Polimeri in tehnologije predelave - lab.fs.uni-lj.silab.fs.uni-lj.si/lap/html/img/pool/5_Preoblikovanje_polimerov-PT... · NARAVNI POLIMERI SINTETI NI POLIMERI (U metno pridobljeni

KATEDRA ZA IZDELOVALNE TEHNOLOGIJE IN SISTEME

LaPLaP -- Laboratorij za preoblikovanjeLaboratorij za preoblikovanje

FAKULTETA ZA STROJNIFAKULTETA ZA STROJNIŠŠTVOTVO UNIVERZA V LJUBLJANIUNIVERZA V LJUBLJANI

Polimeri in tehnologije predelavePolimeri in tehnologije predelave

prof. dr. Karl KUZMAN

a. Osnove o polimernih gradivihb. Najpogosteje uporabljani polimerni materialic. Injekcijsko brizganjed. Pravila za snovanje izdelkov s stališča tehnologičnosti

OSNOVE O POLIMERNIH GRADIVIHOSNOVE O POLIMERNIH GRADIVIH

FAKULTETA ZA STROJNIFAKULTETA ZA STROJNIŠŠTVOTVO LaP


RIVALSTVORIVALSTVO –– MOTOR NAPREDKAMOTOR NAPREDKA

novi materialinovi materiali –– manjmanjšša poraba gorivaa poraba goriva


Polimeri: Naziv po grški besedi poly – mnog in meri - del

Primer poli(vinil-klorid):

UVODUVOD


nn ]

Cl|CHCH[...

Cl|CHCH

Cl|CHCH

Cl|CHCH...

Cl|CHCH 22222

monomervinil-klorid

ponavljanaenota - mer

poli(vinil-klorid)(PVC)

NARAVNIPOLIMERI

SINTETIČNIPOLIMERI(Umetno pridobljeni v kemičnih reaktorjih)

CelulozaNaravna svilaVolnaKazeinBeljakovineŠkrobNaravni kavčukNaravne smole

Termoplasti(razvejani polimeri, ki se pripovišani temperaturizmehčajo in talijo – odpadlahko regeneriramo)

Duroplasti(med segrevanjemse zamrežijo v visokomolekulske strukture– regen. ni možna)

Elastomeri(elastični v večjemtemperaturnem območju,imajo zamreženo strukturo)

Amorfni Delnokristalinični

Amorfni Amorfni

PVCPSABSSANPMMAPC

LDPEHDPEPPPOMPBTPETPA

Fenolna smolaMelaminPoliesterEpoxid smolaUrea smolaPoliuretan

KloroprenkavčukStirolbutadienkavčuk

TEHNOLOTEHNOLOŠŠKA DELITVE POLIMEROVKA DELITVE POLIMEROV



Biopolimerni kompoziti

Delno razgradljivi:sintetični polimer + naravna vlakna

Popolnoma razgradljivi:naravni polimer + naravna vlakna

POLIMERI IN EKOLOGIJAPOLIMERI IN EKOLOGIJA

ref.: EUREKA 2819 FACTORY ECOPLAST

TERMOPLASTITERMOPLASTI -- OZNAKEOZNAKE


MABS Metilmetaakrilat-acrilonitrilbutadien-stiren

PVC polivinilkloridPTFE politetraflouretilenPMMA polimetilmetaakrilatPOM polioksimetilenPA poliamidPBT polibutilenteraftalatPET polietilenteraftalatPC polikarbonat

PE polietilenPP polipropilenCOC ciklopoliolefinski polimerEVA etilen/vinilacetatEPDM etilen/propilen/

dien–terpolimerPS polistirolSAN stirol/akrilnitrilSB stirolbutadienABS akrilonitril/butadien-stirolASA akrilonitril/stirol-akrilester

