PlasticPortal.eu - denne aktualizovaný portál pre plasty a gumu

Aktuality
Poďakovanie za návštevu stánku PlasticPortal.eu

18.10.2017 | Ďakujeme všetkým obchodným partnerom, ktorí si našli čas a navštívili nás na našom stánku v rámci MSV 2017 v Brne.

Nová optická reflexná svetelná bariéra od firmy Wenglor sensoric GmbH, ktorá funguje bez reflektora.

16.10.2017 | Využite neobmedzenú rozmanitosť aplikácií vďaka výnimočnej presnosti pre jednoduchý a spoľahlivý chod výroby.

Zlatá medaila MSV 2017 - ocenené exponáty

13.10.2017 | Na Medzinárodnom strojárskom veľtrhu v Brne udelili ocenenia vybraným exponátom.

Veľtrh MSV 2017 v Brne je v plnom prúde, uvidíte tu množstvo noviniek

11.10.2017 | Exponátové novinky uvidíte na MSV do piatku.

Možnosti získania grantu v Slovenskej republike

11.10.2017 | Prehľad noviniek - október 2017.

 
Plastikársky slovník
Portál ZÁKONY A NORMY
Portál ZÁKONY A NORMY
Aktuálne v legislatíve
Obsah PAH v predmetoch a v hračkách

03.07.2017 | Na webovej stránke ECHA je nová výzva na predkladanie pripomienok a dôkazov týkajúce sa obsahu PAH uvedeného v položke 50 prílohy XVII nariadenia REAC ...

Nová vydaná změna nařízení č. 10/2011 (nařízení PIM) o materiálech a předmětech z plastů určených pro styk s potravinami

31.05.2017 | Nařízení Komise č. (EU)2017/752 mění a opravuje nařízení PIM o materiálech a předmětech z plastů určených pro styk s potravinami:

Verejná konzultácia o pravidlách zodpovednosti výrobcu za škodu spôsobenú chybou výrobku

10.04.2017 | Európska Komisia začala na svojich webových stránkach verejnú konzultáciu o pravidlách zodpovednosti výrobcu za škodu spôsobenú chybou výrobku.

Zdravotnícke pomôcky - Systémy manažérstva kvality

07.12.2016 | Norma pre Zdravotnícke pomôcky - Systémy manažérstva kvality - Požiadavky na splnenie predpisov, z decembra 2016.

Připravuje se novela zákona č. 477/2001 Sb. o obalech

29.11.2016 | Připravovaná novela zákona č. 477/2001 Sb. o obalech se týká se povinného zpoplatnění pouze lehkých plastových odnosných tašek s tloušťkou stěny do 50 ...

 
Newsletter
CAPTCHA Image
 
Úvod > Aktuálne články > Radiačné sieťovanie - inovatívna cesta k zlepšeniu tribologických vlastností plastových výrobkov
Radiačné sieťovanie - inovatívna cesta k zlepšeniu tribologických v ...
 
 
Radiačné sieťovanie - inovatívna cesta k zlepšeniu tribologických vlastností plastových výrobkov

Radiačné sieťovanie - inovatívna cesta k zlepšeniu tribologických vlastností plastových výrobkov

Požiadavky na plastové diely, najmä na ich tribologické vlastnosti sa neustále zvyšujú. To platí predovšetkým pre plasty, ktoré sa používajú v strojoch a iných zariadeniach a sú vystavované vysokému zaťaženiu. Zároveň sa do popredia stále viac dostáva téma nahrádzania kovov v ľahkých konštrukciách. Vďaka radiačnému sieťovaniu možno dosiahnuť požadované tribologické vlastnosti, zvýšiť životnosť výrobkov a zredukovať ich výpadky v prevádzke. Navyše je možné v porovnaní s využitím kovov znížiť ešte ich celkovú hmotnosť.

