Wykład 1:

POLIMERY TERMOPLASTYCZNE

Cechy charakterystyczne
+ miękka podczas ogrzewania a po ostygnięciu staja sie sztywne
+ ich przetwarzanie jest prawie całkowicie odwracalne czyli można wielokrotnie
przetwarzać.
+ Nieodwracalna degradacja następuje wówczas gdy roztopiony polimer termoplastyczny jest ogrzewany do temperatury krytycznej w której pękają wiązania w łańcuchu polimerowym;
ZE WZGLEDU NA TECHNICZNY SPOSÓB PRZEPROWADZANIA POLIMERYZACJI ROZRÓZNIA SIE
+ polimeryzacje w roztworze
+ polimeryzacje emulsyjna
+polimeryzacje w zawiesinie
+polimeryzacje w bloku
+ polimeryzacje w fazie gazowej
+polimeryzacje na granicy faz
KOPOLIMERYZACJA
Odmiana reakcji polimeryzacji w wyniku której reagują ze sobą dwa rożne monomery. W zależności od składu wyjściowych monomerów, wzajemnego ich stosunku ilościowego oraz mechanizmu reakcji I sposobu jej przeprowadzenia można otrzymać kopolimery o rożnym składzie i rożnych właściwościach
KOPOLIMERY dzielą sie na:
Statyczne - nieuporządkowane rozmieszczenia merów.
Naprzemienne – makrocząsteczka zbudowana z merów A i B sąsiadujących ze sobą
Blokowe – makrocząsteczka zbudowana z oddzielnych bloków.
Szczepione – maja budowę rozgałęzioną.
SIECIOWANIE – proces prowadzący do powstania trójwymiarowej sieci nadcząsteczkowej, na skutek powstawania mostków między różnymi cząsteczkami chemicznymi.
+ zazwyczaj amorficzne polimery są mało wytrzymałe
+sieciowanie polepsza wytrzymałość
KLASYFIKACJA TWORZYW SZTUCZNYCH
- elastomery
+przy małych naprężeniach duże odkształcenia do 1000%
+powracają do pierwotnego kształtu po usunięciu odkształcenia
-plastomery
+pod wpkywem naprezen wykazuna odksztalcenia mniejsze niz 1 %
+wraz ze wzrostem sily rosnie odksztalcenie az do zerwania

Tworzywa + symbole:
- Polipropylen (PP)
- Polietylen (LDPE)
- Polichlorek winylu (PVC)
- Polietylen dużej gęstości (HDPE)
- Polistyren (PS)
- Polistyren ekspandowany (EPS)
- Politereftalan etylenu (PET)
- Poliuretan (PUR)

Zalety polimerów:
- mała gęstość, duża wytrzymałość mechaniczna w stosunku do masy, trwałość, termo stabilność , właściwości elektryczne, cieplne
Wady polimerów:
- niska odporność na pełzanie, recycling, ograniczony zakres temperatury długotrwałego użytkowania
Polimery - związki wielocząsteczkowe
Polimer - zbudowany z wielu części, kilka milionów Daltonów. Poli - wiele Mer - najmniejsze powtarzające się ugrupowania
Polimery dzielą się na:
- liniowe
- liniowe z rozgałęzieniami- silnie usieciowane
- nieznacznie usieciowane
Struktura polimerów - zależy od budowy jego łańcucha. Dzieli się na struktury Amorficzną i Krystaliczną. Struktura amorficzna charakteryzuje się elastycznością, wytrzymałością zmęczeniową, przeświecalnością. Natomiast krystaliczna - odporność na ścieranie, odporność termiczna, sztywność, twardość.
Struktury (klasyfikacja)
- Sieciowanie
- Polimeryzacja (łańcuchowa, stopniowa)
- Homopolimer
Kopolimeryzacja - reagują ze sobą dwa różne monomery
Kopolimery statystyczne, naprzemienne, blokowe, szczepione.
Tworzywa sztuczne: oprócz polimeru znajdują się inne substancje chemiczne: napełniacze, nośniki, stabilizatory, zmiękczacze, pigmenty, antystatyki.
Elastomery
Plastomery : dzielimy na Termoplasty (amorficzne i krystaliczne) i Duroplasty (polimery termo i chemoutwardzalne)

Reakcje polimeryzacji
polimeryzacja łańcuchowa (addycyjna) – (rodnikowa, kationowa, anionowa, koordynacyjna)
polimeryzacja stopniowa (polikondensacje)
POLIMERYZACJA: Szybkie kolejne przyłączanie monomerów do pierwszej uaktywnionej cząstki (przez ciepło, katalizatory) Reakcja trwa do wyczerpania substancji wyjściowej. Przebieg gwałtowny, niemal natychmiastowy. Metody blokowania: emulsyjna, perełkowa
POLIKONDENSACJA : Łączenie monomerów z jednoczesnym powstawaniem niskocząsteczkowych produktów ubocznych (najczęściej woda; czasami amoniak lub chlorowodór. Reakcja stopniowa. W każdym stadium produkty przejściowe. Szybkość reakcji zależy od szybkości usuwania produktu ubocznego.
POLIADDYCJA: Miejsce pośrednie pomiędzy polimeryzacją a polikondensacja. Polega na stopniowym łączeniu cząstek, zwykle dwóch różnych monomerów, bez wydzielania produktów ubocznych, ale z wystąpieniem przegrupowania atomów monomerów.

POLIMERY STEREOREGULARNE:
W zależności od przestrzennego rozmieszczenia podstawników (R) względem głównego łańcucha węglowodorowego, polimery mogą mieć budowę:
Izotaktyczną, gdy podstawniki R są rozmieszczone w jednej płaszczyźnie symetrii.
Syndiotaktyczną – gdy podstawniki R są rozmieszczone przemiennie w dwóch płaszczyznach symetrii
Ataktyczną – gdy podstawniki R są rozmieszczone przypadkowo.

POLIMERY-TWORZYWA SZTUCZNE- PLASTIKI
Tworzywa sztuczne – materiały w których oprócz podstawowego składnika (polimeru) znajdują się inne substancje chemiczne:
napełniacze (polepszają własności mechaniczne, sztywność, odporność cieplną, właściwości elektroizolacyjne
nośniki
stabilizatory (poprawiają stabilność termiczną, przeciwdziałają rozpadowi polimeru pod wpływem tlenu i promieniowania ultrafioletowego)
zmiękczacze – plastyfikatory (ułatwiają przetwórstwo oraz modyfikują mechaniczne i cieplne własności tworzyw)
anty-utleniacze, barwniki
pigmenty (nadają barwę)
antystatyki – eliminują elektryzowanie się tworzywa przez modyfikację jego właściwości powierzchniowych.
Antypireny – opóźniacze palenia, wywołują efekt samogaśnięcia tworzywa lub w inny sposób obniżają jego palność, dymotwórczość.
W zależności od rodzaju i ilości dodatków można otrzymać z tego samego polimeru różne tworzywa o odmiennych właściwościach

