Műanyagok tulajdonságai

Napjainkban növekszik a színes műanyagtermékek iránti igény. A színskála szélesítése mellett fontos szerepe van az ún. effekszínezékeknek, amelyeknek különleges hatásuk van, pl. gyöngyházfényűek, fluoreszcens tulajdonságúak. Egyes esetekben a színezés, mint fő funkció mellett a műanyagtermék egyéb tulajdonságait is befolyásolják.

A műanyagok éghetőségét alapvetően kétféle módon csökkentik: égésgátló hatású elemek vegyületeinek, ill. ilyen töltőanyagoknak a bekeverésével vagy olyan anyagokkal, amelyek az égés hőmérsékletén felhabosodó-kokszosodó réteget képeznek, és ezáltal elzárják az éghető anyagot az égést tápláló oxigéntől. Mindkét fajta égésgátlótól elvárják, hogy alkalmazása ne károsítsa a környezetet. A védőrétegeket egy új ötlet szerint térhálósítással próbálják hatásosabbá tenni.

A műanyagok előtt még nagy jövő áll a fémek helyettesítése terén, hiszen egy friss felmérés szerint a lehetőségeknek eddig csak kb. 15%-át használták ki. A helyettesítés hajtóereje legtöbbször a tömegcsökkentés, amely az űrtechnikában, a repülőgépiparban, az autóiparban különösen fontos. A műanyagok közül a műszaki és a nagy teljesítményű műanyagok mellett a polipropilén is egyre nagyobb szerephez jut, különösen a fémekkel kombinált hibrid szerkezetekben.

A fröccsöntésben egyre inkább elvárják a hibamentes termelést, pontosabban azt, hogy hibás termékek ne kerüljenek a forgalmazott termékek közé. Ezt az erősen ellenőrzött gyártás mellett a termékek darabonkénti automatikus felülvizsgálatával és a hibás termékek kiszűrésével érik el. A zéró-hibás termelés megvalósításához különféle eszközök állnak a feldolgozók rendelkezésére.

A műanyagok kopásállóságának javítására, azaz a súrlódás csökkentésére csúsztató adalékokat használnak, amelyek hatásmechanizmusa még nem tisztázott teljes mértékben. Egy másik módszere a kopásállóság javításának a besugárzás, amellyel térhálósítják a műanyagot és ezzel kedvezőbbek lesznek a tribológiai tulajdonságok.

A kalcium-karbonát az egyik leggyakrabban használt töltőanyag pl. hordtáskák, csomagolóanyagok, kábelszigetelések, ablakprofilok gyártásához használt keverékekben. Olcsósága mellett a termék több tulajdonságát javítja. Ugyanakkor egyes esetekben, pl. felhabosodó (intumeszcens) égésgátlók jelenlétében kedvezőtlen hatást fejt ki.

A nanoanyagokkal töltött műanyagok egyre népszerűbbek, de eddig elsősorban előállításukkal voltak elfoglalva, és minőségvizsgálatuk még gyerekcipőben jár. Néhány cég speciális berendezéseket kínál a rendkívül kis méretű részecskéket tartalmazó anyagok tulajdonságainak meghatározására. A hulladékból visszanyert műanyagok újrafeldolgozása is csak akkor lehet sikeres, ha a regranulátumok ugyanolyan szigorú minőségvizsgálaton esnek át, és ugyanúgy kielégítik a követelményeket, mint a friss anyagok. Ehhez szerencsére a meglévő vizsgálati módszerek is megfelelnek.

Legyen műanyagból, de fém benyomását keltse. Napjainkban egyes alkalmazási területeken, elsősorban az autóiparban egyre gyakrabban merülnek fel ilyen igények. Az utólagos festésnek, krómozásnak több hátránya van, ezért a fémpigmenteket tartalmazó kompaundok fejlesztése került előtérbe.

A műanyag fóliák minőségi jellemzői az alkalmazási területtől függően széles skálán változnak. Emiatt a minőségellenőrzés módszerei is különböznek egymástól. A többrétegű fóliák minőségét a határfelületeken fellépő instabilitás is befolyásolja.

