Műanyagipari Szemle

2024 / 02. szám

Elő- és utóműveletek

Polimerek tapadásának növelése

A Fraunhofer IMWS intézet kidolgozott egy új eljárást, amellyel a polimerek tapadását jelentősen lehet növelni. Az eljárás ötletét a gekkó gyíkfélék adták, amelyek a függőleges falra is fel tudnak mászni, mivel lábaik hierarchikus és fibrillált felépítése miatt nagy felületen érintkeznek a felülettel. A polimereknél ilyen felületeket melegprégeléssel (dombornyomással) lehet előállítani.

Előrelépés a flexibilis csomagolások hegesztésében: Az ultrahangos hegesztés

A csomagolások érzékeny pontja a hegesztés, különösen a reciklált vagy a bioműanyagok esetében. Ultrahangos hegesztőgépekkel a folyamat paramétereinek időfüggését pontosan be lehet állítani. A flexibilis csomagolások gyártóinak alapvetően két lehetőségük van a szén-dioxid lábnyom csökkentésére: egyfelől csökkenteni kell a nem megújuló anyagokból gyártott műanyagok mennyiségét, azaz növelni kell a bioműanyagok mennyiségét, másfelől a megújuló alapanyagok felé kell fordulniuk.

Minőségi műanyagdarálás és a mesterséges intelligencia

Nagy műanyag-feldolgozó cégeknél is előfordul, hogy a legmodernebb gyártósor végén olcsó aprítógép áll, pedig ezen olyan közbenső termék készül, amivel reciklálás után sok pénzt lehet keresni a németországi Roetgenben működő Hellweg Maschinenbau GmbH & Co. KG alapítója szerint. Az aprítógépeknek ugyanis a gyártási hulladék ledarálásán kívül fontos szerepe lehet a reciklálás előkészítésében. Ezt segíti a mesterséges intelligencia (MI) által támogatott szortírozó eljárás, melyben kamerák és érzékelők javítják az objektumfelismerést és az anyag-hozzárendelést az anyagáramlásban.

Miért és (mit) kell szárítani?

A legtöbb műanyag-feldolgozó üzemben az alapanyag szárítók alapfelszerelésnek számítanak, kivéve ott, ahol kizárólag poliolefineket, például polietilént és polipropilént dolgoznak fel. Ezeknél a polimereknél nincs szükség szárításra, mivel nem higroszkóposak, nem polárisak. A víz egy erősen poláris anyag, ezért azok a polimerek, amelyek rendelkeznek bizonyos fokú polaritással, képesek nedvességet felvenni a légkörből. Az a nedvességmennyiség, amelyet egy adott polimer képes elnyelni, a polimer kémiai összetételétől és a környező légkör nedvességtartalmától függ.

Műanyagok és a környezet

Autóhulladékok szétválasztása elektrosztatikus szeparátorokkal

Az elmúlt időszakban az autók reciklálásában a legfontosabb az értékes fémek minél nagyobb visszanyerése volt. Ezt változtatta meg az Európai Bizottság, amikor előírták, hogy az új autóknak legalább 25% reciklált műanyagot kell tartalmazniuk. Ennek teljesítéséhez új reciklálási eljárásokra van szükség.

Újrahasznosított PET korddal készült abroncs elektromos autókhoz

A koreai SK Chemicals a Hyosung Advanced Materials Co. Ltd. és a Hankook Tyre and Technology Co. Ltd. cégekkel együttműködve iON márkanéven kifejlesztett egy kizárólag elektromos autókhoz használható abroncsot, amely reciklált PET szálakból készült korddal van erősítve. A felhasznált ún. körkörös reciklálási technológia segítségével kémiai módszerrel monomerekig lebontják a hulladék PET-et és új polimert gyártanak belőle.

A Toray újra hasznosítja kompozitokból kinyert szénszálait

A Toray Industries cég (amely a Zoltek Rt-nek is tulajdonosa) kifejlesztett egy pirolitikus eljárást, amelynek segítségével vissza tudja nyerni a Boeing 787 repülőgépekben használt Torayca szénszálakat, amelyek a gyártásközi selejtben maradnak, és ezt hőre lágyuló kompozitokban hasznosítja. Az így nyert reciklált szénszálat (rCF) többek között a Lenovo ThinkPad Carbon 12 laptop gyártásánál hasznosítják, ezzel is csökkentve annak karbon-lábnyomát.

