TECHNOLOGIA ŁĄCZENIA TWORZYW SZTUCZNYCH

Wiadomości podstawowe:

Współczesne techniki formowania tworzyw sztucznych pozwalają na otrzymywanie zarówno gotowych elementów, jak i półproduktów. W wielu przypadkach zachodzi konieczność łączenia ich w zespoły lub wytwarzania takich elementów z półproduktów (np. płyt, folii, rur). Wykorzystuje się w tym celu różnorodne technologie łączenia pozwalające otrzymywać określony rodzaj połączenia:

• zgrzewanie tworzyw sztucznych

• spawanie tworzyw sztucznych

• klejenie

Wszystkie wymienione technologie dają połączenia nierozłączne. Pierwsze dwie stosuje się tylko do łączenia tworzyw termoplastycznych, gdyż uplastycznienie i dyfuzja makrocząsteczek tworzywa jest warunkiem koniecznym uzyskania trwałego połączenia.

• kołnierzowe - klejone

• zaciskowe - spawane

• kielichowe - zgrzewane

• zatrzaskowe - zaciskowe

• śrubowe - obtryskowe

• sworzniowe

• kulowe

Klejenie

Klejenie jest procesem polegającym na połączeniu dwóch elementów z wykorzystaniem substancji organicznej lub nie organicznej (kleju). Pod pojęciem kleju rozumie się substancję, która dzięki swojej przyczepności (adhezji) i wewnętrznej spoistości (kohezji) łączy materiały nie wywołując zasadniczej zmiany łączonych powierzchni. Miejsce połączenia klejem elementów nosi nazwę złącza klejowego, warstwę kleju łączącą dwa elementy nazywamy spoiną klejową. Proces wiązania kleju, w efekcie którego uzyskujemy spoinę klejową nieodwracalnie stałą, nazywamy utwardzeniem kleju. Celem zainicjowania i przyspieszenia procesu utwardzania dodaje się do kleju odpowiednie substancje lub ich mieszaniny zwane utwardzaczem.

Wytrzymałość złącza klejowego mierzy się naprężeniem, przy którym następuje zniszczenie spoiny klejowej lub łączonego materiału. W zależności od kierunku działania siły niszczącej w stosunku do klejonych powierzchni rozróżnia się wytrzymałość:

• na odrywanie

• na ścieranie

• na odzieranie

Klejenie jest możliwe dzięki adhezji i kohezji. Rozróżnia się adhezję mechaniczną i właściwą. Adhezja mechaniczna polega na wnikaniu kleju w mikroszczeliny na powierzchni łączonych elementów i mechanicznym zakotwieniu cząstek kleju. Ten mechanizm łączenia leży u podstaw łatwości klejenia materiałów porowatych (drewno, skóra itp.). Adhezja właściwa daje możliwość łączenia materiałów o gładkiej i spójnej powierzchni (metale szkło, tworzywa sztuczne). Istnieje kilka teorii próbujących wyjaśnić zjawisko adhezji właściwej.

Jeżeli adhezja jest wynikiem oddziaływania pomiędzy cząsteczkami kleju a powierzchnią łączonych elementów, to kohezja określa siły działające wewnątrz spoiny.

Spawanie i zgrzewanie jest możliwe tylko dla tworzyw termoplastycznych, dla których zjawisko termodyfuzji leży u podstaw procesu tworzenia trwałego połączenia. Nagrzewanie łączonych powierzchni kilkadziesiąt stopni powyżej temperatury topnienia lub płynięcia na tyle zwiększa ruchliwość makrocząsteczek, że możliwe jest ich przemieszczenie i silne zbliżenie. Można przyjąć, że warunkami uzyskania połączenia odpowiedniej jakości są:

• odpowiednia struktura makrocząsteczek

• lepkość w temperaturze spawania

• temperatura łączonych powierzchni

• nacisk jednostkowy

• stan łączonych powierzchni

Zgrzewanie

Zgrzewaniem nazywamy taki proces technologiczny, w którym po uprzednim przygotowaniu, nagrzewamy do odpowiedniej temperatury łączone powierzchnie, a następnie dociskamy i pod naciskiem studzimy. Ciepło do łączenia powierzchni może być doprowadzone z wykorzystaniem:

• promieniowania podczerwienią

• konwekcji (gorącym gazem)

• stykowej wymiany ciepła (elementem zewnętrznym lub wewnętrznym)

Na skalę przemysłową do łączenia drobnych detali wykorzystuje się najczęściej metodę ultradźwiękową (PMMA, PC, PF itp. ) natomiast zgrzewanie pojemnościowe stosowane jest do zgrzewania folii (PVC, PA). Pozostałe technologie wykorzystywane są do łączenia wszelkiego rodzaju rurociągów oraz instalacji.

