Lubomír Zeman: Technológia vstrekovania termoplastov a znižovania hmotnosti výstrekov, 2. časť
Snížení hmotnosti automobilů - kompozitní materiály s polymerní matricí, polymerní směsi
Po otázce o možných přínosech bioplastů při jejich použití v aplikacích pro snižování hmotnosti současných, zejména strojních konstrukcí a obalů si může položit další otázku - jaká řešení jsou nebo budou k dispozici, aby technická vyspělost vstřikovacích materiálů vhodných pro konstrukci dílů do automobilů typu BEV nezvyšovala hmotnost vozidel, což není v souladu se stále se zpřísňujícími normami pro emise CO2 a nešla proti požadavkům na redukci hmotnosti výstřiků? Za jakou cenu budeme snižovat hmotnost výstřiků?
Požadavky na snížení hmotnosti výstřiků a přes ně umožnit i kladné snižování emisí, zejména CO2, je možno,mimo jiné, řešit využitím kompozitních materiálů a konstrukcí, využitím směsných vstřikovacích materiálů nebo materiálů strukturně lehčených. O materiálech strukturně lehčených a o materiálově hybridních konstrukčních výstřicích pojednávají kapitoly uvedené dále.
Obecně, výraz kompozity, zahrnuje složené heterogenní systémy (složené z rozdílných částí) tvořené alespoň dvěma fázemi (látkami jednoho druhu, s určitými fyzikálními vlastnostmi). Více fázové materiály, které řadíme mezi kompozity, mají tyto charakteristiky:
- obě fáze, nebo i více fází, mají obvykle rozdílné chemické složení
- fáze se liší svými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi
- matrice je spojitá, obvykle houževnatější složka, která v kompozitu zastává funkci primární, je to pojivo, které spojuje výztuž - plnivo; jejím úkolem je zajištění tvaru výrobku a přenos sil na plnivo – výztuž, včetně jeho ochrany
- plnivo – výztuž, sekundární fáze kompozitu, je nespojitá (složená z částí) složka, oproti matrici obvykle s vyššími mechanickými vlastnostmi, zejména v charakteristikách tuhosti a pevnosti
- kompozit je připraven technologií mísení příslušných složek
Z uvedených charakteristik vyplývá, že kompozitem nejsou polymerní materiály aditivované různými přísadami pro zlepšení užitných vlastností jako například tepelné stabilizátory, samozhášivé přísady, barevné koncentráty atd. Takové materiály jsou považovány za standardní vstřikovací termoplasty. Uvedená aditiva jsou součástí polymerní matrice.
Ve výčtu charakteristik kompozitních materiálů s polymerní matricí je uvedeno - plnivo, sekundární fáze kompozitního materiálu. Mezi plniva obvykle řadíme :
- plniva částicová – nevyztužující; částice mohou mít izometrický tvar (sférický tvar - stejné rozměry ve všech směrech, jsou charakterizovány průměrnou velikostí částice d, představitel například CaCO3) nebo neizometrický tvar (nesférický, s náhodnou nebo preferovanou orientací rozměrů) mohou být vrstevnatá – nevyztužující, například mastek, slída, charakterizovaná poměrem rozměru k tloušťce d / h ; do skupiny částicových plniv patří – talek (mastek) měrná hmotnost (hustota) 2,58 g.cm-3 až 2,83 g.cm-3, uhličitan vápenatý CaCO3,2,54 g.cm-3 až 2,95 g.cm-3, oxid křemičitý SiO2,2,65 g.cm-3, slída, skleněné duté mikrokuličky (balotina), 2,46 g.cm-3, průměr 5 µm až 600 µm atd.