DELITEV TERMOPLASTOVDELITEV TERMOPLASTOV

0,8-0,95 EUR/kg

1,2-1,25 EUR/kg

PEEK>250 EUR/kg


• PODROČJA UPORABE: GRADBENIŠTVO 20%, EMBALAŽA 40%, VOZILA 7%...• VEČINA UMETNIH MATERIALOV, KI SE DANES UPORABLJAJO JE

TERMOPLASTOV (OKOLI 80 %)• LETNO SE PORABA POVEČA ZA 3 -4 % (RAZEN V ČASU NAFTNIH KRIZ)• V POVPREČNEM AVTOMOBILU JE OKOLI 100 KG PLASTIKE

UPORABA POLIMEROVUPORABA POLIMEROV


NAJPOGOSTEJE UPORABLJANINAJPOGOSTEJE UPORABLJANIPOLIMERNI MATERIALIPOLIMERNI MATERIALI


LDPE – ZA VREČKE, IGRAČE (JE MEHAK), TORBICE, KABLE, PREVLEKE CEVI, IZOLACIJSKEPENE. FOLIJA IZ LDPE JE SLABA. NAREJENA MORA BITI IZ LLDPE (LINEARNI), IZ HDPE PA ŠUMI,PLASTENKE,REZERVOARJI DO 60L, ZABOJNIKI DO 200L, POKROVČKI

HDPE – VISOKO ORIENTIRAN IMA TUDI DO 1000X VEČJO TRDNOST IN SE UPORABLJA ZANEPROBOJNE JOPIČE (CCA.400 EURO/KG)

HDPE – GOSPODINJSKI PRIPOMOČKI, REZERVOARJI, AVTOMOBILSKI REZERVOARJI ZAGORIVO, SMETNJAKI, ZABOJNIKI ZA STEKLENICE, VODOVODNE CEVI IN FITINGI,KANALIZACIJSKE CEVI...

PEPE –– POLIETILENPOLIETILEN -- UPORABAUPORABA

HDPE za klasičnosmučko (ekstruzija)


• AVTOMOBILSKI DELI– OHIŠJA ŽAROMETOV IN SVETILK– ODBIJAČI, ARMATURNE PLOŠČE

• KOVČKI• OHIŠJA GOSPODINJSKIH APARATOV• EKSTRUDIRANI IZDELKI

– CEVI ZA TOPLO VODO IN DRENAŽO– TRAKOVI ZA PAKIRANJE, FOLIJE, Z VLAKNI

OJAČENE PLOŠČE• PIHANI IZDELKI

– REZERVOARJI, JADRALNE DESKE

PPPP –– POLIPROPILENPOLIPROPILEN -- UPORABAUPORABA


• IZDELKI ZA ENKRATNO UPORABO V PREHRAMBENI INDUSTRIJI (JOGURTOVILONČKI …)

• EMBALAŽA V KOZMETIČNI IN FARMACEVTSKI INDUSTRIJI• JEDILNI PRIBOR• PLOŠČE V GOSPODINJSKIH APARATIH• POTOPNI ELEMENTI V KOTLIČKIH

PSPS --POLISTIROLPOLISTIROL-- UPORABAUPORABA


• EMBALAŽA V ŽIVILSKI, FARMACEVTSKI INKOZMETIČNI INDUSTRIJI (NPR. PROZORNE POSODEZA MULTIPRAKTIKE)

• OHIŠJA TV, RADIO IN GOSPODINJSKIH APARATOV• TONSKE KASETE• PISALA• ODSEVNIKI• IGRAČE

SAN STIROL/AKRILNITRITSAN STIROL/AKRILNITRIT -- UPORABAUPORABA


• REZERVOARJI• OHIŠJA GOSPODINJSKIH IN PISARNIŠKIH APARATOV (VSE BELO V KUHINJI)• OHIŠJA RADIJSKIH IN TELEVIZIJSKIH APARATOV• OHIŠJA SVETILK NA AVTOMOBILIH• IGRAČE(KONKURENCO MU JE PP, KI JE BISTVENO CENEJŠI)