Tworzywa sztuczne w budowie maszyn

Termoplasty	Elastomery	Duroplasty polimery termo i chemoutwardzalne

Masowe polimery Tworzywa inżynieryjne Tworzywa specjalne PF, PP, PVC, ABS, SAN PC, PMMA, PA, POM, PPO PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF, PI, PEEK	Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC	EP, UP, PF, UF

TERMOPLASTY

BEZPOSTACIOWE	KRYSTALICZNE

Poli(chlorek winylu) PVC	Polietylen PE

Polistyren PS	Polipropylen PP

Poli(metakrylan metylu) PMMA	Poliamidy PA

Poliwęglan PC	Poli(tereftalan etylenu) PET

Polisulfon PSU	Polioksymetylen POM

Poli(tlenek fenylenu) PPO	Poli(tetrafluoroetylen) PTFE

	Poli(tereftalan butylenu) PBT

	Poliimidy PI

	Polieteroketyny PEK

Polipropylen (PP)
Odmiany:
izotaktyczny
Uporządkowana budowa przestrzenna
wysoki stopień krystaliczności
bardzo dobre własności mechaniczne
bardzo wysoka odporność chemiczna
-wzmocniony – wysoko udarowy (Kopolimer blokowy propylen-etylen)
-ataktyczny
Nieuporządkowana budowa przestrzenna
Własności podobne do gumy
Nie jest stosowany do celów konstrukcyjnych
Dodatek do produktów bitumicznych (papy, izolacje antykorozyjne)
Właściwości
łatwe przetwórstwo – wytłaczanie, wtryskiwanie
dobra odporność chemiczna
odporny na uderzenia, duża udarność
tworzy tzn. zawiasy „filmowe” (wytrzymują miliony przegięć)
bardzo dobry elektroizolator
mała chłonność wody
rozpuszcza się na gorąco w benzenie i toulenie
Nazwy handlowe:
Malen P – Petrochemia Płock
Moplen – Montell Polyolefins
Hostalen PP – Targor, RFN
Polipro J – Mitsun, Japonia
Vestolen P – Huls AG, RFN
Porównanie PP z PE
mniejsza gęstość, większa odporność chemiczna, wyższa odporność na uderzenia w niskiej temp, Większa wytrzymałość, większy moduł sprężystości, większa twardość, mniejsza odporność na utlenianie, polipropylen łatwej ulega procesowi starzenia się niż polietylen, wyższe koszty produkcji, dobre właściwości elektryczne w połączeniu z innymi właściwościami (zastosowanie w przemyśle elektrycznym)
Zastosowanie
Opakowanie spożywcze, farmaceutyczne
elementy aparatury i sprzętu medycznego
pojemniki na chemikalia
rury do ciepłej wody
elementy konstrukcyjne (osłony, obudowy maszyn)
Włókna (tkaniny, odzież przemysłowa, worki)
Sieci rybackie, sznury
„Zawiasy filmowe” zamykane elementy ruchome (nie tracą sprężystości po milionie przegięć)
Wirniki wentylatorów
wyposażenie domów – futryny, ramy okienne, wanny, brodziki, ścianki działowe
przemysł samochodowy – tablice rozdzielcze
tory kręglarskie

Polichlorek winylu (PVC)
Otrzymuje się przez polimeryzację chlorku winylu trzema metodami:
1- polimeryzacja emulsyjna – PVC pasto-twórczy (ziarna gładkie) PVC-E
2- polimeryzacja suspensyjna – PVC suspensyjny (ziarna porowate) PVC-S
3 – polimeryzacja w masie – najczystszy polimer PVC (na folie)
AMORFICZNY (ok 10% fazy krystalicznej)
Odmiany
PVC twardy – zawiarający do 5% plastyfikatora
PVC miękki – zawierający 40% - 70% plastyfikatora
PLASTYFIKACJA (ZMIENCZANIE)
Polega na domieszkowaniu polimeru będącego głównym składnikiem tworzyw sztucznych różnego rodzaju substancjami, które nadają im elastyczność, powodują że są mniej kruche i obniżają temperaturę ich zeszklenia.
Plastyfikacji poddaje się polimery w których istnieją silne oddziaływanie międzycząsteczkowe prowadzące do ich nadmiernej w stosunku do potrzeb sztywności i kruchości.
Plastyfikatory – substancje powodujące ten efekt działają generalnie na trzy sposoby
osłabiają oddziaływania międzycząsteczkowe międy cząsteczkami polimerów poprzez proste odseparowanie ich od siebie w przestrzeni
zmniejszają stosunek udziału fazy krystalicznej do amorficznej w masie stopu polimeru|
ujednolicają mikrostrukturę polimeru – przez utrudnianie procesu ich krystalizacji Poli(chlorek winylu) PVC
Właściwości:
Łatwe przetwórstwo – wytłaczanie, wtryskiwanie
dobra odporność chemiczna (bardziej na stężone kwady i zasady niż na ich wodne roztwory)
Mała wytrzymałość cieplna !!!
Łatwość mieszania z plastyfikatorami i napełniaczami
Dobra wytrzymałość mechaniczna
Niska cena surowców

	PVC twardy	PVC miękki

Cena [euro/kg]	0,79	0,64

Gęstość [Mg/cm^3]	1,35 – 1,55	1,19 – 1,28

Moduł sprężystości E [MPa]	2410 - 4140	20 - 50

Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]	34,5 - 62	16 - 28

Temp użytkowania	-10 do +70^0C	-20 do ???

Zastosowanie:
Rury dla przemysłu chemicznego, przewody odwadniające, rury do przesyłania zimnej wody i gazu, ramy okienne i drzwiowe, zsypy do odpadów, wykładziny, płyty i folie, części aparatury chemicznej, wykładziny wanien galwanizerskich , instalacje wentylacyjne

Polistyren (PS)
Proponowane odmiany:
-Homopolimer (PS) – PS niskoudarowy (kruchy) PS-S
-Piankowy polistryren – STRYROPIAN (porofory
-Polistryren wysokoudarowy PS-HI (kopolimer stryrenu z butadientem) PS-G
-Kopolimery styrenu
terpolimer ABS (akrylonitryd/budadien/stryren)
terpolimer MBS (metakrylan metylu/butatient/stryren)
kopolimer SAN (styren z akrylonitrylem)
Właściwości:
łatwość formowania
ładny wygląd gotowych wyrobów
doskonałe własnośći dielektryczne (materiał izolacyjny)
Dobra odporność chemiczna
Łatwość kopolimeryzacji
Własności mechaniczne PS zależą od ciężaru cząsteczkowego oraz od temperatury, maleją zezbliżaniem się jej do temperatury pięknienia
Wytrzymały cieplnie – można go kilkakrotnie przerabiać bez pogorszenia własności fizykochemicznych
jlżejszy z termoplastów (gęstośc 1,03 – 1,06 g/cm³)
Tworzywo twarde, kruche i przeźroczyste 90% przepuszczalności światła
Rozszerzalność cieplna PS jest ośmiokrotnie większa niż stali