- plniva vláknitá – vyztužující - jsou charakterizovány poměrem délky vlákna ku jeho průměru - l / d;podle délky vláken rozdělujeme kompozity na kompozity s krátkými vlákny,u nichž je poměr jejich délky ku jejich průměru l / d menší než 100 a s dlouhými vlákny mající poměr l / d větší než 100 ; vyztužující efekt vláknitého plniva se projeví od poměru l / d větším než 10; vyztužující vlákna mohou být – skleněná hustota 2,5 g.cm-3, uhlíková 1,75 g.cm-3, aramidová 1,4 g.cm-3, borová 2,61 g.cm-3, beryliová 1,85 g.cm-3, wolframová 19,25 g.cm-3, ocelová 7,65 g.cm-3, z nitridu křemíku Si3N4 3,25 g.cm-3, korundová Al2O3 čedičová, proteinová (vlákna pavouků), polymerní (PES, PE, PP, PAN, PVAL), organická (rostlinná) atd.; tloušťky, průměry vláken se pohybují v rozmezí od cca 2 µm do cca 200 µm (0,002 mm do 0,200 mm), pro porovnání lidský vlas má průměr od cca 42 µm do cca 95 µm
- nanoplniva - alespoň jeden rozměr výztuže se pohybuje v jednotkách nanometrů – uhlíkové fullery (nanotrubičky), anorganické zeolity, vrstevnaté jílové minerály – montmorillonity MMT, kaolinity, kovové oxidy V2MoO3, fosforečnany, fosforitany atd.
- plniva hybridní – kombinace typů plniv
Nanokompozity
Nanokompozity jsou materiály složené ze dvou nebo více různých složek, z nich alespoň jedna se v materiálu vyskytuje ve formě částic o velikostech jednotek až desítek nanometrů (nano = 10-9 m - 0,000 000 001 m). Důvodem použití aktivní látky ve formě nanočástic jsou její kvalitativně odlišné fyzikální vlastnosti oproti běžným plnivům. Vlastnosti nanokompozitů se odvíjejí jednak od jejich složení, od velikosti částic, jejich morfologie (tvaru) a uspořádání. Při jejich použití se také výrazně snižuje objemové množství nanoplniva (jednotky % například jílový minerál montmorillonit, měrná hmotnost 2 g.cm3 až 3 g.cm3) oproti standardním kompozitním materiálům s polymerní matricí (desítky % například skleněné vlákno, měrná hmotnost 2,5 g.cm3). Perspektivní jsou nanokompozity jako plastové konstrukční materiály, s vyšší pevností, tvrdostí, tvarovou stálostí, větší tepelnou stabilitou a sníženou hořlavostí.
Velikost nanočástic plniva se blíží velikosti molekuly matrice. Malý rozdíl ve velikosti molekul nanoplniva a matrice umožňuje velmi blízké spojení matrice a plniva, přičemž interakce (vzájemné působení) mezi částicí plniva a molekulou vytváří na povrchu částice spojenou oblast, která znemožní pohyb příslušné části polymerní matrice a tím umožní zvýšení fyzikálně-mechanických vlastností kompozitu. Pro příklad může sloužit nanoplnivo montmorillonit MMT, jehož 1g má více jak 700 m2 fiktivního povrchu ve styku s polymerní matricí. Běžně používaný talek o stejné hmotnosti má povrch pouze cca 30 m2. Obvyklý obsah nanoplniva v kompozitu je 3 % až 7 %.
Nanočástice tedy zlepšují mechanické vlastnosti polymerní matrice a mohou redukovat obsah přísad nutných k dosažení požadovaných výhod kompozitních materiálů a tím jejich použití vede i k redukci hmotnosti konkrétního výstřiku v porovnání s tradičními plněnými termoplasty.
Mohou plně nahradit částicová minerální i vláknitá (skleněná vlákna) plniva i retardéry hoření. Dále zlepšují nepropustnost, odolnost vůči chemikáliím a navlhavost, včetně zvýšení jakosti povrchu výstřiků a zvýšení lesku. Nízký obsah nanoplniva umožňuje výborné probarvení materiálu až po možnost vypuštění dodatečného lakování výstřiků. Technologické podmínky vstřikování (opět v důsledku nízkého obsahu plniva) nejsou závislé na jeho hmotnostním množství. Při výrobě nanokompozitů jsou částice vysušeny, a proto není nutno granulát před vstřikováním sušit (při použití nenavlhavé matrice).
