PTS - wykład 1.

Przemysł PTS - współczesne wymagania i kierunki rozwoju

Kierunki rozwoju:

1. Nowe materiały - mieszaniny, kompozyty, modyfikacja strukturalna - względy ekonomiczne i ekologiczne:

• stosowanie „tanich” gatunków tworzyw polimerowych (poliolefiny, poliestry liniowe, PA itp.) poddanych modyfikacji

• przesłanki ekologiczne - stosowanie materiałów „zdefiniowanych” i łatwych do recyklingu materiałowego lub energetycznego

Nowe techniki przetwórcze

• rola elektroniki i automatyki

• nowe łączone metody przetwórcze

• Oprzyrządowanie

• wysokowydajne formy

• głowice wytłaczarskie - pełno-automatyczne cykle przetwórcze

• roboty i systemy transportowe

• systemy termostatujące

• Rapid prototyping - szybkie wytwarzanie modelowych form i głowic

• celem jest uzyskanie modelowego wyrobu do pełnych badań eksploatacyjnych

• Programy symulacji komputerowej

• kilku(kilkunastokrotne) przyspieszenie procesu: od projektu wyrobu do gotowego wyrobu w produkcji wielkoseryjnej

• HTS (High throughput screening) - Przyspieszenie procesu od nowej formulacji (specyficznego składu) - do zmodyfikowanego materiału gotowego do produkcji. Metoda: zintegrowanie operacji R&D

Podział tworzyw polimerowych:

1. Termoplastyczne

2. Termoutwardzalne

3. Chemoutwardzalne

4. Elastomery

Podział tworzyw termoplastycznych ze względu na strukturę:

1. krystaliczne (semi - krystaliczne)

2. amorficzne - bezpostaciowe

Tworzywa termoutwardzalne:


usieciowany - nietopliwy i nierozpuszczalny pod działaniem rozpuszczalników - pęcznienie

Tworzywa termoplastyczne:


W trakcie chłodzenia - tworzenie struktury krystalicznej lub/i amorficznej. Polimer topliwy i rozpusczalny

Tworzywa termoplastyczne:

1. Krystaliczne

• Polietylen PE

• Polipropylen Ppi - elementy samochodów, folie, taśmy

• Poliamid PA

• Policzterofluoroetylen PTFE (teflon)

• Politereftalan butylenu PBT

• Poliacetal POM

• Amorficzne

• Polistyren PS

• Polimetakrylan metylu PMMA (metaplexi) - światłowody, wanny, brodziki

• Poliwęglan PC - płyty CD, tarcze balistyczne

• Polichrolek winylu PVC - łatwo ulega degradacji

• Politereftalan etylenu PET - nie topi się podczas przetwórstwa

Podstawowe struktury polimerów:

1. Liniowa

2. Rozgałęziona

3. Usieciowana (termo i chemoutwardzalne)

Polietylen:

• gęstość<1

• LDPE, LLDPE, MDPE, HDPE, UHMWPE(endoprotezy)

• polimer krystalizujący: T_k=97 do 120*C

• T_m = 107 do 135*C ← temp topnienia

• bardzo dobra odporność na działanie czynników chemicznych

• T_g = -110*C ← temp zeszklenia

Przetwórstwo:

wytłaczanie, wytłaczanie z rozdmuchiwaniem, wtryskiwanie, prasowanie, nakładanie powłok, formowanie rotacyjne

Polipropylen:

• gęstość<1

• iPP, sPP, aPP

• Tkr = 125 do 130*C; Tm = 167*C(PPα) ← przeźroczysty, kruchy , 156*C(PPβ) ← mleczny, niekruchy

• bardzo dobra odporność na działanie czynników chemicznych, dobre właściwości mechaniczne, łatwość modyfikacji strukturalnej (heterogeniczna nukleacja) oraz dodatkami

• Tg = -10*C , dlatego tworzy się KOPOLIMERY, takie jak ABS/SAN oraz PE-b-PP

Przetwórstwo: wtryskiwanie, wytłaczanie, formowanie rotacyjne, formowanie próżniowe, prasowanie

Poliamid

• gęstość 1,01 (PA12) do 1,12 (PA6)

• Tm = 180*C (PA12) do 255*C (PA66), PA6 - 220*C

• elementy konstrukcyjne, węże, elementy samochodowe, cierne, elektryczne

• wada PA6 - chłonność wody

Przetwórstwo:

wtryskiwanie, nakładanie powłok

Policzterofluoroetylen

• gęstość 2.15 do 2.20

• Tm = 327*C

• doskonała odporność chemiczna

• bardzo dobre właściwości cierne

Przetwórstwo:

wytłaczanie, nakładanie powłok, prasowanie ze spiekaniem(półprodukty)

Polioksymetylen

• gęstość = 1.42

• Tg = -73*C, temperatura stosowania do 140*C

• bardzo wysoka stabilność wymiarowa

• duża odporność na zmęczenie i ścieranie

• dobre właściwości ślizgowe

• doskonały materiał do obróbki skrawanie

Przetwórstwo: wtryskiwanie, wytłaczanie, prasowanie, rozdmuch

Polistyren

• bezbarwny, przeźroczysty

• gęstość 1,05

• Tg = 100*C

Zastosowanie: rury kwasoodporne, manipulatory, części samochodowe, opakowania spożywcze

Przetwórstwo: wtryskiwanie, wytłaczanie, formowanie próżniowe

Polimetakrylan metylu

• gęstość 1.18

• bezbarwny, przeźroczysty

• Tg = 105*C

• wysoka przeźroczystość

• łatwość w obróbce

• maksymalna temp użytkowania 70*C

• dobra odporność na UV

• wysoka odporność na działanie nieorganicznych kwasów, soli

Zastosowanie: klosze świateł sygnalizacyjnych, soczewki, szyby,

Poliwęglan

• gęstość 1.20

• bezbarwny, przeźroczysty

• Tm = 220-230*C; Tg = 150*C

• temp stosowania od -150*C do +135*C

• bardzo dobre właściwości mechaniczne i optyczne

Przetwórstwo: wtryskiwanie, wytłaczanie







---