2008. dec. 15.

Dr. habil. Kalácska Gábor, egyetemi docens, Szent István Egyetem, Gödöllő

A Műanyagipari Szemle előző számában röviden bemutattuk a polimerek világában egyre jelentősebb félkész termékek szerepét és műszaki - gazdasági jelentőségét.

A következőkben bemutatjuk a fontosabb anyagcsoportokat, amelyekben kitérünk a fő anyagfajtákra, jellemzőikre, tipikus alkalmazási területeikre, a végtermékelőállítás technológiai sajátosságaira.

Poliamidok

1. Szerkezet

A poliamidok vagy közönséges nevükön “nylon”-ok, amid (CONH) csoportból és a hozzá kapcsolódó metilén (CH2) csoport sorozatából állnak:

[alapszerkezet]n

Többféle poliamid létezik, amelyek abban különböznek egymástól, hogy hány szénatom van az alapszerkezetben a nitrogénatomok között. A legfontosabb poliamidok a következők:

  • Poliamid 6. 1938 körül Németországban kaprolaktámból fejlesztették ki. Molekulaszerkezete:
    [-NH-(CH2)5-CO-]n
  • Poliamid 66. 1935 körül dolgozták ki az USA-ban, az adipinsav és a hexametilén-diamin felhasználásával:
    [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)2-CO-]n.
  • Poliamid 11. Franciaországban fejlesztették ki az amino-undekánsav felhasználásával:
    [-NH-(CH2)10-CO-]n
  • Poliamid 12. Németországban dolgozták ki lauril-laktám alapon:
    [-HN-(CH2)11-CO-]n

A poliamidok általános tulajdonságait az alábbi tényezők határozzák meg: a metilén- és amidcsoport aránya (CH2/CONH) és helyzete a molekula alapszerkezetében, a kristályosodási fok és a kristálymorfológia (alak). Amikor a CH2/CONH arány csökken:

  • növekszik a ridegség és a keménység,
  • csökken a szívósság,
  • magasabb az olvadáspont (folyási hőmérséklet) (1. táblázat),
  • növekszik a kopásállóság,
  • csökken a hőtágulás,
  • növekszik a vízfelvétel,
  • kisebb a vegyi ellenálló képesség.

1. táblázat

2. Főbb tulajdonságok

A 2. táblázat bemutatja a poliamidok néhány jellemző tulajdonságát, intervallumokban megadva tekintettel az eltérő típusokra.

Általánosságban igaz, hogy gépészeti szempontból jól használható anyagcsoport a poliamid, a műszaki használhatóság és a piaci ár figyelembevételével stratégiai anyagcsoport.

2. táblázat

3. Kompozitok

Az alappolimer szerkezetek jól kiegészíthetők különböző társító-, erősítőanyagokkal, így különböző módosított tulajdonságú kompozitanyagok hozhatók létre.

A Quattroplast Kft. nagy figyelmet fordít arra, hogy e stratégiai anyagcsoportból a műszaki felhasználók a lehető legváltozatosabb igényeket is ki tudják elégíteni. Ennek következtében rendelkezésre állnak: üveg, szénszál, kenő-olaj, MoS2, korom, elasztomer, antioxidáns, ásványi anyag tartalmú kompozitok, illetve az említett társító anyagok különböző kombinációival gyártott kompozitok.

4. Fő alkalmazási területek

Tekintettel a többféle molekulaszerkezet lehetőségére és a nagyszámú kompozit elérhetőségére, a poliamidok stratégiai jelentősége megnyilvánul a rendkívül széles felhasználási területekben is: csapágyperselyek, támcsapágyak, vezeték és kopólécek, tartó-, feszítő-, vezető-, szállítógörgők; kötélcsi-gák, kötélcsigaperselyek; bütykök; ütközők; kalapácsfejek; lehúzók; fogaskerekek, fogaslécek; lánckerekek; szállítócsigák; szállítóelemek; tömítőgyűrűk; szigetelőelemek; vágólapok stb.

