Plasty

Rozdelenie, výroba a spracovanie

Rozdelenie

Podľa správania sa za tepla plasty rozdeľujeme na:

Plastoméry (termoplasty) – možno ich teplom tvarovať. Pôsobením tepla mäknú a chemicky sa nemenia. Sú zvariteľné (polyetylén, polypropylén, PVC, polyamidy a pod.)

Duroméry (reaktoplasty, termosety) – pôsobením tepla sa mení ich chemická štruktúra – nemäknú, ale vytvrdzujú sa. Nie sú zvariteľné (polyesterové, epoxidové a fenolformaldehydové živice a iné)

Elastoméry (kaučuky, guma) – vyznačujú sa mimoriadnou pružnosťou a malou tuhosťou. Nie sú zvariteľné (prírodný kaučuk, syntetické kaučuky, guma a pod.)

Podľa pôvodu a spôsobu výroby plasty rozdeľujeme na:

Plasty z prírodných makromolekulových látok, pri ktorých východiskovou surovinou sú najčastejšie celulóza (buničina) alebo iné bielkovinové látky. Známe výrobky z týchto látok sú napr. vulkanofíber, celuloid, celofán a pod.

Syntetické plasty, vyrobené syntézou nízkomolekulových organických zlúčenín. Východiskovou surovinou je ropa, zemný plyn, čierne uhlie a iné. Pri syntéze sa uplatňujú rôzne polyreakcie, ako sú polymerizácia, polykondenzácia a polyadícia. Polymerizáciou sa získavajú napr. polyetylén, polypropylén, polyvinylchlorid (PVC), polystyrén a pod. Polykondenzáciou sa získavajú fenolformaldehydové živice, polyamidy, polyesterové živice a iné.

Výroba

Plasty sú vyrobené z chemických látok získaných predovšetkým z ropy (väčšinou sa používa plynový olej, ktorý je produktom ropných rafinérií).

Tieto chemické látky sa zahrievajú na vysokú teplotu za prítomnosti vodnej pary, čo vyvoláva štiepenie molekúl uhľovodíkov na menšie molekuly- monoméry.

Monoméry sa následne spájajú po stovkách, tisíckach ba až desať tisíckach, čím sa vytvoria obrovské molekuly, veľmi dlhé reťazce nazývané polyméry. Táto operácia - polymerizácia sa uskutočňuje v priemyselných zariadeniach, v chemických reaktoroch, pri vysokom tlaku, pri vysokej teplote a za prítomnosti látok, ktoré spúšťajú reakciu. Získaná plastická látka závisí od výberu základnej molekuly vybranej na polymerizáciu.

Zjednodušený obraz polymerizačnej reakcie, pri ktorej sa molekuly monoméru viažu za vzniku polyméru

Príklad na polymerizačnú reakciu

Výroba polymerizáciou a polykondenzáciou

Polymerizáciou - vznikajú napríklad polyetylén, polyvinylchlorid, teflón, polystyrén, akryláty a iné.

Polykondenzácia - je vlastne reakcia, pri ktorej z monoméru vzniká polymér a menšie molekuly, napr. voda. Takto vznikajú napríklad polyestery a polyamidy

Spracovanie

Vstrekovanie Vyfukovanie Lisovanie

Vstrekovanie plastov

Vstrekovanie plastov je jednou z hlavných operácií pri spracovaní plastov.

Umožňuje ekonomicky produkovať kvalitné a dostatočne presné výrobky zo širokého výberu plastov.

Výrobky zhotovené vstrekovaním sa vyznačujú veľmi dobrou rozmerovou a tvarovou presnosťou.

Proces prebieha plne automaticky. Vysoké využitie materiálu blížiace sa ku

100%. Patrí k bezodpadovým technológiám. Technológia je vhodná pre veľkosérovú

a malosériovú výrobu.

Princíp vstrekovania

Plast je roztavený v taviacej komore a tavenina plastu je piestom injektovaná do uzatvorenej chladnej formy. Po stuhnutí taveniny sa forma otvorí, výlisok sa vyberie.

Cyklus vstrekovania: – tavenie, – injektovanie, – chladenie, – ejektovanie.

Forma a zariadenie

Forma: Je kovová a temperovaná na požadovanú

teplotu podľa druhu plastu väčšinou pomocou vody.

Tavenina zaplní dutinu formy, čím nadobudne jej tvar a ochladením prejde do tuhého stavu.

Potom sa forma v deliacej rovice otvorí a výrobok je vyhodený pomocou vyhadzovacieho systému zo vstrekovacej formy.