	PS	PS-HI	ABS	SAN

Cena [euro/kg]	0.68-0,74	0,73-0,78	1,65	1,99

Gęstość [Mg/cm^3]	1,04-1,09	1,04-1,05

Moduł sprężystości E [MPa]	3000 - 3500	1800-2500	1380-2420	3500-3800

Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]	31-60	26-48	24-45	70-80

Temp użytkowania	-10 do +90	-40 do +75	-20 do +80	-20 do +90

Zastosowanie:
Części samochodowe
Lodówki (obudowy)
Szpule włókiennicze
przemysł elektroniczny (gałki, części ozdobne, korpusy kondensatorów)
Pianki do elementów budowlanych (izolatory cieplne i akustyczne)
Opakowania
Kopolimery styrenu (ABS, MBS, SAN)
Styren jest bardzo reaktywnym komonomerem i łatwo tworzy kopolimery których właściwości są często lepsze od właściwości polistryrenu
Kopolimer styren/akrylonityl (SAN)
wzrost właściwości chemicznych i mechanicznych
duża przeźroczystość; mała udarność
Wzrost udziału akrylonitylu powoduje zwiększenie odporności chemicznej SAN przy równoczesnym zwiększeniu tendencji do zółknięcia kopolimeru w podwyższonej temperaturze
Kopolimeryt SAN charakteryzują sięlepszą odpornością cieplną niż polistyren
Znalazły zastosowanie do wytwarzania elementów dla przemysłu motoryzacyjnego, przedmiotów domowego użytku, bateri, zapalniczek oraz opakowań
Podobny do PMMA ale tańszy
Nazwa handlowa Owisan S – Kopolimer SAN
Terpolimer akrylonityl/butadien/styren (ABS)
Duża gęstość
dobra odporność termiczna i chemiczna
duży połysk
duża sztywność i udarność
duża odporność na pełzania
dobra przetwarzalność
zakres stosowania -40 do 80⁰C
Zastosowanie:
DRUKARKI 3D
Przemysł motoryzacyjny (części karoserii, błotniki, bagażniki samochodowe, spojlery, zderzaki itp.)
Kraty wlotu powietrz
W elektronice do wyrobów urządzeń i korbusów maszyn, komputerów
jeden z najczęściej metalizowanych polimerów termoplastycznych

Poliwęglany (PC)
Są polimerami bezpostaciowymi (w odpowiednich warunkach krystalizują) zawierające w łańcuchu głównym ugrupowanie:
-R-O-CO-O-
PC łączą bardzo dobre własności:
mechaniczne
elektryczne
termiczne
optyczne
Przepuszczają 90% światła widzialnego – zbliżone do szkła
Właściwości:
Bardzo dobra udarność – zwłaszcza z karbem
Mała chłonność wody i odporność na hydrolize (sterylizacja)
Dobra wytrzymałość cieplna
Dobre własności dielektryczne
Trudności w przetwórstwie (ograniczenie zawartości wilgoci w granulacie PC do 0,015%)
Nieodporny na zasady
Odporny na działanie rozcieńczonych kwasów
Odporność termiczna
Odporność na pełzanie
Mała odporność na rozpuszczalniki organiczne (chloroform, chlorek metylenu)
Wysoka temp przetwórstwa (280-300⁰C)
Wzmacniane włóknem szklanym
PC – zastosowanie
:pokrycia, osłony, pokrywy
pokrywy akumulatorów
obudowy komputerów
okna, okna widokowe
wykładziny wewnętrzne
w budowie maszyn
części maszyn do szycia i robotów kuchennych
cokoły lamp (świetlówek)
szkło wystawowe
szablony literowe
szyby antywłamaniowe
części techniczne
bezpieczne szyby = 250 razy większa udarność niż szyby ze szkła
Poli(metakrylan metylu) (PMMA)
Otrzymuję się przez polimeryzację monomeru metodą blokową (zwykle) podczas formowania wyrobu
Tworzywo to znane jest najczęściej z bardzo dobrej przepuszczalności światła widzialnego powyżej 92%
PMMA przepuszcza ok 70% promieni UV, szkło zwykle przepuszcza tylko 5% UV dlatego
PMMA nazywany jest szkłem organicznym
Popularna nazwa PMMA to „pleksi” bądź „pleksiglas”
Właściwości:
Najwyższa odporność na zarysowania wśród polimerów przeźroczystych
Dobre własności mechaniczne oraz optyczne
Odporny na działanie warunków atmosferycznych, promieni UV
Można łatwo barwić na różne kolory
Bardzo trudne przetwórstwo (Duża lepkość stopu, mały zakres temperatury płynięcia)
Mała udarność (stała w temp od -20 do +60⁰C)
Powstawanie mikropęknięć (przy obróbce mechanicznej)
PMMA - Zastosowanie
-Kabiny i okna samolotów, śmigłowców, szybowców, autobusów
-Ścianki działowe, zadaszenia, świetliki
-Wanny, umywalki, zlewozmywaki
-Osłony na lampy

Poliamidy (PA)
Są to związki wielkocząsteczkowe zawierające w łańcuchu głównym ugrupowania amidowe
-CO-NH-
Ze względu na dużą ilość substancji wyjściowych (monomerów) stosowanych do otrzymywania PA rozróżnia się wiele odmian tych tworzyw
PA 6PA 4.6PA 6.6PA11PA12PA6.10
Poliamidy są semikrystaliczne – stopień krystaliczności zawiera się najczęściej od 30 do 50% w zależności od parametrów przetwórstwa (szybkość chłodzenia)
Właściwości (ogólnie)
Łatwe przetwórstwo – wytłaczanie, wtryskiwanie, odlewanie
Dobre właściwości wytrzymałościowe i trybologiczne
Duża chłonność wody PA6 (9-11%), PA11 i PA12 (2,5%)

