Műanyagok tulajdonságai

A műanyag termékek roncsolásmentes vizsgálati módszereinek választéka egyre bővül. A roncsolással járó módszerekhez hasonlóan itt is az anyaghoz, az alkalmazáshoz, a várható tulajdonságromláshoz igazodó vizsgálati eljárást kell kiválasztani.

A műanyag termékek elvárt színe része a minőségnek. A pontos színárnyalatot nehéz beállítani és még nehezebb a színazonosságot fenntartani. A szemrevételezéssel végzett ellenőrzés gyakori, de megbízhatatlan módja a szín ellenőrzésének. A műszeres mérés bonyolult és drága, ezenkívül nem mindig kompatibilis az emberi szemmel. A műanyagfeldolgozóknak gyors és olcsó ellenőrző módszerekre van szüksége, és az ilyenek már nem elérhetetlenek.

Ma a műanyagiparban elvárják, hogy az alapanyag 100%-ban tiszta legyen, semmilyen 50 µm-nél nagyobb idegen anyagot ne tartalmazzon, az adalékokból pedig szigorúan az előírt mennyiség legyen benne. A röntgentechnika segítségével a feldolgozandó granulátum 100%-át könnyen és gyorsan meg lehet vizsgálni és a hibás szemeket el lehet különíteni az anyagáramból.

A fémek kiváltása az autóiparban napjainkban is napirenden van. A műanyagok sokrétű alkalmazása miatt egyre inkább a magas hőmérsékletnek és korróziós hatásoknak kitett alkatrészek gyártását kell megoldani, amihez különleges, nagy teljesítményű műanyagokra van szükség. Ezek egyike a poliamid, amelynek egyes aromás, erősített típusai alkalmasak motortéri alkalmazásokra is.

Diszpergálás gyors ellenőrzése ultrahangos méréssel; Üvegszál mennyiségének meghatározása kompaundokban; Műanyagok nagy pontosságú vizsgálata video-extenzométerrel; Fóliák, rétegvastagságok nagy pontosságú mérése szenzorokkal

A polimerek fizikai öregedése azért következik be, mert a gyakorlatban előállított műanyag termékekben a polimer láncok soha nincsenek termodinamikailag egyensúlyi állapotban, hanem ehhez képest a láncok közötti szabad térfogat nagyobb.

A műanyag csöveket általában hosszú időre építik be, alkalmazásuk során számos igénybevételnek kell ellenállniuk. Viselkedésüket különböző vizsgálati módszerekkel lehet előrejelezni, azonban ezek továbbfejlesztésével sok kutató foglalkozik.

Átlátszó műanyagok karcállóságának meghatározásához többféle vizsgálati módszert alkalmaznak, amelyek eltérő mértékű igénybevétellel károsítják a felületet. A vizsgálati módszereket akkor választják ki helyesen, ha a tényleges alkalmazáshoz közelálló, azt modellező vizsgálattal minősítik az adott műanyag karcállóságát. A műanyagok karcállósága felületi védőréteggel javítható.

Ha egy műanyag termék idő előtt felmondja a szolgálatot, és főképpen, ha azt egy sorozatban gyártott termék teszi, a lehető leggyorsabban meg kell vizsgálni, hogyan ment tönkre és mi volt a tönkremenetel oka, hogy minél előbb ki lehessen védeni a hibát. Nem érdemes ötletelni, megfelelő módszerekkel és célszerűen megtervezett munkatervvel időt és költséget lehet megtakarítani.

Az elmúlt évtizedben alapvetően megváltoztak a műanyagok éghetőségének csökkentésére szolgáló adalékok. Ennek oka egyrészt a halogénvegyületek kiszorítására irányuló törekvés, másrészt az EU vegyipari törvényének, a REACH-nek bizonyos vegyületekre kiterjedő korlátozása vagy tiltása. Az új égésgátlók reményeink szerint sem az emberi egészséget, sem a környezetet nem veszélyeztetik.

A Szemle 2014. 3. és 6. valamint 2015. 1. számában megjelent cikkek folytatásaként közöljük a cikksorozat befejező részét. Ismertetjük a térfogatindex (MVR) számítási módszerét, és áttekintjük a polimerek ömledékállapotát vizsgáló különböző módszereket.

