, azaz az összes mérésen összesen max 50 pont szerezhető. A félév végi aláírást
3 évre visszamenően fogadjuk el. A félév során két fakultatív zárthelyi megírására és
egy házi dolgozat beadására adunk lehetőséget, amelyek alapján megajánlott jegy szerezhető.
b) A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga
A vizsga eredménye 33%-ban a labor gyakorlatokon, 67%-ban pedig a vizsgán nyújtott
teljesítmény alapján kerül megállapításra.
c) A tantárgyi követelményeket tiltott eszközzel teljesíteni szándékozó hallgatókkal
szemben az 1/2013. (I.30.) dékáni utasítás rendelkezéseinek értelemszerű alkalmazásával
kell eljárni (Lásd: Záradék).
11. Pótlási lehetőségek: A gyakorlatok pótlására a szorgalmi időszakban 2 alkalommal van
lehetőség a magyar nyelvű csoportokkal együtt. Mérés pótlása vizsgaidőszakban nem lehetséges.
12. Konzultációs lehetőségek: A tanszék oktatói munkaidőben – előzetes egyeztetés alapján
– biztosítanak konzultációs lehetőséget a hallgatóknak.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom:
1. Bodor G.; Vas L.M.: Polimer anyagszerkezettan. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2000.
2. Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai, Műegyetemi Kiadó, Budapest,
2003.
3. Útmutató és jegyzőkönyv a mérésekhez: http://www.pt.bme.hu honlapról letölthető.
4. G. Menges: Werkstoffkunde der Kunststoffe, 1985 Carl Hanser Verlag München Wien
5. G. Erhard: Konstruiren mit Kunststoffen, 1993 Carl Hanser Verlag München Wien
6. Schwarz/Ebeling/Lüpke: Kunststoffverarbeitung, Vogel Buchverlag, Würzburg, 1991
7. W. Kaiser: Kunststoffchemie für Ingenieure, 2007 Carl Hanser Verlag München
14. A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka:
A hallgatók otthoni munkája kb. heti 2 órát igényel.
A laboratóriumi méréseken való részvétel:
Kötelező felszerelés: Útmutató, saját, kitöltetlen jegyzőkönyv, számológép, személyazonosság
igazolására alkalmas igazolvány!
A méréseken az útmutatók alapján felkészülten kell megjelenni. A felkészülést „beugró”
ZH-val ellenőrizzük. Elégtelen „beugró” ZH, vagy a kötelező felszerelés hiánya esetén
a hallgató a mérésen nem vehet részt, és a mérést pótolnia kell.
Az egyes méréseken max. 5 pont szerezhető a „beugró” ZH-n és a mérés elvégzése során
nyújtott teljesítmény alapján, ebből minimum 2 pontot kell elérni a mérés érvényességéhez.
A méréseken összesen maximum 50 pont szerezhető.
A jegyzőkönyveket a vizsga időpontjáig meg kell őrizni!
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta:
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
Dr. Halász Marianna Egyetemi docens Polimertechnika Tanszék
3

Záradék
A tanulmányi követelmények teljesítése során tiltott eszközöket használó hallgatók
szankcionálása
Az a hallgató, aki
(a) a félévközi írásbeli számonkéréseken a tárgykövetelményekben megengedett, ill. a számonkérés
felelős oktatója által felsoroltakon kívül bármely más segédeszközt (könyv, jegyzet stb.)
igénybe vesz és/vagy más hallgató bármilyen segítségét – kivéve az engedélyezett eszköz kölcsönzését
– kéri és/vagy azt elfogadja, a félév során a fenti tettét követő számonkérésekből kizárja
magát, az addig szerzett eredményei elvesznek, aláírást nem kaphat, pótlási lehetőséggel
nem rendelkezik; félévközi jeggyel záruló tárgy esetén végleges eredménye: elégtelen(1),
vizsgajeggyel záruló tárgy esetén: Megtagadva.
(b) az otthoni házi feladatot bizonyíthatóan nem saját maga készítette el, vagy abban olyan részt
is saját eredményként, ill. munkaként (alkotásként) tüntet fel mely bizonyíthatóan nem az, a
félév során a fenti tettét követő számonkérésekből kizárja magát, az addig szerzett eredményei
elvesznek, aláírást nem kaphat, pótlási lehetőséggel nem rendelkezik; félévközi jeggyel záruló
tárgy esetén végleges eredménye: elégtelen(1), vizsgajeggyel záruló tárgy esetén: Megtagadva.
(c) az írásbeli vizsga megírása során a tárgykövetelményekben megengedett, ill. a számonkérés
lebonyolításáért felelős oktató által meghatározottakon kívül más segédeszközt (könyv, jegyzet
stb.) igénybe vesz és/vagy más hallgató bármilyen segítségét – kivéve az engedélyezett
eszköz kölcsönzését – kéri és/vagy azt elfogadja, a vizsgán azonnal felfüggesztésre kerül,
elégtelen(1) érdemjegyet kap, valamint az adott vizsgaidőszakban e tárgy további vizsgáin
nem vehet részt;
(d) az írásbeli számonkérés eredményhirdetése során a kézhez kapott kijavított és értékelt dolgozaton,
ill. feladaton utólag változtat vagy változtatni próbál,
i. a félév során a fenti tettét követő számonkérésekből kizárja magát, az addig szerzett
eredményei elvesznek, aláírást nem kaphat, pótlási lehetőséggel nem rendelkezik;
félévközi jeggyel záruló tárgy esetén végleges eredménye: elégtelen(1),
vizsgajeggyel záruló tárgy esetén: Megtagadva.
ii. a vizsgán azonnal felfüggesztésre kerül, elégtelen(1) érdemjegyet kap, valamint az
adott vizsgaidőszakban e tárgy további vizsgáin nem vehet részt.
4