POLIAMIDY (PA): PA6
harakterystyka ogólna
Sztywność
dobre właściwości ślizgowo-cierne
wysoka wytrzymałość na mechaniczna
odporność na smary, ropę, benzynę
duża odporność na promieniowanie (gamma, X, UV)
łatwy w obróbce, dobra odporność na zmęczenie materiału
Zastosowanie:
Koła zębate
prowadnice tłoków
koła nośne
pasy izolacyjne
bloki ślizgowe
koła liniowe
pochłaniacze wibracji
łożyska cierne
rolki
komponenty wymienne
gniazda zaworów
zderzaki
prowadnice
POLIACETALE (PAC
To polimery które w łańcuchu głównym posiadają wiązanie acetalowe:
-O-CH₂
Przykładem poliacetali jest: poliformaldehyd (PFA) = polioksymetylen (POM)
Właściwości
Dobre właśności wytrzymałościowe (w -40⁰C wytrzymałość zmęczeniowa zmniejsza się tylko o 20%)
Dobre właściwości tribologiczne (odporność na materiały pędne)
Dobra stabilność wymiarowa i dokładne odwzorowanie kształtów
Mała chłonność wody (ok 0,3%) - niewrażliwość na wilgoć
Duża sztywność i twardość powierzchni
Mało odporne na działanie tlenu, ozonu i promieniowania
Odporne na działanie substancji nieorganicznych, kwasów i zasad
Duży skurcz
ZASTOSOWANIE – zamienniki metali lekkich i ich stopów
Łożyska
Koła zębate
wirniki pomp
dźwignie
przekładnie ślimakowe
panewki
rury
zbiorniki
naczynia
elementy pralek
elementy maszyn sterowniczych
wiązania nart
części aparatów fotograficznych/mikroskopów
Polioksyfenylen (PPO)
Właściwości
Dobre własności mechaniczne (nawet do 150⁰C)
Dobra stabilność wymiarowa (mała podatność na pełzanie)
Mały współczynnik rozszerzalności liniowej
Trudnopalność i nietoksyczność
Mała gęstość (średnio 1,06 Mg/m³)
Zastosowanie:
Przemysł samochodowy (PPO + PS) obudowy kolumn kierownicy, kraty wlotowe powietrza, kołpaki
produkcja zbiorników chłodnicznych i armatura grzewcza
Sprzęt sieciowy, kolektory, komputery, wyłączniki
Politereftalany (PET, PBT)
Właściwości
Własności mechaniczne i cieplne PET są nieco lepsze niż PBT
PET krystalizuje bardzo wolno (500 razy wolniej niż PE) co powoduje trudności przetwórstwie
Duża trwałość i sztywnoś
Duża odporność chemiczna (na oleje, smary, benzyn
tabilność wymiarów (mała chłonność wody 0,02%)

	PET Poli(tereftalan etylenu)	PBT Poli(tereftalan butylenu)

Cena [euro/kg]	2,55	2,62 – 3,39

Gęstość [Mg/m^3]	1,37	1,29 – 1,31

Moduł sprężystości E [MPa]	3100	2600 - 2700

Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]	70	40 - 60

Temp użytkowania	-40 do +100^0C	-30 do 120^0C

Polisulfony
Znaczenie techniczne mają trzy rodzaje polisulfonów
1.Polisulfon, PS
2.Polieterosulfon PE
3.Poliakrylosulfon PPSU
Poli(siarczek fenylenu) (PPS)
polimer o częściowo rozgałęzionym łańcuchu (krystalizuje)
PPS w stosunku do poliwęglanu (PC) ma większą wytrzymałość na zginanie, twardość i moduł sprężystości, natomiast jego udarność jest mniejsza, nie zmienia się ona jednak w zakresie 140 – 180⁰C
w atmosferze tlenu lub azotu nie obserwuje się ubytku masy
Właściwości:
Dobre własności mechaniczne (nawet do 240 ⁰C)
Mały skurcz (0,2-0,3%), ale duży skurcz wtórny
Mała stabilność wymiarowa – z podwyższeniem temperatury zwiększa się wydłużenie (dodatek włókna szklanego stabilizuje wydłużenie w zakresie -40 do +260⁰C
jest trudno palny
ma małą chłonność wody

	PPS +40% włókna szklanego

Cena [euro/kg]	6,88

Gęstość [Mg/m^3]	1,6 (1,3 dla PPS)

Moduł sprężystości E [MPa]	12000 – 16000 (3300 dla PPS)

Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]	70 – 152 (65 dla PPS)

Temp użytkowania	-50 do 170 (240)^0C

Polimery Fluorowęglowe:
Ta grupa polimerów fluorowęglowych zwana jest również polimerami fluorowymi lub poliolefinami fluorowanymi. Stanowi ona dość dużą grupę polimerów termoplastycznych zawierających fluor w łańcuchu głównym, do której należą m.in.
Politetrafluoroetylen PTFE -[CF₂-CF₂]_n-
Polichlorotrifluoroetylen PCTFE -[CF₂-CFCL]_n
Poli(fluorek winylu) PVF -[CF₂-CHF]_n-
Poli(fluorek winylidenu) PVDF -[CH₂--[CF₂]_n-
POLITETRAFLUOROETYLEN (PTFE)

Średni ciężar cząsteczkowy 400 000 – 9 000 000
stanowi 90% produkcji tej grupy tworzyw i ma największe znaczenie techniczne
Charakteryzuje się doskonałą odpornością chemiczną, dobrą odpornością cieplną (niepalny)
nie jest odporny na pełzanie (płynie na zimno pod niedużym obciązeniem)
Wadą jest trudne i skomplikowane przetwórstwo

Poliimidy (PI)

Stanowią dużą grupę polimerów termostabilnych o właściwościach zarówno polimerów termoplastycznych (amorficznych) jak i chemiutwardzalnych zawierających charakterystyczne ugrupowanie imidowe -OC-N-CO-
Do grupy tych polimerów zalicza się:

a) Poli(amino - imidy) PAI
b)Poli(estro – imidy)
c)poli(etero – imidy) PEI
d)Poli(heterocykliczne imidy)
Dobre własności mechaniczne nawet do 300⁰C (przez miesiąc) w temp 400⁰C (kilka godzin) w temp 500⁰C (kilka minut) oraz w temperaturach kriogenicznychMały współczynnik rozszerzalności cieplnejBardzo dobre własności diaelektryczne i izolacyjneZnakomina odpornośc chemicznaSą trudnoprzetwarzalne i drogie

	Poli(amino - imidy) PAI	poli(etero – imidy) PEI

Cena [euro/kg]		10

Gęstość [Mg/m^3]	1,43	1,27-1,34

Moduł sprężystości E [MPa]	2500-4000	3000-9000

Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]	75-100	105-145

Temp użytkowania	+300^0C (400^0C)	-50 do +170^0C

Elastomery

Elastomery wulkanizujące (gumy)
są tworzywami elastycznymi powstałymi w wyniku wulkanizacji kauczuku naturalnego lub syntetycznego.
Cechują się dużą odkształcalnością dochodzącą do 1200% oraz niewielkim modułem sprężystości 1-4 MPa
Charakteryzują się pamięcią kształtu, nie topią się. Nie zgrzewają i nie rozpuszczają. Mogą być spęczane i wulkanizowane na gorąco.

Właściwości:

Zmieniają się w szerokich granicach w zależności od rodzaju kauczuku, ilości i składu dodatków oraz warunków wulkanizacji.

Wytrzymałość gumy na rozciąganie 2-40MPa

Wydłużenie przy zerwaniu dla kauczuków 100-1000%

twardość gumy: 25-95 wg Shore'a (dodatek sadzy zwiększa twardość gumy)

temperatura długotrwałego stosowania 100-210⁰C

odporność na ścieranie (bieżniki opon, gumowe uszczelnienia ruchowe) zależy od rodzajukauczuku i napełniacza (dodatek krzemionki i sadzy o drobnych cząstkach powoduje wzrost odporności na ścieranie)

Odporność na odkształcenia trwałe (szczególnie ważne dla uszczelnień gumowych) posiadają kauczuk naturalny i niektóre kauczuki syntetyczne (zawierające sadzę o większych cząstkach)
Elastomery wulkanizujące wysokotemperaturowe
Właściwości:
KAUCZUK SILIKONOWY WULKANIZUJĄCY NA ZIMNO:
Występuje w postaci kitów, past, płynu lub pianki
Jest on odporny na działanie temperatury do 200⁰C a krótkotrwale do 250⁰C
Utwardzenie tego kauczuku (wulkanizacja) przebiega na wskutek dodatku utwardzacza (ok 5%) wciągu kilkunastu godzin
ZASTOSOWANIE:
Materiał ten znalazł zostosowanie jako formy do odlewania niskotopliwych metali, żywic syntetycznych i protez dentystycznych, uszczelek, izolacji elektrycznych i kleje odporne na temperaturę do ceramiki, metali itd.
KAUCZUK SILIKONOWY WULKANIZUJĄCY NA GORĄCO:
mieszanina kauczuku silikonowego z napełniaczami, pigmentami i katalizatorami.