Přínosem nanoplniv je tedy získání lepších materiálových vlastností než u standardních, minerálních plniv. Jedná se například o zvýšení rozměrové stability, modulu pružnosti, tepelné odolnosti, bariérových vlastností, zvýšení odolnosti proti poškrábání, a to při, jak již bylo uvedeno, současném snížení hmotnosti výstřiku.
Polymerní směsi
Polymerní směsi jsou současný trend a představují i perspektivní způsob jak připravit materiál s unikátními kombinacemi vlastností na míru pro konkrétní aplikaci. Je to také jeden ze způsobů, jak dosáhnout optimálního poměru mezi cenou a vlastnostmi materiálu, včetně jeho hustoty, potažmo hmotnosti. Vzhledem k vývoji kompatibilizátorů (látek, které mají dobrou afinitu k jednotlivým polymerům ve směsi a tím směs spojují) je dnes možné připravovat za normálních podmínek i směsi z nemísitelných polymerů, kombinovat polymery polární i nepolární, krystalizující i amorfní.
Kompatibilizátory („spojovače“) jsou povrchově aktivní látky termodynamické povahy s vysokou molekulovou hmotností, snižující mezifázové napětí, zvyšující tloušťku mezifázové vrstvy, rozhraní, což systému po smísení (jedná se o fyzikální směsi) vytvoří termodynamicky stabilní fázi, směs nekompatibilních polymerů. Existuje celá řada druhů kompatibilizátorů, například – cyklické anhydridy, karboxylové kyseliny, epoxidové typy, oxazolilinové typy, isokyanátové typy, nízkomolekulární atd.
Krystalizující polymery zajišťují například vysoký modul pružnosti nebo dobrou chemickou odolnost, zatímco amorfní polymer může přispívat vysokou rázovou houževnatostí. Polymerních směsí se ve vývoji vstřikovacích granulátů vyskytuje velké množství, například
ABS/PA, ABS/PBT, ABS/PC, ABS/PMMA, ABS/PSU
ASA/PC, ASA/PMMA
PA/ABS, PA/PET, PA/PDPE, PA/PPS,PA/PP, PP/PE, PA/TPE, PA/PPE, PA/PS
PBT/PC, PBT/PET,PBT/PA
PEEK/PES
PE/EPDM
PET/PMMA, PET/PSU, PET/PA
PC/PBT, PC/PET, PC/ABS, PC/ASA, PC/PEI, PC/LCP, PC/HDPE, PC/TPE-U
PP/EPDM, PP/PE, PP/PBT, PP/PC, PP/PA
PPO/PBT, PPO/PS, PPO/PA
PPS/PA, PPS/PEI, PPS/LCP, PPS/PES
PS/PE
TPE/PU
Kompozitní materiály s polymerní matricí a přírodními vyztužujícími plnivy
Jednou z cest ke snížení hmotnosti výstřiků je využít k jejich výrobě kompozitní materiály s přírodními vláknitými plnivy, která nahradí vyztužující vláknitá plniva typu skleněná vlákna, uhlíková a jiná anorganická vlákna. U těchto vstřikovacích materiálů úspora hmotnosti vyplývá z objemové hustoty plniv – anorganická skleněná vlákna mají hustotu cca 2,5 g.cm-3,průměrná hustota organických (přírodních) vláken je o cca 1 g.cm-3 nižší (1,42 g.cm-3) – viz tabulka 2 – vybrané fyzikální vlastnosti nejpoužívanějších druhů vláken.
|
Tabulka 2 : Vybrané průměrné fyzikální vlastnosti nejpoužívanějších druhů biologických vláken |
Kompozity s organickými vyztužujícími vlákny se obvykle používají pro výrobu výstřiků montovaných mimo deformační zóny automobilů, netvoří jejich nosné části, používají se například k výrobě výplní dveří, na díly do palubních desek, díly do zavazadlového prostoru, sedaček apod. Důvodem je jejich, oproti například nejčastěji používaným skleněným vláknům, malá pevnost – skleněná vlákna mají tažnou pevnost od cca 1,8 GPa do cca 5,0 GPa ( giga = 109 ) podobné tažnosti,skleněná vlákna pod 5 % - porovnání s tabulkou 2,kde jsou uvedené průměrné pevnosti v tahu vláken (zprůměrovaná hodnota 594 MPa = 0,594 GPa, mega = 106).