ABS AKRILONITRIL/BUTADIENABS AKRILONITRIL/BUTADIEN –– STIROLSTIROL –– UPORABAUPORABA


• NAMESTO ABS ZUNANJI KAROSERIJSKI DELI NA BIVALNIH AVTOMOBILIH,PRIKOLICAH

• PROMETNI NAPISI• ČOLNI• KOVČKI• VRTNO POHIŠTVO• VRTNI PRIKLJUČKI• IGRAČE

ASA AKRILONITRIL/STIROLASA AKRILONITRIL/STIROL –– AKRILESTER UPORABAAKRILESTER UPORABA


• ZOBNIČKI• LEŽAJI• VIJAKI• TULJAVE• ČRPALKE• ZASKOČKE

POM POLIOKSIMETILENPOM POLIOKSIMETILEN -- UPORABAUPORABA


UPORABLJAMO GAZA:

ZOBNIČKE

LEŽAJE

DRSNE ELEMENTE

ODMIKAČE

RAZLIČNE FOLIJE

EMBALAŽA

NEKDAJ ZA CD-JE

PETPET -- UPORABAUPORABA


• GOSPODINJSKI APARATI• SVETLOBNA OPREMA• MEDICINSKI ELEMENTI• ŠPORTNI IN PROSTI ČAS• ELEKTRONIKA

PBT POLIBUTILENTERAFTALATPBT POLIBUTILENTERAFTALAT -- UPORABAUPORABA


• LEČE SPREDNJIH ŽAROMETOV, SONČNA OČALA(KER JE ŽILAV ZDRŽI KAMENČKE)

• CD, DVD• STEKLENICE ZA VODO• OHIŠJA PC• ZASTEKLITVE• MEDICINSKI ELEMENTI• ELEKTRIČNI IN ELEKTRONSKI ELEMENTIDELI V ELEKTROTEHNIKI (TULJAVE, RELEJI, KONTAKTNE LETVE...)OHIŠJA ŠTEVCEVGRLA ŽARNICČRPALKEOPAZOVALNA OKENCASEMAFORJICD, CD-ROM, CD-R,CD-RW, DVD

PC POLIKARBONATPC POLIKARBONAT -- UPORABAUPORABA


• PA 6 nizko viskozen: tenko stenski notranji deli kot so tuljave, različna ohišja, ...• PA 6 normalna viskoznost: zobnički, ležaji, vijaki, matice, črpalke, reflektorji, deli uplinjačev,

gospodinjski strojčki• PA 66 – za podobne izdelke kot PA 6 z dodatno zahtevo po boljših mehanskih, toplotnih

lastnostih• PA 6.9 – precizni deli za finomehaniko z veliko mersko stabilnostjo• PA 6.10 natančni deli pri instrumentih, merska točnost in neobčutljivost na vlago• PA 11 – podobno kot PA 66, armature za vodo, zobniki, drsniki, tesnila, ekstrudirani tipi so

prirejeni za živilsko in farmacevtsko industrijo• PA 12 – podobno kot PA 66, podvodna gonila, deli črpalk, izolatorji

PAPA –– POLIAMIDPOLIAMID -- UPORABAUPORABA


IZDELOVALNE TEHNOLOGIJE 1IZDELOVALNE TEHNOLOGIJE 1 -- PREOBLIKOVANJEPREOBLIKOVANJEprof. dr. Karl Kuzman

TRDI PVC UPORABLJAMO ZA: CEVI, FITINGI LABORATORIJSKI APARATI EL. SPOJNE LETVE OKENSKI OKVIRJIPLASTIČNA VRATAEKSTRUDIRANE STENE ZAGRADNJO HIŠ (ZDA) SODI ROLETE, TALNE OBLOGE

MEHKI PVC UPORABLJAMO ZA: ROČAJI KABLI, ELASTIČNE CEVI NIHAJNA VRATA, PODLOGE TESNILA

PVCPVC –– POLIVINILKLORIDPOLIVINILKLORID -- UPORABAUPORABA


• V FAZI KOMPAUNDIRANJA SE DODAJO SE PRIMEŠAJO KOSNOVNEMU POLIMERU ŠE DODATNE SNOVI (MEHČALA,STABILIZATORJI, ITD.), KI NAREDIJO POLIMERE ZA UPORABNEPOLIMERNE MATERIALE.