Walkanizacja zachodzi po podgrzaniu do temperatury 120-180⁰C a następnie hartowaniu w temperaturze 200-250⁰C przez kilkanaście godzin

Może być stosowany w temperaturze do 300⁰C
ZASTOSOWANIE:
na uszczelki, okładziny, izolacje kabli i elementów grzejnych i weże dla przemysłu spożywczego i medycyny.

POLIURETANY (PUR)
WŁAŚCIWOŚCI:
PUR sztywne wykazują duży moduł sprężystości, wytrzymałość na zginanie i rozciąganie oraz dobrą udarność w szerokim zakresie temperatur.
Odporne na hydrolize oraz działanie materiałów pędnych
Wyjątkowa odporność na ścieranie
Dobre właściwości termoizolocyjne (pianki)
Chemoutwardzalne
Ulegają utwardzeniu już w temp pokojowej pod początkowo miękną
wpływem tzw. utwardzaczy, Reakcja ta przebiega podwyższonej temperaturze z większą prędkością w temp. Podwyższonych nieodwracalnie. -Zywice epoksydow-SilikonyPoliuretany NIETOPLIWE I NIEROZPUSZCZALNE!!!

ŻYWICE EPOKSYDOWE (EP)
Utwardzanie w temperaturze pokojowej (na zimno) – wadą tego spodobu jest mała odporność cieplna
Utwardzanie w temperaturze podwyższonej do 80-100⁰C (na ciepło)
Utwardzanie w wyższych temperaturach 120-180⁰C (na gorąco)
Ilość utwardzacza zależy od zawartości grup epoksydowych
WŁAŚCIWOŚCI:
Doskonała przyczepnośc do większości materiałów
Duża wytrzymałość mechaniczna (na ściskanie i rozciąganie)
Bardzo dobra odporność na starzenie (UV, woda, czynniki chemiczne)
Dobre właściwości dielektryczne
Nazwy handlowe: Epidian – Zakłady Chemiczne Organika
NIENASYCONE ŻYWICE POLIESTROWE (UP)
WŁAŚCIWOŚCI
Bardzo dobre własności mechaniczne i mała gęstość
Odpornośc na korozję i gnicie
Łatwość formowania dużych wyrobów o skomplikowanych kształtach za pomocą prostego oprzyrządowania
Stosunkowo niska cena
Duża możliwość regulowania właściwości (wg wymagań
Nazwy handlowe – Polimal (Zakłady chemiczne organika)

Wykład nr 3

1.Elastomery podział:
- Wulkanizujące: kauczuk naturalny, kauczuk syntetyczny.
(NR, BR, SBR, NBR, CR, HR, AU, CSM, EPDM, ACM, EAM, FVMQ, MVQ, FKM)
NR – kauczuk naturalny 100⁰C
BR – kauczuk butadienowy 100⁰C
SBR – kauczuk butadienowy-styrenowy 110⁰C
NBR – kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy 120⁰C
CR – kauczuk chloroprenowy 120⁰C
EPDM – kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy 140⁰C
FKM – kauczuk fluorowy 210⁰
- Niewulkanizujące : blokowe kopolimery elastomeru z polimerami amorficznymi (polistyren), krystalicznym (poliamid, poliuretan, politereftalan)
Polimery termoplastyczne – Termoplasty w wyniku podgrzania przechodzą w stan płynny.
Budowa liniowa i rozgałęziona.
WT sztywny (materiały konstrukcyjne),
rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych,
Łatwe przetwórstwo (bezpostaciowe łatwiejsze niż niższy skurcz niż krystaliczny) odpady do ponownego przetworu).
W wyniku ogrzewania przechodzą w stan płynny a po ochłodzeniu twardnieją.

Polimery chemoutwardzalne – Duroplasty nie przechodzą w stan płynny nierozpuszczalne. -duży stopień usieciowania,
-ciecz pod wpływem utwardzacza przechodzi w ciało stałe (kilka min) i twardnieje (kilka godz.)
-nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach,
-nie mogą być przetwarzane wielokrotnie,
-sztywniejsze, twardsze i termicznie bardziej odporne niż termoplasty

Polimery termoutwardzalne (również duroplasty) –
duży stopień usieciowana,
ciało stałe, nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych,
stabilność wymiarów
kształtowane tylko jednokrotnie,
odpady nie dają się ponownie przerabiać,
Elastomery – odznaczają się dużą odkształcalnością i sprężystością.
Długie łańcuchy, lekkie usieciowanie
Miękki i elastyczny
Duże odkształcenie sprężyste (1200% i więcej) oraz niewielki moduł sprężystości (1-4 MPa)
Pamięć kształtu
nie topią się, nie zgrzewają i nie rozpuszczają
Postać tworzywa dostępna w sprzedaży:
a) granulaty – termoplasty – LDPE, HDPE, PP, PS, PA6, POM, PC, PMMA i inne
b)żywice techniczne – są dostarczane użytkownikom w postaci cieczy o różnej konsystencji, najczęściej gęstopłynnej
c)tłoczywa – są to półprodukty do formowania wyrobów z tworzyw sztucznych pod ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze. (TŁOCZYWO = żywica + napełniacz)
d) półfabrykaty z tworzyw sztucznych uzyskują postać wyrobu gotowego po odpowiedniej obróbce wykończeniowej.
e) folie – są to elastyczne wyroby o ograniczonej grubości (ok. 0.5 mm dla tworzyw twardych, ok. 1-2 mm dla tworzyw miękkich)
f) laminaty – są utworzone z wielu warstw nośnika złączonych w całość za pomocą żywicy – zazwyczaj pod zwiększonym ciśnieniem.

Metody przygotowania tworzyw sztucznych do przetwórstwa
Procesy obróbki wstępnej
– rozdrabnianie (gdy polimer występuje w postaci brył lub odpady do ponownego wykorzystania),
- mieszanie,
-homogenizacja,
- kolekcjonowanie (nadanie tworzywu odpowiedniej postaci),
-suszenie.
Mieszanie => półprodukt – mieszanie polimeru z napełniaczem i innym polimerem oraz dodatkami (np. antyutleniacze, barwniki, środki smarujące), w celu otrzymywania półproduktu (tłoczywo, preimpregnatu lub granulatu).
Zjawiska fizyczne polegające na przemieszczaniu składników w celu ujednorodnienia całego układu pod względem składu.
Mieszanie reaktywne – jeżeli składniki zawierają grupy funkcyjne – w trakcie mieszania zachodzą reakcje chemiczne (sieciowanie, kopolimeryzacja blokowa lub szczepiona)
Homogenizacja – mieszanie układu ciecz-ciecz polegające na ujednorodnieniu mieszaniny na poziomie mikro.
Dyspergowanie – mieszanie układu ciecz-substancja stała, polegająca na zmniejszaniu wymiarów elementów gazy dyspergowanej – rozpadzie aglomeratów cząstek proszkowanych lub włóknoziarnistych, które są rozprowadzane w matrycy polimeru.