Obecně můžeme přírodní vlákna – viz tabulka 3 - rozdělit podle jejich původu na rostlinná, živočišná a minerální, přičemž mohou být složena jak z organických tak anorganických sloučenin.
Nejčastěji jsou využívaná vlákna získaná z rostlin. Ty obsahují přírodní vlákna ve svých listech, stoncích nebo semenech (plodech). Vlákna se liší ve svých vlastnostech a morfologii (vnější stavba, tvary), což vyplývá z jejich odlišných funkcí v různých částech rostliny. Průmyslově nejdůležitějším rostlinným vláknem je bavlna, z hlediska využití ve formě kompozitní výztuže mají zásadní význam tzv. lýková vlákna jako je len setý, konopí, juta nebo sisal. Stále je však celá řada vláken, u kterých, z hlediska využití v průmyslové výrobě kompozitních materiálů, se hledá konkrétní využití na materiál pro konstrukci výstřiků s požadovanými specifickými vlastnostmi, včetně snížení hmotnosti.
|
Tabulka 3 : Rozdělení přírodních vláken podle jejich původu |
Je zřejmé, že struktura, složení a vlastnosti vláken získaných z různých rostlin stejného druhu se budou lišit. Velmi také záleží i na podmínkách, ve kterých je daná rostlina pěstována a s tím přímo souvisí i stáří samotné rostliny, při kterém obvykle dochází k jejímu sklízení, složení buněčných stěn rostliny se totiž s časem mění, což samozřejmě částečně promlouvá do konečných vlastností samotných vláken. Dalším faktorem je zvolený proces pro získání přírodních vláken z těla rostliny. Tyto procesy mohou být mechanické, chemické nebo enzymatické.
Nejdůležitějším stavebním článkem přírodního vlákna je celulóza. Tento polysacharid o vysoké molekulové hmotnosti je složen pouze z atomů uhlíku, vodíku a kyslíku, což jsou velmi hořlavé atomy, jsou vysoce náchylné k případnému vznícení. Dalšími stavebními složkami jsou hemicelulóza (polysacharid), lignin a řada dalších látek jako jsou vosky, aromatické soli, dusíkaté sloučeniny, atd., přičemž tyto sloučeniny nemají stavební funkci.
Mechanické i jiné vlastnosti přírodních vláken závisí na celé řadě faktorů – viz výše, což je jedním z hlavních problémů při jejich aplikaci jako výztuž polymerních kompozitů. V důsledku rozptylu hodnot faktorů je velmi obtížné zajistit reprodukovatelnost (opakovatelnost) a homogenitu (stejnorodost) vlastností při výrobě polymerních kompozitů na bázi těchto vláken dodávaných jedním, stálým dodavatelem, obdobně je tomu při dodávkách z různých zdrojů.
Kromě velmi problematické reprodukovatelnosti mají kompozity s přírodními vlákny další negativní vlastnosti. Mezi největší negativa patří nízká odolnost vůči jakékoliv formě vlhkosti. Tato výrazně negativní vlastnost přírodních vláken je způsobena obsahem hydroxylových skupin uvnitř celulózového řetězce, které velmi ochotně do vlákna přitahují okolní molekuly vody a tím dochází k jeho bobtnání. K největšímu prostupu vody dochází v příčném řezu vlákna. Interakce mezi hydrofilním vláknem (vlákno vodu přitahuje) a hydrofobní matricí (vodu nesnášející) způsobí, že vlákno začne bobtnat uvnitř matrice. Následně dojde k oslabení vazby mezi jednotlivými fázemi a může dojít i k popraskání matrice, což může vyústit ve velmi nízké mechanické vlastnosti výsledného kompozitu. K omezení popsané skutečnosti je nutné vlákna modifikovat různými aditivy nebo chemickými postupy. Přírodní vlákna za normálních podmínek obsahují mezi cca 8 % až 14 % hmotnostními vody.