Potom sa forma zatvorí a celý cyklus sa opakuje.

Zariadenie: Hlavné časti zariadenia:

– Vstrekovací systém,– Plastifikačný systém,– Forma,– Riadiaci systém,– Hydraulický systém.

Technologické parametre

Teplota, Riadenie teploty tavenia: V zariadení sú tri hlavné zóny ohrevu.

– Zadná zóna,– Centrálna zóna,– Predná zóna.

Tlak, Počiatočný vstrekovací tlak: je vyvíjaný ako výsledok hlavného systému

hydraulického tlaku tlačiac oproti koncu závitovky. Zadržiavaci tlak: Je aplikovaný na konci začiatočnej vstrekovacieho zdvihu,

jeho účelom je dokonenie finálneho naplnenia formy. Dotlak: Pomáha zlepšiť konzistenciu z časti hmotnosť, hustotu a vzhľad

materiálu.

Čas, Vzdialenosť.

Výhody a nevýhody

Výhody:-Spracovanie vtokových zvyškov,-Nízke náklady pri vysokom objeme výroby,-Automatizovaná výroba, nízke náklady pracovnú silu,-Rôzna geometria Nevýhody-Vysoké zriaďovacie a obstarávacie náklady,-Nerentabilné pri nízkosériovej a zakázkovej výrobe,

Vyfukovanie plastov Je technologický postup výroby dutých

predmetov– Rotačných a– Nepravidelných tvarov.

Medzi hlavné aplikácie patria napr:– Palivové nádrže,– Fľaše,– Nádrže pre rôzne kvapaliny.

Polotovar z termoplastu sa tvaruje vo vyfukovacej forme (hliník a jeho zliatiny) pomocou tlaku vzduchu do požadovaného tvaru.

Najdlhšia časť vyfukovania je doba chladenia, čo určuje výkonnosť celého zariadenia.

Nevýhody-Malá presnosť výrobkov,-Veľký odpad výrobkov,-Veľké množstvo dodatočných operácií.

Rozdelenie a chladenie

Vyfukovanie sa podľa druhu výroby delí na: – vytlačovacie vyfukovanie 90% aplikácií,– Vstrekovacie vyfukovanie.

Chladenie vyžaduje účinné chladenie formy. Najčastejšie spôsoby chladenia sú pomocou:

– chladeného vzduchu, – kvapalného dusíka– oxidu uhličitého.

Lisovanie Lisovanie (Compression Molding) Najstaršia technológia spracovania materiálov v

dejinách (napr. výroba tehál z hliny), obr. 1 Podstata: Základom je dvojdielna vyhrievaná

forma vedená vertikálne v lisovacom stroji. Spracovávaný materiál je vložený do dutiny spodnej časti formy, horní časť formy (plunger, core) zíde do spodnej časti formy a stlačí materiál. V priebehu operácie je potrebné dodávať teplo, aby sa materiál udržal v plastickom stave. Je to jeden z mála technologických pochodov, u ktorého nie je materiál premiestňovaný na dlhšiu vzdialenosť a u ktorého nie je vyžadovaná tekutosť materiálu.Výhody: Rychlý krok (cyklus) operácie -vysoká efektivita výroby. Pri výrobe sú používané nižšie tlaky -súčiastky držia lepšie tvar. Lisované súčiastky môžu mať hrubšie steny.Materiál: termoplasty, ale hlavne reaktoplastyTypické výrobky: elektrické vypínače, pneumatiky

Použitie a recyklovanie plastov

Plasty zohrávajú v moderných technológiách dôležitú úlohu a nachádzajú čoraz väčšie využitie, napríklad pri výrobe umelých náhrad za časti ľudského tela, výrobe nepriestrelných či ohňovzdorných materiálov.

V porovnaní s inými materiálmi majú mnohé prednosti, no problémom je ich odstraňovanie, keďže sa neničia biologicky, teda sa nerozpadávajú ani nehnijú. Len v Spojených Štátoch sa každoročne zahadzuje viac ako 14 miliónov ton plastov. Jedným z riešení tohto problému je ich recyklácia na využiteľné predmety, druhým je vynájdenie biologicky odbúratel'ných plastov.

Nepotrebné plasty z našich košov putujú priamo na skládky, kde by ich rozpad mohol trvať stovky rokov. Dnes recyklovanie môže premeniť vyhodené plasty na mnoho vecí, od vesty zo syntetickej vlny po plstený povrch tenisovej loptičky.