• DODATNE SNOVI DELIMO NA FUNKCIJSKE DODATKE (ADITIVE) INPOLNILA

• POLNILA SE DELIJO NA ORGANSKA IN ANORGANSKA

DODATNE SNOVIDODATNE SNOVI


1. ANTIOKSIDANTI: TOPLOTA, UV-ŽARČENJE, STRIŽNE NAPETOSTI,METALNE POVZROČIJO OKSIDACIJSKO RAZGRADNJO, ZATO DODAMOANTIOKSIDANTE, KI TO PREPREČIJO IN POVEČAJO ŽIVLJENJSKO DOBOUMETNIH SNOVI.

2. ANTISTATIKI: STATIČNO NABITA POVRŠINA PRIVLAČI PRAŠNE DELCE,PREPREČUJE LOČEVANJE PLASTI FOLIJ, ZARADI PRESKOKA ISKRE SELAHKO TUDI ZANETI POŽAR. ZATO DODAMO ANTISTATIKE, KI IZNIČIJOTE LASTNOSTI

3. DODATKI ZA SAMOGASNOST: IMAJO NALOGO POVIŠATI TEMPERATUROVŽIGA, KAKOR TUDI UPOČASNITI ALI ZMANJŠATI GORLJIVOSTPLASTIČNIH MAS. TI DODATKI SO ORGANSKI ALI ANORGANSKI.

4. BARVILA: BARVILA ZA PLASTIČNE MASE SO POSEBNO PRIPRAVLJENINETOPNI ANORGANSKI ALI ORGANSKI PIGMENTI. LE MAJHEN DELEŽPREDSTAVLJAJO BARVILA, KI SO TOPLJIVA V PLASTIKI. ANORGANSKIPIGMENTI SO PRAVILOMA STABILNEJŠI, ORGANSKI PA SOBRILJANTNEJŠI.

5. MAZIVA: IZBOLJŠAMO DRSNOST IN ZMANJŠAMO OBRABO PLASTIČNIHDELOV. POSEBNA MAZIVA DODAMO ZA BOLJŠE LOČEVANJE IZDELKAOD KALUPA

6. METALI IN METALNI OKSIDI: Z NJIMI POVEČAMO TOPLOTNO INELEKTRIČNO PREVODNOST

7. DODATKI ZA POVEČANO UDARNO ŽILAVOST: POLIMERI PRI NIZKIHTEMPERATURAH POSTANEJO KRHKI

FUNKCIJSKI DODATKIFUNKCIJSKI DODATKI


POLNILA NAJVEČKRAT DODAJAMO V PRAŠNATI ALI DROBNOZRNATIOBLIKI IN SE OBIČAJNO DOBRO SPRIMEJO Z OSNOVNIMMATERIALOM. Z NJIMI IZBOLJŠAMO KONČNE LASTNOSTI OSNOVNEGAMATERIALA.

• ORGANSKA POLNILA: CELULOZNA MOKA IN KAVČUK• ANORGANSKA POLNILA: ALUMINIJEVE IN BARIJEVE SPOJINE,

KARBONATI, SILIKATI

POLNILA IN OJAPOLNILA IN OJAČČITVENE SNOVIITVENE SNOVI

Pod iz kompozitales-plastika

Stoli vsebujejo30% mivke


Autoelektrika(Polyester, PPS,LCP, POM)

Podloga v tleh(LFRT, Polyester-HI)

Airbag(Polyester-HI)

Varnostni elementi(POM, Polyester,LCP, LFRT)

Sistem zazaklepanje(POM, Polyester,)

Ročka za okno(POM, Polyester,LFRT)

Sedeži(POM,Polyester,LFRT)

Pod pokrovommotorja(PPS, PoylesterLCP, POM, LFRT)

Mrežica zvočnika(POM)

Sistem brisalcev(POM, Polyester, LFRT)

Tank za gorivo(POM, PPS)

Instrumentaplošča(LFRT)

Prednji konec(LFRT, Polyester-HI)