Příspěvek vláken k finálním vlastnostem kompozitu,zejména pevnostních, závisí na jejich mechanických vlastnostech, typu, orientaci, objemovém podílu vláken, dále na rozhraní vlákna a matrice a způsobu výroby kompozitu. Hlavní nevýhody přírodních vláken musí být překonány dříve, než se začnou používat v kompozitu. Největší,již výše zmíněný problém způsobuje jejich hydrofilní povaha, způsobená přítomností polárních skupin, vedoucí ke špatné adhezi (přilnavosti povrchů, respektive materiálů) mezi vláknem a hydrofobní matricí polymeru. Přírodní vlákna jsou nekompatibilní s nepolárními – hydrofobními termoplasty, jako jsou třeba polyolefíny (PP, PE).
K dispozici jsou fyzikální úpravy vláken, například plazmou, ale nejvíce se používají úpravy chemické. Tyto úpravy čistí povrch vláken a modifikují ho, čímž zabraňují průniku vlhkosti a zvyšují drsnost povrchu, která přispívá ke zvýšení adheze mezi vlákny a polymerní matricí. Přírodní vlákna obsahují hydroxylové skupiny z celulózy a ligninu, a tedy se dají chemicky modifikovat – mercerací (působením koncentrovaného louhu sodného vlákna nabobtnají,změní průřez,zkrátí se a mají větší pevnost v tahu), akrylací, acetylací, ošetření izokyanátem, silanem nebo peroxidem a dalšími činidly získají přírodní vlákna větší pevnost a adhezi k matrici.
Další z negativních vlastností, zejména lýkových vláken, je jejich vysoká hořlavost. Při teplotách do 100 °C u těchto vláken nenastávají větší změny. Všechna přírodní vlákna při teplotách nad 100 °C prodělávají nevratné změny, které mají podstatný vliv na jejich vlastnosti. Při působení suchého vzduchu o teplotě 110 °C dochází k depolymeraci vláken (jejich žloutnutí až hnědnutí), při 150 °C se tvoří pyrocelulóza (chemická sloučenina vznikající při tepelné degradaci celulózy, polysacharid obsažený v rostlinných buněčních stěnách) a při 240 °C vlákna zplyňují a uhelnatí (lignit degraduje již při teplotě okolo 200 °C, celulóza a hemicelulóza degradují při teplotách vyšších). Důsledkem je pokles pevnosti i všech ostatních jakostních parametrů. Tepelná odolnost přírodních vláken výrazně omezuje jejich využití jako vyztužující vláknité plnivo do matric se zvýšenou zpracovatelskou teplotou.
Dalším problémem u lýkových vláken je nízká odolnost vůči mikrobiologickým činitelům - odolnost proti plísním a mikrobům, biologická odolnost, vliv živých organizmů. Pokud nastanou vhodné podmínky (zvýšená vlhkost, přítomnost kyslíku a příhodné hodnoty pH) pro rozmnožování plísní a bakterií, získávají tyto organismy své živiny enzymatickým štěpením ze substrátu - vlákna. Při látkové výměně plísně produkují kyseliny šťavelovou, mléčnou, vinnou, které zabarvují substrát a mohou být zdrojem dalších poškození. V mnoha případech lze přítomnost plísní odhalit ultrafialovým světlem, které vyvolává u napadených míst intenzivně žlutou fluorescenci. Všechna převážně celulózová vlákna jsou štěpena enzymem celulózou, který je schopen hydrolyzovat celulózu až na jednoduché cukry. Biologický rozklad vláken začíná v jejich amorfní oblasti a rozšiřuje se do krystalické oblasti. Vyšší obsah ligninu ve vlákně mikrobiologické poškození zpomaluje.