Najszersze zastosowanie znalazły metody :

• doczołowa

• mufowa

• elektrooporowa

Metoda doczołowa - polega na ogrzaniu końców łączonych np. rur za pomocą elementu grzejnego w postaci płyty grzejnej i po uplastycznieniu dociśnięciu ich do siebie. Studzenie połączenia odbywa się pod naciskiem.

Metoda mufowa - polega na ogrzaniu dwóch końców łączonych rur a następnie połączenie ich po przez kształtkę która także była uprzednio podgrzewana do temperatury uplastycznienia wnętrza kształtki i części zewnętrznej rury.

Zgrzewanie elektrooporowe - zasadą tej metody jest wykorzystanie ciepła wydzielającego się przy przepływie prądu prze drut oporowy do uplastycznienia wewnętrznej powierzchni kształtki i zewnętrznej rury. Uzwojenie oporowe stanowi integralną część kształtki a do jego zasilania stosuje się urządzenia (elektrozgrzewarki) działające na zasadzie transformatora i wyposażone są w odpowiednią automatykę do dozowania energii i regulacji czasu nagrzewania.

Kontrola jakości połączeń

Stosuje się następujące metody kontroli jakości połączeń:

• ocena wizualna

• badania rentgenowskie i ultradźwiękowe

• badania niszczące, a w tym: -badania mechaniczne doraźne, badania wytrzymałościowe

Spawanie tworzyw sztucznych

Spawaniem nazywamy proces łączenia tworzyw termoplastycznych polegający na ich uplastycznieniu i wzajemnej dyfuzji w obszarze spoiny bez wywoływania docisku łączonych elementów. Spawanie bez użycia spoiwa ogranicza się do łączenia cienkich folii i w praktyce bardzo rzadko jest wykorzystywane, najczęściej zastępowane jest zgrzewaniem. Technika spawania wykorzystywane jest w budowie rurociągów przy wkładaniu wysypisk śmieci foliami z tworzyw sztucznych, produkcji zbiorników itp.

Powierzchnie spawane muszą być wolne od zanieczyszczeń, równe i pozbawione zewnętrznej utlenionej warstwy. Z tej przyczyny przed spawaniem należy przeprowadzić kilka podstawowych czynności wstępnych:

• oczyszczenie z brudu łączonych elementów i spoiwa

• zcyklinowanie powierzchni spawanych i spoiwa celem zdjęcia zewnętrznej utlenionej warstwy tworzywa

• odtłuszczenie spawanych powierzchni i spoiwa rozpuszczalnikiem nie agresywnym

Następną czynnością w przygotowaniu do spawania, nie zawsze konieczną jest ukosowanie. Wielkość i kąt ukosowania zależy od typu wykonywanej spoiny.

Spawanie gorącym powietrzem

Technika ta polega na doprowadzeniu do obszaru spawania materiału dodatkowego najczęściej pręta okrągłego lub trójkątnego i uplastycznieniu łączonych elementów oraz spoiwa gorącym powietrzem. Najszerzej wykorzystuje się elektryczne podgrzewanie powietrza. Podstawowe parametry spawania gorącym powietrzem to temperatura powietrza, jego ciśnienie i wydajność oraz siła nacisku spoiwa. Temperatura silnie zależy od rodzaju spawanego tworzywa i wynosi dla: HDPE (300÷350^oC) lub 280÷370^oC.