A kémiai reciklálás és az anyagmérleg elv szerepe

A műanyaghulladékokon belül különösen a használat utáni (Post Consumer – PC) hulladékok reciklálása jelenti a nagyobb kihívást: jelenleg ezen hulladékok 65%-a kerül égetésre vagy lerakásra. A PC hulladékok rendszerint többféle polimert tartalmaznak, szennyezettek vagy az adalékok, vagy a használat miatt. Nehézséget okoz a hőre keményedő műanyagok reciklálása is. Ezekben az esetekben a kémiai reciklálás jelenthet megoldás, amelynek során a műanyagból kémiai technológiákkal kismolekulás anyagokat nyernek vissza, és ezekből állítanak elő újra polimert vagy más primer alapanyagot.

Közszükségleti cikkek gyártásához alkalmazott gyantákkal kompatibilis, bioalapú adalékok

Az izraeli UBQ Materials vállalat fenntartható, bioalapú adalékokkal bővítette a hulladékokat hasznos anyaggá alakító, globálisan szabadalmaztatott technológiáját. A PP-vel, HDPE-vel, LLDPE-vel, PS-sel, PVC-vel, valamint PLA-val kompatibilis új adalékok a felhasználástól függően különböző arányban képesek részben kiváltani az előbb felsorolt anyagokat, ez azonban nem befolyásolja hátrányosan a minőséget vagy a tartósságot.

Forradalmasíthatja a kémiai újrahasznosítás a műanyaghulladékok kezelését?

Forradalmasíthatja a kémiai újrahasznosítás a műanyaghulladékok kezelését? A Consumer Goods Forum fogyasztási cikkekkel foglalkozó szervezet azzal bízta meg a Sphera tanácsadó vállalatot, hogy végezzen életciklus-elemzést a fogyasztóktól származó vegyes műanyaghulladékok pirolízise és a kapcsolódó kémiai újrahasznosítási technológiák tekintetében.

Az üvegszál-erősítésű műanyagok értéknövelő újrahasznosítása szilícium-karbiddá

A masszív és tartós üvegszál-erősítésű műanyagokat széles körben alkalmazzák, például repülőgép-alkatrészként, vagy szélmalmok lapátjaiban. Ártalmatlanításuk azonban problémákba ütközik. Életciklusának végén a legtöbb üvegszál-erősítésű műanyag szemétlerakóba kerül, ami fenntarthatóság szempontjából nem tekinthető ideális megoldásnak.

Műanyagok feldolgozása, additív technológiák

A Gabriel-Chemie bővíti magyarországi tevékenységét

Az osztrák tulajdonú Gabriel-Chemie cég Magyarországon, Nyíregyházán egy új, 2200 m2-s beruházásba kezdett. A 6 millió eurós beruházást még 2024-ben tervezik befejezni, amivel megduplázzák jelenlegi termelési területüket és lesz hely további extrudersorok telepítésére. Az épülethez 800 m2 további irodaterület fog tartozni. A cég már 2003 óta gyárt színező mesterkeverékeket Magyarországon. A beruházás jelzi, hogy a cég elkötelezett a magyarországi beruházás iránt és tovább növeli a Gabriel-Chemie csoport tevékenységét.

Gyors szerszámcsere – a hatékony termelés kulcsa

A műanyagfeldolgozásban a termelékenység szorosan összefügg a teljes termelési időn belül a szerszámcserére fordított idő arányával, ami viszont egyre növekszik a Just-in-Time alapú gyártásban előforduló nagyon kicsi sorozatméretek miatt. Az Engel CC300 vezérlésbe integrált szerszámcsere-asszisztens az átlagosan 60–90 percig tartó, kézi szerszámcserét tartósan 20 perc alá képes csökkenteni, valamint minden egyes temperálási körben optimalizálja az automatikus kifúvási funkciót.