Regranuláty
Udržitelný rozvoj (anglicky: Sustainable Development) je způsob rozvoje lidské společnosti, který uvádí do souladu hospodářský a společenský pokrok s plnohodnotným zachováním životního prostředí.
Podle českého zákona o životním prostředí je jím: „takový rozvoj, který současným i budoucím generacím zachovává možnost uspokojovat jejich základní životní potřeby a přitom nesnižuje rozmanitost přírody a zachovává přirozené funkce ekosystémů“.
Velkými tématy v rámci debat o udržitelném rozvoji je,mimo jiné, zpracování recyklovaných materiálů. Zde je nutno uvést,že problémem nejsou samotné plasty,respektive výrobky z nich,ale výrobky u nichž skončila, a to z jakýchkoliv důvodů, jejich životnost, tj. plastový odpad.
Odborníci se shodují,že jedním z možných řešení je přechod od lineárního k cirkulárnímu nakládání s plastovými výrobky. Zatímco v rámci lineární ekonomiky je směr od zdrojů ať už fosilních nebo přírodních k výrobkům a následně k odpadu, cirkulární ekonomika je založena na přeměňování odpadů znovu na zdroje. Nejde přitom jen o uzavření kruhu zdrojů, ale i o zpomalení toku nebo-li prodloužení životnosti výrobků (pomocí promyšlených technologií, jejich sofistikovaných – důmyslných,propracovaných - konstrukcí a designu). Dále je to zvýšení možnosti náhrady dílů – konstrukce sestavy musí být taková, aby ve velké míře umožňovala nahradit jednotlivé díly konstrukce jejich novými náhradními díly a tím obnovit funkci konstrukčního celku, jejich opravami, vylepšením, přestavbou (například zavedení větší modularity produktů). A v neposlední řadě, narovnáním toků zdrojů z vlastnění na sdílení, což se týká změny spotřebitelského chování.
V určité opozici k cirkularitě jsou další strategie snižování objemu plastového odpadu :
- obecně je to omezení věcí, které jsou vyrobeny z plastu a po jednorázovém použití z nich vznikne odpad; typickým příkladem jsou jednorázové kelímky na nápoje, příbory, vatové tyčinky nebo brčka; zde si dovolím jednu poznámku – bylo statisticky spočítáno,že náhrada plastů v obalech alternativními materiály by zvýšila hmotnost obalů 3,6 x, emise skleníkových plynů by se zvýšili 2,7 x, spotřeba elektrické energie by byla 2,2 x větší a hmotnost odpadu by byla 1,6 x větší
- snížení množství různých typů plastů tak, aby se využívaly jen ty, které mají pro danou aplikaci nejlepší předpoklady a lze je snadno i recyklovat, zde narážíme na nepřipravenost vzdělávací soustavy korektně informovanost o jejich specifických vlastnostech a možnostech jak jich využít
- maximální možná míra recyklace plastového odpadu
Ve významu pojmu termoplast je již recyklace zakódována – je to plast, který lze teplem převést do taveniny, taveninu ochladit a tím ji převést do pevného stavu a to opakovaně. Pro odstraňování plastového odpadu se používá několik recyklačních technologií – mechanická recyklace, recyklace chemická – hydrolýza, alkoholýza, methanolýza, ethanolýza, glykolýza, aminolýza, recyklace založená na tepelném rozkladu plastů – pyrolýza, katalytická depolymerizace, zkapalňování termoplastů – solvolýza, zplyňování – gasifikace a další přístupy.
Mechanická recyklace, při vstřikování nejčastější používaná recyklační technologie – jedná se o fyzikální proces, při recyklaci neprobíhá žádná chemická reakce, z polymerního odpadu se získává materiál a následně výrobek s vlastnostmi odlišnými od původního materiálu.