Materiał spoiwa jest najczęściej taki sam jak materiał spawanych elementów. Przebieg spawania jest najczęściej następujący:

• przygotowanie elementów do spawania

• przygotowanie spoiwa pistoletu

• dobór parametrów spawania

• wykonanie spoiny

• ochłodzenie spoiny

• zdjęcie zacisków

• obróbka końcowa

• odbiór jakościowy spoiny

Spawanie ekstruzyjne

Zasadnicza różnica w stosunku do spawania gorącym powietrzem polega na wprowadzeniu do spoiny tworzywa uplastycznionego w niewielkiej wytłaczarce (ekstruderze). Do wytłaczarki tworzywo podawane jest w postaci pręta okrągłego albo granulatu. Jeśli podawany jest ciągły pręt, ślimak tnie go na krótkie odcinki podobne do granulek. Gorące powietrze używane jest do nagrzewania obszaru spawania łączonych elementów i podtrzymania temperatury końcówki spawarki. Spawanie ekstruzyjne pozwala na uzyskanie spoin o większej wytrzymałości i jednorodności niż spawanie gorącym powietrzem. W jednym przejściu można spawać elementy o grubości do 30mm a wydajność uplastycznienia, regulowana prędkością obrotową ślimaka wytłaczarki dla HDPE dochodzi do 10kg na godzinę.

TECHNOLGIA NANOSZENIA POWŁOK Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Charakterystyka tworzyw powłokowych

ŻYWICE EPOKSYDOWE, EP - reagentami w tworzeniu wielkocząsteczkowych silnie usieciowanych żywic EP są dwufunkcyjne lub wielofunkcyjne małocząsteczkowe związki z aktywnymi atomami wodoru. Podstawowym warunkiem pożądanego przebiegu reakcji sieciowania jest utrzymanie dokładnych stosunków reagentów, które wbudowują się w makrocząsteczkę w wyniku addycji do grupy epoksydowej.

ŻYWICE POLIESTROWE, UP - nienasyconymi żywicami poliestrowymi są rozpuszczalne i topliwe poliestry, które zawierają co najmniej jeden składnik nienasycony. Ulegają one kopolimeryzacji w mieszaninie z różnymi związkami zdolnymi do polimeryzacji, jak styren, monomery winylowe, allilowe lub akrylowe, wobec organicznych nadtlenków jako inicjatorów, z powstawaniem twardych, nietopliwych i nierozpuszczalnych tworzyw sztucznych.

LAMINATY - tworzywa warstwowe. Do produkcji laminatów najczęściej stosuje się nasycające żywice melaminowo-formaldechydowe odznaczające się dobrą wodoodpornością, twardością, odpornością na ścierani, zarysowanie, odpornością na światło, a także na rozpuszczalniki organiczne, rozcieńczone kwasy i alkalia.

• Poliamidy - mają bardzo silną tendencję do krystalizacji dodatkowo wzmacnianą tworzeniem się wiązań wodorowych między atomem tlenu i azotu z dwóch różnych grup amidowych. Dzięki temu poliamidy są bardziej twarde i trudniej topliwe niż poliestry nie mówiąc już o polimerach winylowych. Z poliamidów produkuje się przede wszystkim włókna zwane nylonami i aramidami oraz tworzywa sztuczne o podwyższonej odporności mechanicznej nadające się np. do produkcji kół zębatych.

• Polietylen - polimer etenu. Symbol przemysłowy: (PE).

Polietylen jest giętki, woskowaty, przezroczysty, termoplastyczny. Traci elastyczność pod wpływem światła słonecznego i wilgoci. Synteza polietylenu jest przykładem polimeryzacji rodnikowej.

Folie z PE charakteryzują się małą przenikalnością dla pary wodnej, łatwo przepuszczają pary substancji organicznych, nie są odporne na węglowodory i ich chloropochodne. Są odporne na działanie roztworów kwasów, zasad i soli oraz niską temperaturę. Używany do wyrobu: folii, rur, pojemników, nart, żagli, markerów, zmywaczy do paznokci oraz toników. W wędkarstwie, żeglarstwie oraz wspinaczce często stosowane są żyłki lub liny plecione z polietylenu o nazwie handlowej Spectra.

• Polistyren - po zmieszaniu z dodatkami, polistyren stanowi podstawę wielu tworzyw sztucznych, oznaczanych literami (PS). Czysty polistyren jest bezbarwnym, twardym, kruchymtermoplastem (tworzywem formowanym przez topienie), o bardzo ograniczonej elastyczności.