Metody przetwórstwa tworzyw sztucznych – wytłaczanie, wytłaczanie z rozdmuchiwaniem, wtryskiwanie, walcowanie i kalandrowanie, termo formowanie, przędzenie, spienianie, prasowanie
Wytłaczanie - w procesie wytłaczania przetwarza się tworzywa w postaci proszku lub granulatu, wytłaczanie jest procesem ciągłym. Proces wytłaczania polega na ciągłym uplastycznianiu tworzywa w układzie uplastyczniającym i przepychaniu przez kanały głowicy wytaczarską, następnie zastaleniu lub utwardzeniu otrzymanej wytłoczyny. Realizowane na maszynie zwanej WYTŁACZARKĄ
Uplastycznianie – odpowiednie przejścia tworzywa wejściowego, na skutek nagrzewania, sprężania, ruchu i działania sił ze stanu na ogół stałego w stan plastyczny.
Układ uplastyczniający spełnia 4 podstawowe funkcje:
nagrzewanie: prowadzone w celu zapewnienia zadanego przebiegu zmian stanów fizycznych tworzywa przetwarzanego.
Sprężanie: mające na celu uzyskanie w tworzywie przetwarzanym zadanego przebiegu zmian ciśnienia.
Mieszanie: zapewniające homogenizowanie czyli ujednorodnienie składu i właściwości (głównie cieplnych i mechanicznych) jak również struktury tworzywa przetwarzanego.
Transportowanie: umożliwiające przemieszczenie tworzywa przez układ z uzyskaniem na jego końcu potrzebnej prędkości wypływu tworzywa.
Głowica wytłaczarska:
- zespół kształtujący (w tym dysza głowicy) – bezpośrednio nadający wytworowi kształt i wymiary przekroju poprzecznego przy uwzględnianiu zjawiska skurczu przetwórczego (pierwotnego i wtórnego) i efektu Barus
- zespół integracyjny – łączący głowicę z cylindrem układu uplastyczniającego
- Zespół kanałów przepływowych – wlotowy i rozprowadzający oraz czasami rozdzielający tworzywo.
- zespół nagrzewający wraz z układem pomiaru i regulacji temperatury
- zespół elementów ustalających, centrujących i łączących oraz zespół uzupełniający.
Efekt Barusa – jest cechą stopionych polimerów polegających na tym, że na wylocie z kanału przepływowego następuje nagłe rozszerzenie wypływającego strumienia płynu.
Na skutek efektu Barusa przekrój poprzeczny wytłoczony nie jest równy przekrojowi poprzecznemu wylotu dyszy.
Zjawisko skurczu – zmniejszenie wymiarów wyrobu.
- skurcz pierwotny – zachodzący w czasie chłodzenia przedmiotu lub utwardzania w narzędziu i krótko po jego opuszczeniu.
- skurcz wtórny – związany z ostatecznym zmniejszeniem wymiarów przedmiotu po pewnym czasie – często jest wynikiem wtórnej krystalizacji.

Tabela wartości skurczu dla tworzyw:

Tworzywo	Skurcz [%]
Polistyren	0,5-0,7
Kopolimer ABS	0,4-0,6
Polietylen LDPE	1,0-1,5
Polietylen HDPE	2,0-4,0
Poliamidy	1,2-3,0
Octan celulozy	0,4-0,5
PVC Twardy	0,1-0,4
PVC zmiękczony	1,0-3,5
Polipropylen	1,0-2,0
Polimetakrylan metylu	0,8-4,0
Poliwęglan	0,8
Poliformaldehyd	3,0-5,0
Poliuretan	1,0-2,0

Wytłaczanie - w wyniku procesu wytłaczania możemy uzyskać następujące półfabrykaty.\
- rury i profile
- folie w postaci rury (worka) – wytłaczanie z rozdmuchem
- folię w postaci wstęgi
- płyty
- możemy także powlekać inne półfabrykaty warstwą tworzywa – np. przewody elektryczne.
Wytłaczanie z rozdmuchiwaniem:
a) Swobodnym: proces ten polega na wytłoczeniu folii rurowej i natychmiastowym jej rozdmuchaniu za pomocą powietrza o nieznacznym ciśnieniu i wyciągnięciu za pomocą urządzenia odbierającego.
W czasie rozdmuchiwania zachodzi przede wszystkim rozciąganie w kierunku poprzecznym, natomiast podczas wyciągania następuje rozciąganie w kierunku wzdłużnym.
Wyróżniamy 3 rodzaje:
Pionowo w górę
Pionowo w dół
Poziomo
b) w formie
głowicę wytłaczarską opuszcza wąż tworzywa w stanie plastycznym, który jest wprowadzany dotwartego gniazda formy rozdmuchowej.
Po wprowadzeniu węża do gniazda, forma jest zamykana
wąż jest zgrzewany oraz odcinany, a po zamknięciu formy rozdmuchiwany do kształtu i wymiarów gniazda formującego.
Tworzywo zostaje w formie ochłodzone, po czym formę się otwiera a pojemnik usuwa z gniazda. Prasowanie tworzyw sztucznych: jest metodą przetwórstwa polegającą na cyklicznym wprowadzaniu tworzywa do zamykanego gniazda formującego. Następnie jego uplastycznieniu i stapianiu w zamkniętym gnieździe formującym, po czym następuje utwardzenie lub zestalenie tworzywa.
Dzielimy na:
-wstępne (tabletkowanie)
-wysokociśnieniowe(tłoczne, przetłoczne, płytowe)
-niskociśnieniowe

Forma prasownicza do prasowania tłocznego składa się z Stempla (nadającego kształt wewnętrzny) oraz matrycy (nadającej kształt zewnętrzny).