A műanyagok éghetőségét nagyon jó hatásfokkal csökkentő brómozott égésgátlók veszélyeztetik a környezetet és az emberi egészséget, ezért a korábbi típusok egyre inkább kiszorulnak a gyártásból. A K 2010 kiállításon több új környezetkímélő égésgátlót mutattak be, és a halogénmentes égésgátlókat forgalmazó globális piacvezető cég is megduplázni készül gyártókapacitását.

A töltőanyagok sokfélesége mindig megmozgatja a gyártók és feldolgozók fantáziáját, hogy olyan új kompaundokat állítsanak elő, amelyek előnyösebbek a már ismerteknél. Ebben a munkában a töltőanyagok gyártói is aktívak. Az alábbiakban wollasztonit, csillám, kaolin hatását vizsgálták poliamid 6 mátrix tulajdonságaira. Egy másik gyártó kalcinált kovaföldet ajánl a műszaki műanyagok ütésállóságának növelésére.

Egy meghibásodott műanyag alkatrész bosszúságot és kiadást okoz. A hiba okát meg kell keresni (ami gyakran nem könnyű feladat), hogy legközelebb lehetőleg megelőzzék, vagy felderítsék, hogy ki a felelős érte. A hiba azonban sok tanulsággal is szolgálhat, belőle jobban meg lehet ismerni a műanyagok tulajdonságai közötti összefüggéseket.

A fröccsöntés optimalizálására – többek között – a termográfia és a szerszámban végzett nyomás mérése is alkalmas. A két bemutatott példából látható, hogy az eszközök alkal-mazását terméktől függően kell megválasztani.

A Campus adatbank régóta sikeresen működik. Az autóiparral együttműködve kidolgozták a Campus 5.2 verzióját, amely a műanyagok fontos tulajdonságaival bővült, nevezetesen időjárás-állósági és vegyszerállósági adatokat tartalmaz.

A műanyagokra nem jellemző a jó hővezető képesség, bár bizonyos alkalmazásokban elvárnák, hogy elvezessék a berendezésekben keletkező hőt. Ezért hővezető adalékokkal próbálják javítani ezt a tulajdonságot. Néhány cég már forgalmaz ún. hővezető műanyagkeverékeket. Egy német kutatóintézet nanoméretű széncsövekkel és mikroméretű adalékokkal próbált jelentősebb előrelépést tenni ezen a területen.

A Szemle előző, 2010. 5. számában a nagy mennyiségben használt adalékanyagok újdonságai között tallóztunk. Az alábbiakban a vezetőképes és a hővezető műanyagok adalékairól, valamint a mikrobák hatásainak ellenálló műanyagokról olvashatnak.

A habosított fröccsöntésben a fő célkitűzés, a tömegcsökkentés mellett a termék tulajdonságaira is ügyelni kell. Német kutatók a hab cellaméretének és a héjréteg vastagságának hatását vizsgálták a termék ütésállóságára. Egy új technológiával fényes felületű fröccsöntött habtermékek is előállíthatók.

A műanyagok tulajdonságait számos irányban lehet módosítani adalékanyagok segítségével. Az alábbi áttekintés főleg az amerikai piac újdonságait ismerteti, azonban több adalékgyártó világcég Európában is jelen van termékeivel.

A műanyagok és a fémek közötti tapadás növelésére elsősorban környezetszennyező eljárásokat használnak, mint pl. a krómsavas maratást. Egy kísérletsorozatban a tapadás javítása céljából a vákuumos ultraibolya sugárzás hatását tanulmányozták a felület fotokémiai folyamataira. Egy másik módszer szerint poliamid kopolimert tartalmazó lakkal sikerült a műanyag–fém hibrid termékekben megfelelő tapadást elérni, miközben csökkenteni lehetett mind a felhasznált fém, mind a műanyag mennyiségét.

A poliolefinek feldolgozáskor bekövetkező bomláskor illékony vegyületek keletkeznek, amelyek később kidiffundálnak a termékekből és egyrészt kellemetlen szagot árasztanak, másrészt szennyezik a környezetet. A gyártók ezért erőfeszítéseket tesznek a kipárolgás csökkentésére vagy megakadályozására.