Jako tworzywo sztuczne, polistyren może być bezbarwny, słabo przezroczysty, lub może być barwiony na dowolne, żywe kolory. Jego zaletą w stosunku do polietylenu i polipropylenu jest niższa temperatura mięknienia i mniejsza lepkość stopu, dzięki czemu łatwiej jest z niego otrzymywać w procesie formowania wtryskowego niewielkie przedmioty o złożonych kształtach.

• Polichlorek winylu, polichlorek etenylu, polichloroeten (PCW, PVC) - tworzywa sztuczne otrzymywane w wyniku polimeryzacji monomeru - chlorku winylu. Ma właściwości termoplastyczne, charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, jest odporny na działanie wielu rozpuszczalników.

Metody nakładania powłok z tworzyw sztucznych:

Tworzywa można nanosić trwale na powierzchnię innych materiałów otrzymując z nich powłoki ochronne i dekoracyjne. Podczas nanoszenia powłokotwórcze tworzywo wejściowe może być w stanie: 
- stałym, 
- plastycznym, 
- ciekłym

W każdym jednak przypadku, aby wytworzyć niezbędną adhezję pomiędzy tworzywem a materiałem, na który się je nanosi, co jest podstawowym warunkiem uzyskania użytecznej powłoki, tworzywo musi zostać przeprowadzone w stan ciekły, ewentualnie plastyczny, umożliwiający zwilżanie powierzchni materiału i następnie adsorpcję, a sama warstwa wierzchnia materiału odpowiednio przygotowana. Znanych jest kilka odmian nanoszenia, z których duże znaczenie mają następujące odmiany: 
- nanoszenie fluidyzacyjne, 
- nanoszenie elektrocieplne, 
- nanoszenie (natrys­kiwanie) płomieniowe, 
- nanoszenie polewające, 
- nanoszenie natryskowe, 
- nanoszenie zanurzeniowe. 

a) Fluidyzacyjne nanoszenie powłoki z tworzywa polega na wytworzeniu zawiesiny sproszkowanego tworzywa w strumieniu gazu płynącego do góry -złoża fluidalnego, i wprowadzeniu do niego przedmiotu uprzednio nagrzanego nieco powyżej tempe­ratury topnienia tworzywa, odczekaniu określonego czasu, wyjęciu przedmiotu ze złoża i często ponownym nagrzaniu go oraz następnie ochłodzeniu. W czasie przebywania przedmiotu w złożu, cząstki tworzywa stykają się z nagrzanym przedmiotem i stapiają, tworząc powłokę związaną adhezyjnie z materiałem przedmiotu. Nanoszenie fluidyzacyjne przeprowadza się we fluidyzatorze. 
b) Podczas nanoszenia elektrocieplnego występują bezpośrednio po sobie dwa na­stępujące etapy: formowanie wstępne powłoki w polu elektrycznym w różnych środowiskach i formowanie ostateczne powłoki w polu temperatury w powietrzu. Nanoszenie elektrocieplne dzieli się na nanoszenie elektrostatyczne, fluidyza­cyjno - elektrostatyczne i elektroforetyczne

c) Elektrostatyczne nanoszenie (napylanie) powłoki z tworzywa polega na przenie­sieniu sproszkowanego tworzywa w polu elektrostatycznym, z głowicy napylającej stanowiącej biegun ujemny na powierzchnię przedmiotu będącego biegunem dodatnim, następnie wyjęciu przedmiotu z pola elektrycznego, stopieniu cząstek tworzywa pod wpływem ciepła dostarczonego z zewnątrz, zestaleniu lub utwardzeniu tworzywa powłoki i ochłodzeniu przedmiotu z naniesioną powłoką.

d) Łącząc nanoszenie fluidyzacyjne i elektrostatyczne w jeden proces otrzymuje się nanoszenie fluidyzacyjno-elektrostatyczne. Przeprowadza się je w zasadniczej części za pomocą fluidyzatora elektrostatycznego, zawierającego pojemnik wykonany z materiału nieprzewodzącego prądu elektrycznego, w którym za pomocą elektrod umieszczonych w złożu fluidalnym następuje elektryzowanie cząstek tworzywa. Cząstki unoszą się w strumieniu gazu i dzięki ładunkowi elektrycznemu są przyciągane przez przedmiot zanurzony w złożu i uziemiony. Ciąg dalszy postępowania jest taki, jak w przypadku nanoszenia fluidyzacyjnego i elektrostaty­cznego. Do głównych zalet omawianego nanoszenia zalicza się efektywne nanoszenie powłok z tworzyw o małym napięciu powierzchniowym, np. z PTFE, wyeliminowanie nagrzewania przedmiotu przed wprowadzeniem do fluidyzatora oraz niewystępowanie strat proszku, natomiast do wad -nadmierne ukierunkowanie cząstek powodujące tworzenie się grubszych powłok na powierzchni przedmiotu zwróconej ku elektrodzie oraz trudności w uzyskaniu równomiernego pola elektrycznego w całym przekroju poprzecznym fluidyzatora. 