5. Megmunkálási technológiák

Forgácsolás (esztergálás, marás, fúrás, dörzsárazás, fűrészelés): a hagyományos fém, bizonyos esetekben famegmunkáló szerszámok – szénacél, gyorsacél, keményfém, gyémánt – használhatók éles kivitelben. A MoS2, ásványi anyag és üvegszáltöltésű poliamidokhoz a hosszú szerszámélettartam érdekében különösen javasolt a gyorsacél és a keményfém vagy a gyémántbetétes szerszámok használata. Hűtés javasolt, amellyel nagyobb forgácsolási sebességek érhetők el (3. táblázat).

A forgácsolási paraméterek más és más értékeket kívánnak az egyes poliamidfajtáknál és kompozitoknál az optimális termelékenység, felületi minőség, méretpontosság és a forgácsleválasztás szempontjából. Ismeretlen, korábban nem használt anyagnál célszerű próbaforgácsolással megállapítani a 3. táblázatban megadott intarvallumokon belüli optimális értéket.

3. táblázat

Poliamidok forgácsolása

Nedves környezetben, precíziós alkatrészeknél figyelembe kell venni a poliamidok vízfelvételéből eredő méretváltozást, illetve teherbírás számításánál a változó anyagjellemzőket!

- Ragasztás megvalósítható. A poliamidok a könnyen ragasztható műanyagok közé tartoznak, ami azt jelenti, hogy elvileg a kereskedelemben beszerezhető „műanyag ragasztók” bármelyike használható. A ragasztandó felület nagysága, igényelt kötéserőssége, rugalmassága és hőállósága az, ami meghatározó a ragasztóanyag kiválasztásnál. Így szóba jöhetnek pillanatragasztók, egy-, és kétkomponensű szerkezeti ragasztók és rugalmas rögzítők is.
Minden esetben a ragasztóhoz mellékelt technológiai lépéseket be kell tartani, ami általában a felülettisztítás, durvítás és ragasztóanyag felvitel módját határozza meg.

Forgácsolással, ragasztással valamint hegesztéssel kapcsolatban is a Quattroplast Kft. további információkkal áll rendelkezésre.

Röviden…

Változatosabb alakzat, nagyobb kapacitás – új formázási technológia

A PBM Plastics cég Melt-Phase – ömledékformázó – technológiája egyesíti a hagyományos hőformázás és a fúvóformázás előnyeit. Alkalmazásával termelékenyen gyárthatók az eddig lehetséges alakzatoktól eltérő, nagyon különböző darabok. A tartályok fala vékonyabb, az edények mélyebbek, pontosan peremezettek, hézagmentesek. A választható alapanyagtól függően vegyszerállók és hőállók lehetnek. Az eljárást meglepően rövid idő – három hét – alatt dolgozták ki. Előnyei: elérhető a 8:1 mélyhúzási arány, a 25,4 μm-es falvastagság és a 260 °C-ig terjedő hőállóság.

Egyik példa egy cumispalack egyszerűen behelyezhető betétje. A betét hézagmentes, ütésálló és kemény a pereme. A felhasznált műanyag hő- és vegyszerálló. Az „Ultraware” edények vegyi laborokban is jól használhatók, és az üvegedényekhez hasonlóan autoklávban tisztíthatók.
Másik példa a hajápoló szerek „Insta-Ready” csomagolása, amelyből teljes egészében felhasználható a jól adagolható anyag, így csökkenthető a betöltött mennyiség. Kedvező tulajdonságai alapján az élelmiszeripar, a gyógyászat, az üdítőital-ipar és kereskedelem is érdeklődik az új eljárással előállított termékek iránt. (További információk: www. pbmplastics.com)

(Plastics Engineering, 60. k. 7. sz. 2004. p. 44.)

Fólianyújtó berendezés fóliagyártók kísérletei számára
A Parkinson Technology cég Marshall and Williams Plastics részlege egy fólianyújtó gépsort bocsát fóliagyártó ügyfelei rendelkezésére, amelyen kísérleteket végezhetnek orientált fóliák kifejlesztésére.

A berendezésen „lélegző” és zsugorfóliák is feldolgozhatók. A berendezés lehetővé teszi a fóliák kétirányú vagy csak gyártási, ill. csak keresztirányú nyújtását is.

(European Plastics News, 31. k- 9. sz. 2004. okt. p. 70.)