Az orvosi gyakorlatban egyre több a műanyag eszköz. Ezek nem mindegyike tudja elviselni a sterilizálást, a többszöri használatra szánt eszközök pedig az ismételt tisztítás, fertőtlenítés és sterilizálás hatásait. A következőkben két kutatócsoport munkáját mutatjuk be, amelynek célja a legalkalmasabb, legmegbízhatóbb műanyagok kiválasztása volt.

A Szemle 2014. 3. és 6. számában megjelent cikkek folytatásaként az alábbiakban a termikus degradáció és az adalékok hatását tárgyaljuk a folyásindexre, és foglalkozunk a higroszkópos polimerek, pl. a poliamid MFI értékeinek értelmezésével.

A színek befolyásolják az ember hangulatát, érzelmeit. A pigmentgyártók minden évben új színeket "kevernek ki", hogy a terméktervezőket ösztönözzék az új színek minél szélesebb körű bevezetésére. Az erős napsugárzástól felmelegedő autó műszerfalának hőmérséklete pl. lényegesen mérsékelhető az új innovatív pigmentekkel készült bevonatokkal a hagyományos korommal színezett bevonatok hőmérsékletéhez képest.

A Szemle 2014. 3 számában hasonló címmel elkezdtünk egy cikksorozatot közölni, amely a folyásindex mélyebb értelmezését, a polimer más fontos jellemzőivel való összefüggését tárta fel. A cikksorozat időközben 10 részre bővült. Az alábbiakban ennek 3–5. részét foglaljuk össze.

A biodegradálható műanyagokat azért fejlesztették ki, hogy a világot elözönlő műanyaghulladék mennyiségét csökkentsék. Ezeknek a műanyagoknak azonban felhasználásuk időtartama alatt sok más igényt is ki kell elégíteniük, természetesen megfelelő mechanikai tulajdonsággal kell rendelkezniük, és – a kőolajalapú polimerekéhez hasonlóan – még éghetőségüket is mérsékelni kell. Egy amerikai kutatócsoport azt vizsgálta, hogy hogyan alakul szilárdságuk, merevségük, ütésállóságuk különböző körülmények között, egy japán kutatócsoport pedig azt, hogy működnek-e bennük a korszerű égésgátlók.

A járművek tömegének csökkentésére való törekvés kapcsán fontos célkitűzéssé vált a tartós, karcálló felületű műanyag elemek alkalmazása. A szigorú autóipari szabályozásoknak megfelelő felületeket spektrofotométerrel is ellenőrzik.

A műanyagok mechanikai tulajdonságait hosszú idő óta alkalmazott szabványos módszerekkel vizsgálják és hasonlítják össze. Az így kapott és adatbankokban rendelkezésre álló adatok azonban nem feltétlenül tükrözik a műanyagokból készített formadarabok valódi tulajdonságait, ezért alkalmatlanok arra, hogy számítógépes tervezéskor előre jelezzék a formadarabok várható tulajdonságait. Két kutatócsoport a rugalmassági modulus és a hornyolt próbatesten mért ütésállóság megbízhatóbb, a valósághoz közelebb álló vizsgálati eredményeket adó mérésének lehetőségeit vizsgálta.

A műanyag-feldolgozó üzemek laboratóriumaiban az egyik leggyakoribb mérés az alapanyagok folyásindexe, népszerű nevén az MFI meghatározása. Az MFI-t sokszor alkalmazzák a különböző tételek minőségének ellenőrzésére, de ezen kívül akár a termék várható tulajdonságaira is utalást ad. Egy neves amerikai szakértő többrészes cikksorozatban ismerteti, mi mindenre lehet következtetni az alapanyagok folyásindexéből. Az alábbiakban az első két rész ismereteit foglaljuk össze.

A töltőanyagok sok esetben javítják az alapanyagok mechanikai tulajdonságait, emellett azonban rontják a hő- és fényállóságot. Ezt a negatív hatást újabban epoxivegyületekkel csökkentik, aminek különösen a nanokompozitokban van jelentősége. Ugyancsak speciális adalékkal teszik lehetővé, hogy az emberi testbe juttatott katéterek anyaga fluoroszkópiával vagy röntgensugárzással szemben ne legyen áteresztő, s ily módon érzékelni tudják az eszközt a beavatkozás során.