e) Proces nanoszenia elektroforetycznego polega na osadzaniu na powierzchni przedmiotu cząstek tworzywa z wodnego układu dyspersyjnego (dyspersji wodnej -hydrozolu), organicznego układu dyspersyjnego (organodyspersji) lub z roztworu koloidalnego pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego, nagrzaniu przedmiotu ze wstępnie naniesioną powłoką poza polem elektrycznym w fazie ciekłej do temperatury nieco wyższej od temperatury topnienia tworzywa i następnie ochło­dzeniu przedmiotu z naniesioną ostatecznie powłoką. W polu elektrycznym zachodzi ruch cząstek, czyli elektroforeza, w kierunku anody, co nosi nazwę anaforezy, lub w kierunku katody, co nazywa się kataforezą, w zależności od polarności elektrody -przedmiotu. Na powierzchni elektrody cząstki ulegają koagulacji wskutek kom­pensacji ładunku elektrycznego -w przypadku wodnego układu dyspersyjnego -jonami pochodzącymi głównie z elektrolizy wody. Osadzona powłoka ma strukturę porowatą i zawiera znaczną ilość fazy ciekłej o ładunku przeciwnym. Pod wpływem prądu faza ciekła zawierająca kationy wędruje w kierunku katody (ele­ktroosmoza), co powoduje, że powłoka ulega osuszeniu (zawiera 5 - 10% fazy ciekłej) i łączy się adhezyjnie z powierzchnią przedmiotu; można przyjąć, że jest uformowana wstępnie. Po wyjęciu przedmiotu z fazy ciekłej powłokę suszy się i zestala w tempe­raturze zazwyczaj do 190°C w czasie do 30 minut, co powoduje jej uformowanie ostateczne. Nanoszenie elektroforetyczne stosuje się szczególnie do otrzymywania powłok PTFE o grubości do 30 mm z wodnego układu dyspersyjnego polimeru oraz do powłok PVC o grubości do 200 mm z organicznego układu dyspersyjnego.

f) W procesie nanoszenia (natryskiwania) płomieniowego zachodzi jednocześnie: rozpylanie i przenoszenie tworzywa sproszkowanego, lub rzadziej w stanie plasty­cznym, w strumieniu gazu i ciepła z pistoletu nanoszącego (natryskowego) na powierzchnię przedmiotu, nagrzewanie warstwy powierzchniowej przedmiotu, sta­pianie tworzywa i łączenie adhezyjne z materiałem przedmiotu oraz kohezyjne ze sobą, a następnie zestalanie lub utwardzanie tworzywa i ochładzanie przedmiotu z naniesioną powłoką. Źródłem ciepła stapiającego tworzywo i nagrzewającego przedmiot jest płomień powstający podczas spalania gazu palnego. 

g) Cechami charakterystycznymi nanoszenia polewającego są: stan ciekły tworzywa wejściowego do procesu nanoszenia oraz ciągłość samego procesu, związana z na­noszeniem tworzywa na przedmioty o dużych rozmiarach lub na wstęgi. Nanoszenie to dzieli się na swobodne i wymuszone.