Oblasti využití plastových výrobků neustále přibývají a vytlačují často nákladná řešení z kovu. To je například případ téměř všech druhů pohonů – mimo jiné v automobilovém průmyslu, u E&E aplikací, v průmyslových zařízeních nebo v domácích spotřebičích. Plasty se při tom používají na ozubená kola, ložisková pouzdra nebo jiné kluzné prvky. Chemická odolnost a schopnost fungovat bez použití maziv a kluziv předurčují plastové díly k tomu, aby se využívaly především v lékařství a potravinářském průmyslu. Kromě toho je jejich hlavní výhodou nízká hmotnost ve srovnání s kovem, což přináší vysoký potenciál úspor u lehčených konstrukcí, které jsou v mnoha průmyslových odvětvích stále důležitější – hlavně s ohledem na zvyšující se požadavky na mobilitu v oblasti automobilového průmyslu (např. u elektromobilů a nebo s cílem snížit emise CO2), ale i u jízdních kol, v železniční dopravě či v letecké a kosmické technice.

Ale právě vysoké množství požadavků na plastové díly je často důvodem jejich poškození a defektů, které tak způsobují výpadky strojů a zařízení, což vede k prostojům a k navyšování nákladů v provozu. Pro vyloučení těchto možných problémů jsou nepostradatelné informace k vznikajícím procesům tření a opotřebení. Materiál se musí zvolit a upravit tak, aby vyhovoval všem těmto vlastnostem. V souvislosti s tím nabývá na významu optimalizace tribologických vlastností polymerních materiálů, které vycházejí z přesných požadavků kladených na použité plastové díly.

Při výběru výchozího materiálu pro daný výrobek záleží na tom, jaký plast splňuje požadavky na koeficient opotřebení, pevnost v tlaku, teplotní rozsah použitelnosti, případné rázové zatížení a potřebnou tvarovou stálost. Součástky – jako např. ozubená kola – se často vyrábějí vstřikováním. Díky velmi nízkému koeficientu tření vůči jiným materiálům (např. oceli) používají výrobci rádi jako ložiskový materiál polytetrafluorethylen (PTFE). Jsou-li požadavky kladené na díly pohonů vysoké, doporučují se vysoce výkonné polymery jako polyetheretherketon (PEEK), polyfenylensulfid (PPS) nebo duroplasty. Tyto materiály ovšem nejsou pouze mnohem dražší než technické termoplasty, ale kladou také vyšší požadavky na jejich zpracování. Existuje ale i cenově výhodnější alternativa.


Radiační síťování: Optimalizace, která zušlechťuje plasty a otevírá nové oblasti jejich použití 

Pomocí metody radiačního síťování lze optimalizovat technické plasty, které tak získají vlastnosti vysoce výkonných plastů. Technologie je velmi jednoduchá, levná a lze ji aplikovat u různých částí procesního řetězce. K radiačnímu zesíťování plastových výrobků se využívá vzniklé energie (ionizující záření) buď ve formě elektronového záření (beta záření), a nebo u složitých a velkých dílů lze také úspěšně využít gama záření, které se vyznačuje vyšší hloubkou pronikání. Působení ionizujícího záření vznikají ve struktuře ozařovaného polymeru volné radikály, jejíchž vzájemné reakce vedou k procesu síťování polymerních řetězců. Radiační síťování, které probíhá především v amorfních oblastech polymerů méně odolných proti opotřebení, tak vytvoří polymerní síť.

Změnou struktury se v porovnání s neozářeným materiálem dosahuje modifikovaných mechanických vlastností. Co se týká tribologických požadavků, znamenají účinky radiačního síťování jasnou výhodu (viz tabulku 1).[1]

 

Účinky ozáření elektrony

Vliv na tribologické vlastnosti

Vyšší stupeň zesíťování

Vyšší odolnost proti opotřebení

Zvýšení teplotní odolnosti a tvarové stálosti za tepla

Vyšší odolnost vůči teplu vzniklému třením, bez tavení kluzné plochy

Snížení koeficientu teplotní roztažnosti

Vyšší rozměrová stálost

Snížení náchylnosti k vzniku trhlin způsobených pnutím

Rozmanité možnosti mazání

Lepší pevnost a odolnost proti tečení za studena (creep)