Cykl prasowania tłocznego:
napełnianie gniazda formy prasowniczej ilością tworzywa potrzebną do uzyskania wypraski prasowniczej (faza napełniania)
zamykanie formy – uplastycznienie tworzywa, nieznaczne uchylenie formy (odgazowanie) – faza zamykania
zamknięcie formy siłą całkowitą – stapianie tworzywa i następne jego utwardzenie lub zestalenie, powodujące powstanie wypraski prasowniczej – faza sprasowania.
Zabiegi na otwartej formie na przykład zakładanie rdzeni, czyszczenie formy – faza przerwy
Odlewanie tworzyw:
Produkcja małoseryjna i jednostkowa
W przypadku otrzymywania wyrobów o bardzo dużej masie i/lub objętości
umożliwia wykonywanie elementów o bardzo zróżnicowanych wymiarach i skomplikowanych kształtach. Odlewanie jest procesem przetwórczym, w wyniku którego następuje przeprowadzenie tworzywa ze stanu ciekłego lub plastycznego (niekiedy również stałego) w stan stały przy użyciu narzęcia zwanego formą odlewniczą.
Podział:
-normalne (grawitacyjne, wysokościśnieniowe)
-obrotowe (odśrodkowe, planetarne)
-wylewanie
-zalewanie
Odlewanie planetarne jest bezodpadową metodą przetwórstwa ( stosowane na maszynach: wrzecionowych, wahadłowych, skorupowych, kołyskowych, karuzelowych
Termoformowanie: (formowanie próżniowe) polega na ogrzaniu tworzywa do stanu wysokiej elastyczności i nadaniu mu kształtu wyznaczonego formą za pomocą różnicy ciśnień, powstałej dzięki wytworzonej próżni między folią czy płytą a formą. Stosuje się również kształtowanie nagrzanej płyty czy folii za pomocą sprężonego powietrza lub ruchomego stempla.
Najczęściej stosowane termoplasty w technice termoformowania to:
ABS – elementy przemysłowe wymagające dużej udarności
ABS/PVC – spręt AGD
Polistyren – niski koszt
twardy PVC – dobra odporność chemiczna oraz na czynniki atmosferyczne
PC – sztywny, duża przenikalność optyczna (przeźroczyste opakowania, płyty)
PC/ABS – wysoka udarność, sztywny i stabilny wymiarowo, łatwość przetwarzania, łatwy w nadawaniu kolorów, stabilny cieplnie.
Walcowanie tworzyw sztucznych:
Rozróżniamy walcowanie:
Wstępne: Proces okresowy polegający na wielokrotnym wywołaniu płynięcia napełniacza i żywicy w szczelinie występującej pomiędzy dwoma gorącymi, obracającymi się przeciwbieżnie matalowymi walcami.
Formujące: Proces polegający na ciągłym zasilaniu walcarki wstępnie uplastycznionym plastyfikatem, który po jednokrotnym przejściu przez jedną szczelinę międzywalcową jest odbierany na bębny chłodzące i zwijany na walcu odbierającym.

Łączenie tworzyw sztucznych:
Zgrzewanie: jest metodą łączenia tworzyw termoplastycznych polegającą na ich uplastycznieniu i stopieniu w miejscu łączenia, z wywarciem nacisku na łączone elementy bez dodatku spoiwa
Warunki zgrzewania:
temperatura (do jakiej nagrzewa się elementy łączone)
nacisk wywierany na łączone elementy
czas zgrzewania
czas i warunki ochładzania otrzymanej zgrzeiny.
Spawanie: jest metodą łączenia tworzyw termoplastycznych, polegającą na ich uplastycznieniu i stopieniu w miejscu łączenia, bez wywierania naciski na łączone elementy z dodaniem spoiwa.
Klejenie: Naniesienie na łączone powierzchnie warstwy kleju, który po stwardnieniu tj, przejściu z postaci ciekłej lub gęstopłynnej w stan stały, trwale łączy elementy.
Klejenie reaktywne – pod wpływem czynników zewnętrznych ulegają polimeryzacji lub sieciowaniu (epoksydowe, cyjanoakrylowe, fenolowe, poliuretanowe, kauczukowe, polimidowe)
Kleje rozpuszczalnikowe – spoiwo jest rozpuszczone w rozpuszczalniku (najczęściej stosowane do łączenia polimerów termoplastycznych)
WTRYSKIWANIE (Injection molding)
Wtryskiwanie to proces cykliczny, w którym materiał wyjściowy w postaci
granulatu lub krajanki podany z leja zasypowego do ogrzewanego cylindra
uplastycznia się i następnie jest wytryskiwany przez dyszę
i tuleję wytryskową do gniazd formujących. Tworzywo zestala się w nich pod
wpływem obniżonej temperatury formy, a następnie jest z niej usuwane w postaci
gotowej wypraski, po czym cykl procesu rozpoczyna się od nowa.
Wytryskiwanie jest podstawowym procesem wytwarzania z tworzyw sztucznych gotowych wyrobów o masie od 0,01g do 70kg.
Proces ten przeznaczony jest głównie do przetwarzania tworzyw
termoplastycznych lecz stosowany jest również do przetwarzania tworzyw
termo- i chemoutwardzalnych.
ZALETY PROCESU WTRYSKIWANIA:
wytwarzanie nawet najbardziej skomplikowanych wyrobów w jednym procesie technologicznym
mały bądź żaden udział obróbek wykańczających;
wysoka jakość i powtarzalność właściwości i wymiarów
otrzymywanych wyrobów;
możliwość pełnego zautomatyzowania, komputeroweg
sterowania i kontroli procesu;
w porównaniu z obróbka metali:
znaczne zmniejszenie liczby operacji technologicznych,
mniejsze zużycie energii bezpośredni i wody,
niewielka pracochłonność,
niska emisja związków szkodliwych dla otoczenia.
WADY PROCESU WTRYSKIWANIA:
wysoki koszt maszyn (wtryskarek) i niejednokrotnie dorównujący mu
koszt oprzyrządowania (form), powodujący wydłużenie czasu
amortyzacji i wysokie koszty uruchamiania produkcji;
ze względu na powyższe, technologia wtrysku opłacalna tylko przy
produkcji wieloseryjnej i masowej;
konieczność wysokich kwalifikacji pracowników nadzoru
technicznego, którzy musza znać specyfikę przetwórstwa tworzyw
sztucznych;
długi czas przygotowania produkcji ze względu na pracochłonność
wykonania form wytryskowych.
UKŁADY WTRYSKARKI – rola
Uplastyczniającego (ogrzewanego cylindra oraz ślimaka i tłoka)
równomierne ogrzanie polimeru/tworzywa ciepłem
dostarczonym z grzejników (oraz wytworzonym wskutek tarcia)
transport za pomocą ślimaka i tłoka formującego.
Narzędziowego (formy, np. dwudzielnej, jedno- lub
wielogniazdowej, termostatowanej oraz zespołu zamykająco- otwierającego
rozprowadzenie upłynnionego tworzywa do gniazd
formy, a po ich wypełnieniu równomierne zestalenie.

Napędowego (wprowadzającego ślimak w ruch obrotowy i postępowo-zwrotny, silnik elektryczny, przekładnia, układ hydrauliczny).

FAZY PROCESU WTRYSKIWANIA:

zamykanie formy.

Dosuwanie układu uplastyczniającego do formy tak by dysza wytryskowa zetknęła
się z tuleją wtryskową formy.

Wtryśnięcie uplastycznionego tworzywa przez dyszę do gniazda formy i jego
wyełnienie (faza wtrysku).

Uzupełnienie tworzywa w gnieździe poprzez nieduże dociśnięcia ślimaka w celu
wyrównania zmniejszenia objętości wywołanej skurczem zestalającego się
tworzywa (faza docisku).