Modul vrat(POM,LFRT,Polyester)

Nosilecakumulatorja(LFRT, Polyester-HI)

Pomična streha(POM, Polyester,PPS, LFRT)

ogledalo(POM, Polyester,LFRT)

UpravljavskeškatlePolyester-HI, LFT

NADALJEVANJE RAZVOJA V AVTOMOBILUNADALJEVANJE RAZVOJA V AVTOMOBILU


•PLASTIČNE MASE IMAJO V PRIMERJAVI ZJEKLOM OBČUTNO MANJŠI E MODUL,TRDOTO, TRDNOST, IN TEMPERATURNOOBSTOJNOST

•TE LASTNOSTI ZVIŠAMO S KOMPOZITI

•KOMPOZIT JE SESTAVLJEN IZ DVEH SNOVI:VEZIVA (PONAVADI VLIVNE SMOLE), INARMATURE, KI MU POVEČA TRDNOST(STEKLENA VLAKNA > 10x BOLJŠELASTNOSTI, OGLJIKOVA VLAKNA > DRAŽJA INŠE BOLJŠA OD STEKLENIH, ARAMIDI, LES…)

•LAHKO TUDI V OBLIKI SENDVIČ PLOŠČ

KOMPOZITIKOMPOZITI

Uporaba v Sloveniji: PIPI Strel, Seaway


INJEKCIJSKO BRIZGANJEINJEKCIJSKO BRIZGANJE


GLAVNI SESTAVNI DELI:- POLŽ (d=30-150mm)- CILINDER Z GRELCI- LIJAK- ŠOBA- POGON (HIDRAVLIČEN,

ELEKTRIČEN)

Plastificirno-brizgalna enota:

INJEKCIJSKO BRIZGANJEINJEKCIJSKO BRIZGANJE


• ZAPOLNJEVANJE– Orodje se je zaprlo– S pomikom polža naprej se vbrizga

raztaljena masa v orodje– Na koncu faze polnjenja je orodna

votlina zapolnjena

• NAKNADNI TLAK– Naknadni tlak je kontroliran s tlakom– Krčenja plastike (zaradi hlajenja) je

kompenzirano z vbrizgavanje plastike vorodno votlino

– Konec naknadnega tlaka, ko zamrzneustje dolivnega sistema

LIJAK

CILINDER

ORODJE

POLŽ

PROCES BRIZGANJAPROCES BRIZGANJA


• TEMPERIRANJE (HLAJENJE)– Hlajenje se nadaljuje– Dodatno hlajenje se zaključi, ko je

izdelek dovolj trden, da se lahkoizmeče

– Polž se pomika nazaj priplastifikaciji za naslednji cikel

• ODPIRANJE ORODJA,IZMETAVANJE— Orodje se odpre in izdelek se

izmeče

PROCES BRIZGANJAPROCES BRIZGANJA


PRAVILA ZA SNOVANJE IZDELKOV SPRAVILA ZA SNOVANJE IZDELKOV SSTALISTALIŠŠČČA TEHNOLOGIA TEHNOLOGIČČNOSTINOSTI


PRAVILAPRAVILA -- PROCES BRIZGANJAPROCES BRIZGANJA










FAKULTETA ZA STROJNIFAKULTETA ZA STROJNIŠŠTVOTVO LaPFAKULTETA ZA STROJNIFAKULTETA ZA STROJNIŠŠTVOTVO LaP

IZPITNA VPRAIZPITNA VPRAŠŠANJAANJA

• Delitve polimerov, značilne razlike in možne uporabe med:– naravni polimeri– duroplasti– termoplasti– elastomeri– biopolimerni kompoziti

• Injekcijsko brizganje polimerov:– strojna oprema– orodje in proces– pravila za snovanje izdelkov s stališča tehnologičnosti

Documents

Polimeri in tehnologije predelave - lab.fs.uni-lj.silab.fs.uni-lj.si/lap/html/img/pool/5_Preoblikovanje_polimerov-PT... · NARAVNI POLIMERI SINTETI NI POLIMERI (U metno pridobljeni