Vyšší mechanické zatížení (přenositelné momenty / ozubená kola) v delším čase

Tabulka 1: Účinky ionizačního záření / na tribologické vlastnosti,  Zdroj: Carl Hanser-Verlag, Mnichov (viz poznámka pod čarou 1)


Například u mikrosoučástek a ozubených kol se vlivem složité geometrie vyskytuje nepříznivý poměr povrchu vůči objemu součástky pro vznik vhodné morfologie a krystalinity. Proto právě tyto tribologicky velmi namáhané okrajové oblasti výrobku vykazují amorfní struktury. Tyto struktury z radiačního síťování velmi profitují tím, že se zesíťováním výrazně zvýší otěruvzdornost a sníží koeficient opotřebení (viz obr. 2).

 

 

   Obr. 1: Oblast použití nezesíťovaného PA 6.6 pod tribologickým zatížením je 20 °C. Radiační síťování zabraňuje tání polymeru a zvyšuje teplotu trvalého použití až o 100 °C a zároveň redukuje koeficientem opotřebení. Díky vyššímu teplotnímu rozsah použitelnosti dosahuje míra opotřebení svého minima teprve při cca 170 °C. Zdroj: BGS

 

Zlepšení tepelných vlastností díky radiačnímu síťování

Termoplastické materiály získávají radiačním síťováním termoelastické vlastnosti. Reakcí vzniká síť, která inhibuje tečení plastu – při vyšších teplotách se materiál chová jako elastomer. Lepší teplotní stabilita a výrazně lepší mechanické parametry při vyšších teplotách jsou podstatnými znaky radiačního síťování. Následkem toho  klesají u nezesíťovaného PA 6.6 moduly nad teplotou tání krystalitů prakticky na nulu. Oproti tomu u zesíťovaného zaručují výrazně vyšší moduly dostatečně vysokou pevnost – i při teplotách vyšších než 350 °C. Kromě toho se snižuje koeficient délkové teplotní roztažnosti. Zesíťovaný PA 6.6 vykazuje o 20 °C lepší teplotní index (5 000 h; 60% pokles poměrného prodloužení při přetržení).

 

 

   Obr. 2: Ověření teplotní odolnosti a tvarové stálosti za tepla zesíťovaných součástek měřením hloubky vniku při testu horkým hrotem (vlevo: nezesíťovaný materiál, vpravo: zesíťovaný materiál PA-6 GF30, zatížení: 1 000 g, teplota: 350 °C). Zdroj: BGS


Vědecky podložený úspěch „upgradu plastu“

Potenciál využití plastů zesíťovaných technologií radiačního síťování (především polyamidů) v nejrůznějších oblastech a především v odvětvích s vysokými nároky na tribologické vlastnosti je rozmanitý a byl podložen četnými výzkumy vědeckých institucí, např. katedrou technologie plastů (Lehrstuhl für Kunststofftechnik) univerzity Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Radiačně zesíťovaný polyamid vykazuje vynikající odolnost proti opotřebení i při vyšších okolních teplotách a lze jej tak použít i v aplikacích, které byly dosud výhradně doménou nákladných (high-tech) vysoce výkonných termoplastů jako např. PEEK a PPS, nebo duroplastů. U komponent pohonů a motorů, jako např. v konstrukci a výrobě automobilů, které jsou vystaveny vysokým teplotám a četným tribologickým procesům opotřebení, přináší radiační síťování zároveň enormní potenciál úspor díky snížené hmotnosti nahrazením kovových materiálů (lehčené konstrukce). Protože hotové díly získají využitím technologie radiačního síťování fyzikální vlastnosti (high-tech) vysoce výkonných termoplastů, přináší to navíc výhody nižších nákladů na pořízení daného polymeru a na jeho zpracování. Tyto výhody se samozřejmě týkají všech průmyslových odvětví, ve kterých hrají důležitou roli užitné vlastnosti jako pevnost, teplotní odolnost, odolnost proti opotřebení i lehčená konstrukce.

