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.
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.
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.
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.
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.
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 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 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.
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? 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
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 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.
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.
Az Innova Market Insights piackutató cég a Top Packaging Trends 2024 című tanulmányában adott előrejelzést a 2024-ben várható legfontosabb csomagolási trendekről.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
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:
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.
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 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.
MŰANYAGIPARI SZEMLE - 2024. 2. sz. - Tartalom