Vezető műanyag kompozitok

Annak ellenére, hogy a villamosan vezető adalékokat tartalmazó műanyagok gyártása és alkalmazása sok évtizedes múltra tekint vissza, az élet itt sem áll meg, folyamatos a fejlesztés. Az alapvető cél minél kevesebb és lehetőleg minél olcsóbb adalékkal elérni az adott alkalmazásban megkívánt vezetőképességi szintet. Az alkalmazásokat tekintve három (nem élesen elhatárolható) osztályt különböztetnek meg: az antisztatikus termékeket, amelyek csökkentik a por lerakódását a felszínen, a sztatikusan disszipatív termékeket, amelyek földelés útján belátható időn belül képesek levezetni a felgyűlő statikus töltést és a vezető termékeket, amelyek képesek az elektromágneses interferencia (EMI) árnyékolására.

PFAS-mentes feldolgozási segédanyagok extrúziós technológiákhoz

A Baerlocher USA vállalat Baerolub AID elnevezésű, polimerfeldolgozást segítő anyagai (PPA) megfelelő alternatívát jelenthetnek az extrúzió során használt perfluor- és polifluor-tartalmú alkil tartalmú anyagok (PFAS) zökkenőmentes kiváltására.

Öt módszer a fröccsöntés termelékenységének növelésére

A műanyag fröccsöntésben a termelékenységet az alapján mérik, hogy hány jó minőségű és eladható terméket tudnak előállítani a rendelkezésre álló gépekkel, anyagokkal és emberi munkaerővel. A cikk öt módszert ismertet a fröccsöntés termelékenységének növelésére.

Extruder csiga és henger kopásának megelőzése

Az egycsigás extruderek csúcsteljesítményen való működtetése állandó kihívást jelent a feldolgozóknak, különösen régebbi gépek esetében. Az extruder folyamatos működésekor a csigán és a hengeren a kopás jelei mutatkozhatnak. A fő jelek közé tartozik a fajlagos sebesség csökkenése és az anyag magasabb kilépési hőmérséklete.

A legújabb fejlesztések a nagyátmérőjű csöveknél

Az építési projektek növekedésével párhuzamosan folyamatosan nő az igény a nagyátmérőjű műanyagcsövekre. A cikk ismertet két új berendezést és a számos nagy projekt közül néhányat.

Sorja kialakulásának megelőzése fröccsöntött termékeken

A sorja kialakulása nagyon gyakori hiba a fröccsöntés során. A sorja legjobban úgy írható le, mint felesleges műanyag, amely nem illeszkedik a szerszámosztás vagy varrat konfigurációjához. Feldolgozóként az a cél, hogy a gépkezelőnek ne kelljen a sorja eltávolításával foglalkozni, mert így csökken a felügyeletre fordított idő, illetve rosszul sorjázott termékek juthatnak el a vásárlókhoz.

A KraussMaffei FiberForm technológiája az égbe tör

A Covid19-világjárvány alatt számos utasszállító repülőgépet alakítottak át teherszállítóvá. E cél szem előtt tartásával a KraussMaffei vállalat és a wichitai egyetemen működő Amerikai Repüléskutató Intézet (NIAR) kétéves együttműködésének eredményeként, a KraussMaffei FiberForm technológiája révén olyan termoplasztikus akusztikus tömítés (window plug) született, amelynek tömege a korábban használt, fémből készült változat tömegénél (590 gramm) 20%-kal kisebb.

Műanyagok alkalmazása

PTFE és kompozitjainak alkalmazása forgó tengely tömítésként abráziós környezetben, űrtechnikai megoldásoknál

Az Európai Űrügynökség (ESA) által finanszírozott kutatások témáiból az ESTEC szervezésében rendezett nemzetközi konferencián nagy szakmai sikert és elismerést aratott az a magyar kutatás, melynek témája a marsi és holdi közegben működő forgó tengelyek tömítési problémáinak megértése, modellezése. A gondot a marsi és holdporok (regolitok) agresszív koptató hatása, abráziója jelenti.

Elektronikai eszközök hűtése hővezető műanyaggal

Az összes elektronikai eszköz hőt termel, ami idővel a hőmérséklettel összefüggő problémákat okozhat. Ezért az újratölthető eszközökben a nagyteljesítményű berendezésektől kezdve a szórakoztató elektronikai cikkeken keresztül az elektromos járművekig igen fontos a hővezetés kérdése, az egyre kisebbedő elektronikai eszközökben pedig gondoskodni kell a hő szétoszlásáról.