Díky radiačnímu síťování lze zlepšit profil vlastností technických plastů nově vytvořenými  kovalentními vazbami makromolekul. Také výzkumy dokazují, že se tato technologie úspěšně využívá u tribologicky zatěžovaných dílů: To umožnilo hlavně zlepšení mechanických vlastností i zvýšení tvarové stálosti při působení vyšších teplot, které jinak urychluje opotřebení výrobku. Především v méně krystalických, tribologicky namáhaných okrajích se radiačním síťováním výrazně zvyšuje odolnost proti otěru. Celkově se radiačním síťováním jednoznačně rozšiřuje teplotní rozsah použitelnosti polyamidů při daných zatíženích (drsnost, kluzná rychlost, povrchové tlak, zkušební teplota).[2] Výrobcům plastů nevznikají další investice. Delegují poslední stupeň zušlechtění plastového výrobku před dodáním na dodavatele ozařovacích služeb jako BGS – se závody v městech Wiehl, Bruchsal a Saal.

 

BGS Beta-Gamma-Service GmbH & Co. KG

 
Sídlo zastoupení pro ČR, SR
Fritz-Kotz-Strasse 16, Ing. Michal Daněk, Ph.D.
Wiehl, DE-51674 Masarykova 378
Německo Strážnice, CZ-69662
Tel.: 0049 2261 78 99 0   

Tel.: 00420 739 087 336

info@bgs.eu danek@bgs.eu

www.bgs.eu

 

 


[1] Viz: Dipl.-Ing. Zaneta Brocka, Prof. em. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein, Lehrstuhl für Kunststofftechnik, Universität Erlangen-Nürnberg (2006): Strahlenvernetzung von Polyamid zur Verbesserung des tribologischen Verhaltens. In: Kunststofftechnik 2 (2006), s. 5, Carl Hanser-Verlag, Mnichov.

[2] Viz: Dipl.-Ing. Zaneta Brocka, Prof. em. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein, Lehrstuhl für Kunststofftechnik, Universität Erlangen-Nürnberg (2006): Strahlenvernetzung von Polyamid zur Verbesserung des tribologischen Verhaltens. In: Kunststofftechnik 2 (2006), s. 27, Carl Hanser-Verlag, Mnichov.

11.10.2017
autor: BGS Beta-Gamma-Service GmbH & Co. KG
 
 
 
 
 
Odporučte článok Vytlačiť článok Späť
 
 

Späť


 
Najnovšia inzercia

Kúpa | PET G natur
20.10.2017

 
 
 

Kúpa | ABS a PS HIPS Černá
19.10.2017

 
 
 
 

Predaj | nabízíme na prodej
18.10.2017

 
 

Kúpa | PBT drtě
18.10.2017

 
 

Kúpa | PBT drtě
18.10.2017

 
 

Kúpa | EPS bloki /ingloty
18.10.2017

 
 
 
Výstavy
Plastics Industry Show

23.10.2017 | Suroviny a zariadenia na výrobu a spracovanie polymérov a plastov.

International Plastic Fair - IPF Japan

24.10.2017 | Medzinárodný veľtrh pre plastikárske a gumárenské technológie.

EuroMold

24.10.2017 | Veľtrh pre formy a nástroje.

Eurasia Packaging

25.10.2017 | 23. medzinárodný veľtrh pre obalový priemysel.

PLAST IMAGEN

07.11.2017 | Medzinárodná výstava a konferencia pre plastikársky priemysel.

Plastimagen Mexico 2017

07.11.2017 | 21.ročník najdôležitejšej udalosti plastikárskeho priemyselu v celej Latinskej Amerike.

EXPO PLAST

08.11.2017 | Medzinárodná výstava výrobkov, zariadení a technológií pre priemysel spracovania plastov.

Plastec Minneapolis

08.11.2017 | Plastikársky veľtrh.