Chłodzenie wypraski w formie, równocześnie p.6

Wprawianie ślimaka w ruch posuwisto-obrotowy co powoduje pobrania
tworzywa z leja zasypowego i jego uplastycznienie, następnie odsunięcie układu uplastyczniającego do formy.

Otwarcie formy i usunięcie wypraski z gniazda formy.

Przygotowanie formy do następnego cyklu.

PODSTAWOWE PARAMETRY WTRYSKU:

Temperatura uplastycznienia

Ciśnienie wtrysku

Czas trwania docisku

Szybkość wtrysku

Temperatura formy

ZESPÓŁ UPLASTYCZNIENIA I WTRYSKIWANIA

Tzw. Agregat wtryskowy. Rodzaj budowy tego zespołu określa nazwę całej wtryskarki

Wtryskarki tłokowe

Tworzywo w wtryskarkach tłokowych jest
przeciskane między grubym cylindrem,
a wewnętrznym rozdzielaczem uplastyczniane.

Duże straty ciśnienia,

Brak wymieszania,

Brak homogenizacji tworzywa

Bardzo niedokładne dozowania

Brak możliwości przetwarzania tworzyw czułych termicznie,

Trudności z ogrzewaniem masy tworzywa większej niż 500g/cykl

Rozwiązanie to jest nadal stosowane tylko w małych wtryskarkach laboratoryjnych.

Wtryskarka hybrydowa ze wstępnym uplastycznieniem

Ślimak umieszczony w dodatkowym
cylindrze połączonym z cylindrem
wtryskowym = wstępne uplastycznienie

Przed czołem tłoka znajduje się tworzywo
już uplastycznione

Wtryskarki tego typu stosuje się,
gdy konieczne jest bardzo wysokie ciśnienie
i szybkość wtryskiwania

Są one jednak znacznie droższe od
standardowych wtryskarek obecnie
produkowanych

Wtryskarki ślimakowe

Stosowane SA przy pojemności wytryskiwania powyżej 20cm³

Obracający się ślimak uplastycznia tworzywo, a wtryskiwanie odbywa się
pod wpływem jego przesuwu powodującego przez siłownik hydrauliczny

Przebieg uplastycznienia tworzywa jest podobny do występującego przy
wytłaczaniu, z tą różnicą, ze ślimak obracając się gromadzi tworzywo
przed swoim czołem, a równocześnie pod wpływem ciśnienia tego
tworzywa przesuwa się do tyłu. Osiągnięcie określonego miejsca drogi
wycofania oznacza, ze została uplastyczniona odpowiednia porcja
tworzywa i następuje wyłączenie obrotów ślimaka.

CHARAKTERYSTYKA UKŁADÓW UPLASTYCZNIAJĄCYCH WTRYSKARKI

NAZWA	ZALETY	WADY
TŁOKOWY	-prosta budowa -duża objętość wtrysku -możliwość przetwarzania polimerów o dużej lepkości -stosowany w małych wtryskarkach	-długi czas uplastycznienia, który rośnie wraz ze średnicą tłoka -słaba termiczna homogenizacja materiału -powoduje degradację termiczną polimerów wrażliwych
ŚLIMAKOWY	-krótki czas uplastyczniania -dobra homogenizacja termiczna polimerów -lepsza efektywność ekonomiczna	-ograniczona skokiem ślimaka objętość wtrysku -skomplikowana budowa -nie można przetwarzać polimerów o dużej lepkości lub kompozytów z długim włóknem
HYBRYDOWY	-dobra homogenizacja polimeru -duża objętość wtrysku	-skomplikowana budowa składająca się z dwóch jednostek połączonych funkcjonalnie

Przedzespoły formy składają się z następujących części:

Gniazda lub gniazd formujących;

Układu przepływowego(wlewowego)

Układu chłodzenia lub grzania

Układu wypychania wypraski (lub wyprasek), a także wlewki, obudowy i elementów ustalających oraz prowadzących, jak również układów uzupełniających.

Formy dzielimy na:
*jednogniazdowe-jednokrotne
*wielogniazdowe-wielokrotne

WTRYSKIWANIE-odmiany

Wtryskiwanie tworzyw termoutwardzalnyc

Pdstawy przetwórstwa:

Po wysuszeniu półfabrykat tłoczywo ( żywica + napełniacz)
podawany jest do leja w postaci granulatu, proszku.

W cylindrze wtryskarki materiał jest uplastyczniany, odgazowany
i homogenizowany w temperaturze około 135®C

Cały uplastyczniony materiał jest wtryskiwany do formy ogrzewanej
o temperaturze 180-200®C, gdzie następuje proces sieciowania
żywicy.

Wtryskiwanie wielokomponentowe

Wypraska może składać się z różnych tworzyw
lub z tych samych tworzyw o różnych kolorach
(wtryskiwanie wielokolorowe)

Wtryskiwanie wyprasek porowatych

Wprowadzenie do tworzywa wejściowego poroforu rozkładającego się w procesie przetwórstwa. Wypraska porowata ma litą warstwę zewnętrzną-naskórek różnej grubości, a rdzeń porowaty.

Wtryskiwanie niskociśnieniowe – tzw. Odlewanie wtryskowe
Charakteryzuje się tym, że wypełnienie gniazda formy wtryskowej odbywa
się przy obracającym się ślimaku o stożkowym i uzwojonym zakończeniu,
utrzymywanym w poprzednim położeniu bezpośrednio przy dyszy
wtryskowej, co powoduje szybkie doprowadzenie tworzywa do żądanej
temperatury i ułatwiania wypełniania gniazda formującego.

Wytwarzanie przedmiotów grubościennych o dużych wymaganiach co
do wymiarów, kształtu i położenia.

Wtryskiwanie wspomagane gazem obojętnym – po wprowadzeniu do formy niewielkiej porcji tworzywa zostaje wprowadzony sprężony azot ( ok.30 MPa), który je rozdmuchuje.

Stosowanie przy produkcji wyrobów o przekroju zamkniętym, czego nie można uzyskac w innych procesach.

Stosowane również dla uzyskania dużej sztywności przekroju przy zachowaniu cienkościenności wypraski.

Wtryskiwanie z doprasowaniem – gniazda formy zamykają się
teleskopowo, tworzywo jest ściskane przez cały czas ochładzania.

Wytryskiwanie z rozdmuchiwaniem – po wtryśnięciu część
stempiowa formy z niezastygniętym tworzywem zostają przesunięte do
innej formy o kształcie np.: butelki. W wyniku rozdmuchu i ochłodzenia
kształt zostaje utrwalony.

Wtryskiwanie termoutwardzalnych elastomerów – usieciowanie tworzywa lub gumy następuje dopiero w gorącej formie wtryskowej o temperaturze ok. 180®C.

Wtryskiwanie żywic i kauczuków dwuskładnikowych – dwa komponenty żywicy lub np. kauczuku silikonowego doprowadzane są do cylindra wtryskowego. Przyśpieszenie sieciowe odbywa się w gorącej formie wtryskowe.