A kis hőtágulási együtthatójú polipropilén kulcsfontosságú szerepet tölt be a súlycsökkentésben

A multinacionális LyondellBasell (LYB) és a Kínában legfejlettebb gazdasági mutatókkal rendelkező Chinese Tier I kategóriába tartozó Hunan Huda Aisheng Group (AISN) összefogásával megszülettek a prémium kategóriás kínai autómárkák új energiával működő járművei számára a könnyű műanyagból készült első motorháztető-alkalmazások, amelyeket a Sanghajban rendezett Chinaplas 2024 kiállításon mutattak be.

Piaci bevezetés előtt a 92%-ban műanyagból gyártott kerékpár

Rövidesen megjelenik az utcákon a csaknem teljesen műanyagból gyártott kerékpár, amelyben a műanyag fele reciklált. A kerékpár alkatrészeit a német Igus cég fejlesztette ki a holland MTRL kerékpár gyártó cég számára. A holland cég első 100 kerékpárja rövidesen megjelenik a piacon.

Top csomagolási trendek 2024-ben

Az Innova Market Insights piackutató cég a Top Packaging Trends 2024 című tanulmányában adott előrejelzést a 2024-ben várható legfontosabb csomagolási trendekről.

Orvostechnikai eszközök fejlesztése

A műanyagoknak köszönhetően jelentős a műszaki fejlődés az orvostechnikai eszközök piacán, ideértve a sebészeti és viselhető eszközöket, valamint az implantátumok gyártását. A műanyagok a gyógyászati eszközök csomagolásában, a steril tárolók gyártásában és az innovatív gyógyszerformulálásban is jelen vannak.

Díjnyertes innovációk a gépjárműiparban

A Society of Plastics Engineers műanyagipari mérnököket tömörítő társaság járműipari divíziója által idén 52. alkalommal megrendezett innovációs versenyen mind a nyolc kategóriában ismét számos különleges újdonság szerepelt. Az előző évekhez hasonlóan idén is egyértelműen a termoplasztoké és a hőre lágyuló kompozitoké volt a főszerep.

Műanyagfajták, kompozitok, bioműanyagok

Hőstabil bioműanyagok kifejlesztésére irányuló kutatás

A bioalapú műanyagok ígéretes alternatívái lehetnek a hagyományos, olajalapú műanyagoknak, ami jelentősen hozzájárulna az üvegházhatású gázkibocsátás csökkentéséhez és a fosszilis energiaforrások védelméhez. A Hochschule Hannover Bioműanyagok és Biokompozit-anyagok Intézetében (IfBB) jelenleg az ilyen anyagok magas hőmérsékletű környezetben való alkalmazhatóságát vizsgálják.

Polietilén (PE) és polipropilén (PP) – melyiket válasszam?

A polietilén és a polipropilén hőre lágyuló műanyagok, a poliolefinek családjába tartoznak. Sok hasonló tulajdonságuk van, de különböznek speciális előállítási technológiájuk és gyártójuk szerint. A polietilént nagyobb mennyiségben gyártják és használják fel, mint a PP-t. A polipropilén egyes régiókban nehezen hozzáférhető.

PTFE helyett alkalmazható adalékok égésgátolt műanyagokba

Az utóbbi időben az ipar sok területén fókuszba került a polifluorozott alkilvegyületek (PFA, kis- és nagymolekulás anyagok) közeli időpontra tervezett kivezetése az EU-ban és más ipari államokban. Ez vagy alkalmas helyettesítők megtalálását jelenti, vagy azoknak a területeknek a beazonosítását, ahol a jelenlegi technológiákkal a helyettesítés megoldhatatlan – de itt is csak átmeneti haladékban lehet reménykedni. Ebben a cikkben a spanyol Tolsa vállalat próbálkozásait mutatjuk be a PTFE (poli(tetratfluor-etilén)) kiváltására égésgátolt formulációiban.

Fejlesztések a hosszúszál erősítésű termoplasztoknál

A hosszúszál-erősítésű termoplasztikus (LFT) kompaundokat kiemelkedő mechanikai tulajdonságaik alapján egyre gyakrabban választják a nagyteljesítményt igénylő (high-performance) alkalmazási területen. Sikeresen helyettesítik a fémeket, vagy a különböző hőre keményedő polimereket, ezáltal jelentős súlycsökkentést érnek el, és a folyamatokat hatékonyabbá és gyorsabbá teszik. Továbbá lényegesen egyszerűbb a termoplasztikus kompaundok reciklálása is. Mindezzel hozzájárulnak a fenntarthatósághoz, az adott termék karbonlábnyomának csökkentéséhez.