h) Istota nanoszenia swobodnego polega na bezpośrednim polewaniu ciekłym two­rzywem przedmiotu o stosunkowo dużym polu powierzchni przeznaczonej do nanoszenia. Na ogół przedmiot umieszcza się na przenośniku taśmowym i przepro­wadza przez płaski strumień spływającego swobodnie tworzywa prostopadle do powierzchni do nanoszenia, które w miarę przesuwania się przedmiotu pokrywa jego powierzchnię. Przedmiot może być nagrzany wstępnie, np. promiennikowo, a po naniesieniu tworzywa wprowadzany do tunelu grzejnego w celu zestalenia lub utwardzenia powłoki. Nanoszenie swobodne znalazło duże zastosowanie w nanosze­niu powłok poliestrowych na elementy mebli. W tym przypadku jeden strumień stanowi żywica poliestrowa modyfikowana, natomiast drugi -środki pomocnicze, lub środki pomocnicze są w dwóch strumieniach, jak np. w rozwiązaniu firmy Biirkle (Niemcy). Strumienie przepływają w obiegu zamkniętym w sposób ciągły w układach ze stale pracującymi pompami. Prędkość przedmiotu wynosi zazwyczaj 1 - 3 m/s. Maszyny służące do polewającego nanoszenia swobodnego noszą nazwę polewarek. 
i) Wymuszanie nanoszenia może być powodowane różnymi czynnikami konstruk­cyjnymi i technologicznymi, z różnym stopniem wymuszenia. Nanoszenie wymuszone stosuje się do wstęg tkaniny, tworzywa (folii), papieru lub metalu, a maszyny służące do nanoszenia nazywają się odpowiednio nanoszarką listwową i nanoszarką dwu­walcową. W przypadku, gdy zachodzi konieczność jednoczesnego przesycania wstęgi (impregnowania), w nanoszarce walcowej stykający się ze wstęgą (nanoszący) ma większą prędkość obwodową niż prędkość liniowa wstęgi, a także może obracać się w przeciwnym kierunku. Wstęga może też stykać się z tworzywem poprzez jej wprowadzenie w szczelinę między walcowa. 

j) Proces nanoszenia zanurzeniowego polega na zanurzeniu przedmiotu w tworzywie będącym w stanie ciekłym lub plastycznym, odczekaniu określonego czasu, wynu­rzeniu przedmiotu i następnie zestaleniu bądź utwardzeniu tworzywa powłoki. W czasie przebywania przedmiotu w tworzywie przywiera ono adhezyjnie do uprzednio przygotowanej jego powierzchni oraz tworzy powłokę. Nanoszenie zanurzeniowe stosuje się w dużej mierze do wytwarzania powłok na elementach o dużych rozmiarach z PVC w postaci plastizolu. Plastizol PVC odznacza się małą adhezją do wielu materiałów, dlatego najpierw nanosi się między warstwę o dobrej adhezji zarówno do materiału przedmiotu, jak i plastizolu PVC, często również zanurzeniowo. Po wysuszeniu między warstwy przedmiot można przed procesem zanurzenia nagrzać, co przede wszystkim powiększa grubość powłoki formowanej wstępnie. Prędkość zanurzania wynosi 200 -1500 mm /min, wynurzania zaś 100-600 mm/min. Czas przebywania przedmiotu w plastizolu PVC wynosi około 15-60s. Powłoka formowana wstępnie charakteryzowana jest grubością i masą odniesioną do jednostki jej pola powierzchni. Aby otrzymać ostatecznie uformowaną powłokę, należy najpierw przeprowadzić żelowanie plastizolu PVC tworzącego powłokę uformowaną wstępnie. Żelowanie jest procesem fizycznym zachodzącym w układzie polimer PVC - plastyfikator, w temperaturze 180-190°C w czasie 30-60 min, obejmującym solwatacje - stopniowe przenikanie plastyfikatora w głąb cząstek polimeru i ich pęcznienie. Podczas ochładzania następuje ustalenie adhezji i zestalenie jednolitej powłoki. 

Właściwości powłok z tworzyw sztucznych

Fotokataliza to termin oznaczający przyśpieszenie reakcji chemicznej pod wpływem światła.

Właściwości samoczyszczące powłok tworzyw

Właściwości hydrofilowe

Właściwości bakteriobójcze powłok 

Właściwości antystatyczne 

Ochrona przed promieniowaniem UV 

Neutralizacja zapachów

Tworzywa sztuczne znalazły szerokie zastosowanie w technice nie tylko jako surowce służące do wyrobu określonych elementów konstrukcyjnych, ale również jako materiał powłokowy. Powłoki z tworzyw sztucznych stanowią bardzo skuteczne i dobre zabezpieczenie antykorozyjne, mają dobre własności izolacyjne i ślizgowe, a także w wielu przypadkach dekoracyjne. 