Z výše uvedeného vyplývá, že odpad z termoplastů je znovu zpracovatelný, je ho možno považovat za „druhotné materiály“, přičemž pod pojmem „druhotné materiály“ rozumíme termoplasty určené pro vstřikování, které již byly alespoň jednou podrobeny zpracovatelskému procesu, tj. mají za sebou nějakou tepelnou historii. V podstatě se jedná o materiál buď pouze drcený, obvykle technologický odpad a zmetky z vlastní nebo cizí výroby výstřiků, anebo drcený a regranulovaný (původ může být stejný jako u drtí) materiál. Regranulace znamená, že nadrcený materiál projde regranulační linkou, respektive míchacím a vytlačovacím strojem (do materiálu se vnáší další tepelná historie), přičemž výsledkem vytlačování je nový granulát – regranulát. Zdrojem pro regranulát dále mohou být vytříděné výstřiky z komunálního sběru, výstřiky a výrobky se skončenou životností atd.
U tepelně citlivých materiálů a u materiálů plněných vláknitými plnivy je výhodnější používat po další zpracování drť – materiál není znovu tepelně namáhán při regranulaci, sníží se degradace (zkrácení) vláknitého plniva při regranulaci. Nevýhodou drtí je nerovnoměrná velikost rozdrcených (rozemletých) částic a při použití nevhodného mlýnu vyšší obsah prachového podílu, který může způsobovat problém ucpáním vstupního otvoru do šneku plastikační jednotky vstřikovacího stroje, respektive nepravidelnosti v nabírání materiálu do šneku při plastikaci.
Výhodou regranulovaných materiálů, je (na rozdíl od drtí), že jsou z hlediska granulometrických vlastností prakticky stejné jako materiály originální. Navíc při regranulaci je možno do taveniny přidávat různá aditiva – plniva, stabilizátory, barevné pigmenty, maziva, kompatibilizátory, atd. – která vedou ke zlepšování užitných i zpracovatelských vlastností regranulátu.
Vstřikování, tj. znovu zpracování odpadu – drtě nebo regranulátu a výsledná kvalita výstřiků vyráběných buď ze stoprocentního odpadu, nebo z originálního materiálu s příměsí odpadu, výrazně závisí na typu polymeru a jeho aditivaci (zejména tepelné stabilizaci) a podmínkách nastavených při zpracování původního granulátu, přičemž nedůležitějšími technologickými parametry jsou teploty, respektive teplotní historie – teplota taveniny, doba jejího působení na vstřikovaný materiál, nebezpečí teplotní degradace jak polymerního materiálu, tak i jeho aditiv.
Obecně je možno konstatovat, že degradace vstřikovacích materiálů závisí na jejich tepelném namáhání – teplota taveniny, obvodová rychlost na šneku (otáčky šneku), zpětný odpor na šneku, teplota horkého rozvodu, doba prodlevy taveniny v plastikačním válci a horkém rozvodu, smykové namáhání při plnění tvarové dutiny formy – na obsahu vlhkosti a obsahu a typů stabilizátorů. K těmto závislostem přistupuje i počet opakujících se zpracovatelských cyklů nebo regranulací.
Se zvětšujícím se počtem recyklací se zvětšuje:
- modul pružnosti materiálu,
- obsah krystalického podílu u částečně krystalických materiálů,
- index toku taveniny,
- pevnost v tahu (nebo nemá vliv).
Se zvětšujícím se počtem recyklací se snižuje :
- molekulová hmotnost materiálu,
- jeho tažnost,
- vrubová houževnatost,
- viskozita taveniny,
- zvýšení tekutosti.
Konec druhé části.
-
Jiří Češka, Nástrojárna Příbram
Výroba vstrekovacích foriem, strižných a lisovacích nástrojov, CNC obrábanie, elektroerozívne obrábanie, laserové navarovanie.
Lubomír Zeman: Technológia vstrekovania termoplastov a znižovania hmotnosti výstrekov, 1. časť
31.7.2026 Uznávaný autor v oblasti vstrekovania plastov, Ing. Lubomír Zeman, pripravil odbornú štúdiu venovanú problematike znižovania hmotnosti výstrekov pri vstrekovaní termoplastov. V prvej časti sa autor venuje definovaniu základných pojmov a...
.gif "PlasticPortal knihy")