A poliamidok reciklálása – áttekintés

Poliamidból évente 8 millió tonna körüli mennyiséget gyártanak. Ennek nagyjából negyede PA66, a többi PA6. PA66-nál a műanyagipari felhasználás több mint 50%, poliamid 6-nál a helyzet fordított: kétharmadot a szálgyártás használja. A poliamidoknál jelenleg a felhasznált alapanyag mindössze 2%-a származik reciklálásból, míg poliészternél ez 15%. A poliamidok reciklálására három különböző technológia lehetséges.

A poliamidok nagy családja

A poliamidokban a –CO–NH– csoport ismétlődő jelenléte a meghatározó. A műszaki műanyagok családjába tartoznak. A poliamidoknak széles felhasználási köre van, az autóiparban, a szállításban, az E+E iparban, fogyasztói termékekben stb.

Szénszálas kompozit raklap

A szénszálerősítésű polimer kompozit raklapok számos problémát megoldanak az anyagmozgatás során. A kisebb súly és a moduláris raklapkialakítás válasz lehet a logisztikai hatékonyság és a fenntarthatóság kihívásaira, azaz a gépjárművek kisebb üzemanyag-fogyasztására és a hosszabb élettartam miatt a hulladék mennyiségének csökkentésére.

Segítség a hőre lágyuló elasztomerek kiválasztásához

A hőre lágyuló (termoplasztikus) elasztomerekre (TPE) a gumihoz hasonló flexibilitás ugyanakkor a hőre lágyuló műanyagokéhoz hasonló feldolgozhatóság jellemző. Kedvező tulajdonságaik és nagy választékuk (az Omnexus adatbázisában 14 000 típusra hivatkoznak) miatt érdemes áttekinteni ezt az anyagcsoportot:

Nő az igény a fenntartható fóliák iránt

A műanyag fóliákat úgy tervezik, hogy nagy teljesítményt nyújtsanak széles alkalmazási területen, valamint lehetővé tegyék nagy sebességű extrudálásukat szakadás nélkül és egyre kisebb vastagsággal, miközben megtartsák vagy javítsák a fizikai tulajdonságaikat. Az adalékanyagok – beleértve az antioxidánsokat, a csúszásgátlókat és a technológiai segédanyagokat – kulcsfontosságúak ehhez a teljesítményhez.

Műanyagok tulajdonságai, vizsgálatok

A hőmérséklet hatása a polimerek viselkedésére

A polimereket alkotó molekulák nagyon hosszúak és láncszerű alakkal rendelkeznek, ami összegabalyodott szerkezetet eredményez. Ez bizonyos szempontból előnyös, a polimerek viszonylag nagy nyúlást érhetnek el, legtöbbször törés nélkül, viszont korlátozza molekuláris szinten a kristályszerkezet kialakulását. Következésképpen normál feldolgozási körülmények között egyetlen polimer sem lehet teljesen kristályos. Egyes polimerek csak részben kristályosodnak, úgynevezett szemikristályos szerkezetűek, kristályos és amorf részekből állnak.

A feszültség hatása a polimerek viselkedésére

A hőmérséklet és az idő mellett a polimerek hosszú távú viselkedésére a feszültség is hatással van. A feszültség és az alakváltozás kapcsolatáról az adott hőmérsékleten felvett feszültség-nyúlás görbék adnak információt. Nagyon rövid idejű terhelésnél például a folyáshatár vagy a töréspont az alkalmazás felső határa. A terhelés időtartamának növekedésével azonban a polimer rendszerekben az alkalmazható megengedett feszültséget csökkenteni kell ahhoz, hogy a termék az élettartama alatt az elvárásoknak megfelelően működjön.

A Teraglobus Kft. általános ismertető sorozata

MŰANYAGIPARI SZEMLE - 2024. 2. sz. - Tartalom

MŰANYAGIPARI SZEMLE - 2024. 2. sz. - Tartalom