Więcej info: http://tworzywa.com.pl/Wiadomo%C5%9Bci/Tworzywa-pokrywane-specjalnymi-pow%C5%82okami-21009.html

Przygotowanie powierzchni przeznaczonych do powlekania

ODTŁUSZCZANIE - proces ten ma na celu usunięcie z powierzchni metalowej śladów olejów lub tłuszczów oraz zanieczyszczeń w nich zawartych. Oleje lub tłuszcze, jak i przypadkowe zanieczyszczenia mogą niekiedy utrudniać trawienie chemiczne oraz nanoszenie warstw specjalnych fosforanów zwiększających przyczepność powłoki. Odtłuszczanie należy przeprowadzać bardzo starannie, gdyż warunkuje to przyczepność nałożonej powłoki.

ODTŁUSZCZANIE ROZPUSZCZALNIKAMI CHLOROWCOWYMI - zaliczamy do nich wszelkie pochodne węglowodorów alifatycznych. Do odtłuszczania powierzchni metalowych stosuje się zazwyczaj trójchloroetylen oraz czterochloroetylen. Oba produkty, zarówno w stanie gazowym, jak i płynnym, rozpuszczają znaczną ilość substancji tłuszczowych, przy czym są one niepalne, co jest korzystne ze względów bezpieczeństwa. Dla pełnego wykorzystania właściwości tych rozpuszczalników konieczne są specjalne urządzenia umożliwiające otrzymanie kąpieli odtłuszczających w temperaturze wrzenia, tj. 87°C dla trójchloroetylenu i 119°C dla czterochloroetylenu.

ODTŁUSZCZANIE W ROZTWORACH ALKALICZNYCH - w tym celu stosuje się roztwory alkaliczne oparte na wodorotlenku sodowym, które uzupełniane są dodatkami substancji zasadowych mniej agresywnych oraz środków powierzchniowo czynnych umożliwiających zmydlanie olejów i tłuszczów. Należy przy tym zwrócić uwagę na to, że niektóre metale , np. stopy aluminiowe, ulegają zniszczeniu pod wpływem alkaliów.

OCZYSZCZANIE MECHANICZNE - tlenki znajdujące się na powierzchni są usuwane przez mechaniczne odrywanie cząsteczkami ścierniwa narzuconego z odpowiednią energią kinetyczną na oczyszczany przedmiot. Stosuje się dwa rodzaje ścierniwa: mineralne i metalowe. Jako ścierniwa mineralne używane są najczęściej piaski rzeczne, piaski kwarcowe z kamieniołomów i sztuczny korund (tlenek glinowy krystaliczny). Jako ścierniwo metalowe stosowany bywa śrut kulisty lub pryzmowy. Zalecany jest raczej śrut pryzmowy, ponieważ z uwagi na swoje działanie pozwala uzyskiwać powierzchnię dobrze zszorstkowaną , co polepsza przyczepność powłoki.

WYTRAWIANIE - ma na celu usunięcie tlenków z powierzchni oczyszczanych przedmiotów. Trawienie jest zawsze poprzedzane odtłuszczaniem, gdyż kwasy nie rozpuszczają tłuszczów. Stosowanie kwasów lub ich roztworów w celu rozpuszczenia tlenków wymaga po trawieniu płukania wodą bieżącą oraz pasywacji lub neutralizacji. Wszystkie kwasy rozpuszczają, oprócz tlenków, również metal; a zatem, aby ograniczyć to niszczące działanie bez zmniejszenia szybkości rozpuszczania tlenków, do roztworów trawiących należy dodatkowo wprowadzić odpowiednie inhibitory ograniczające niszczenie metalu. Inhibitorami są substancje organiczne, jak siarczki, niektóre produkty aminowe lub związki aminosiarkowe.

NANOSZENIE GRUNTU - przy stosowaniu organicznych powłok ochronnych przygotowanie powierzchni pod powłokę obejmuje również dla większości tworzyw sztucznych nakładanie tzw. gruntu lub międzywarstw. Ma to na celu zapewnienie dobrego połączenia warstwy ochronnej z podłożem. Rodzaje stosowanych gruntów oraz technologie ich nanoszenia związane są przede wszystkim z rodzajem tworzywa powłokowego.

Rodzaje połączeń

Połączenia

rozłączne

Połączenia nierozłączne

---