Az ismertető sorozat első részében említést tettünk a műszaki műanyagok és fémek összehasonlítása kapcsán néhány fontosabb szempontról, amelyek az egyes szerkezeti anyagok mérnöki felhasználását befolyásolják.
Vannak gyakorta olyan esetek is, amikor a mechanikai, hőtani és tribológiai szempontok nem meghatározóak, viszont lényeges az olcsó és gyors gyárthatóság, a ragaszthatóság és/vagy hegeszthetőség, a vegyszerállóság. Műszaki szakembereink kezdik felismerni, hogy nem csak rozsdamentes acélok léteznek, hanem féltermék formájában beszerezhetők „olcsóbb piaci kategóriába tartozó” műanyagok is. A műszaki szakirodalom ezeket a termékeket a „tömeggyártású, műszaki felhasználású” termékcsoportba sorolja. Ilyen anyagok pl. a PVC, a PP, a PE-HD.
Most a sorozat 7. részében a PVC féltermékekkel kapcsolatos alapinformációkat foglaljuk össze.
1. Szerkezet
A poli(vinil-klorid) – PVC hőre lágyuló, amorf szerkezetű polimer. A legáltalánosabb molekulaszerkezetet a következő ábra mutatja:
Az amorf szerkezetnek köszönhetően a PVC érzékeny a hőmérséklet változására. A műszaki gyakorlatban kizárólag 50 ºC alatt használják, mivel az emelkedő hőmérséklet rohamosan csökkenti a mechanikai jellemzőket és a méretstabilitást. Az 1. ábra bemutatja a PVC mechanikai jellemzőinek és a hőmérséklet kapcsolatának trendjét. Az ábrán látható hőmérséklet-érzékenység az anyag gépészeti alkalmazási lehetőségeit eléggé leszűkíti, de természetesen léteznek módosított molekulaszerkezetű és/vagy erősítőanyaggal ellátott változatok a tulajdonságok javítására.
1. ábra A PVC szakítószilárdsága és szakadási nyúlása a hőmérséklet függvényében
2. Főbb tulajdonságok
Az 1. táblázat bemutatja a kemény PVC műszaki műanyag félkész termékek néhány jellemző tulajdonságát, intervallumokban megadva tekintettel az eltérő típusokra.
1. táblázat
PVC műszaki műanyag félkész termékek tulajdonságai
3. Felhasználási formák
Alapfokozat
Az iparban elterjedten használatos féltermék a kemény PVC standard minőségben, mint például az erősítetlen, préselt DOCADUR N, az extrudált DOCADUR EN rudak, lemezek és táblák.
Különleges fokozat
A speciális igényeknek megfelelően létezik növelt ütésszilárdságú és UV-álló (DOCADUR ESA/ESA-D), transzparens, fényáteresztő kivitelű (DOCADUR ET), javított ütőmunkájú alacsony hőmérsékleten (DOCADUR HS15), javított hőállóságú (DOCADUR HT), valamint habosított (DOCACEL) változat. Az egyes fajtákra jellemző a gyártási szín.
4. Fő alkalmazási területek
Elektromosan szigetelő alkatrészek, kis mechanikai és hőterhelésnek kitett gépelemek, készüléktestek, burkolatok, ipari levegőztető rendszerek, lég- és anyagcsatornák, víz- és vegyszertartályok, csőrendszerek, szűrők, galvanizáló kádak, keverőlapátok, marató berendezések, fotóipari és technológiai elemek és alkatrészek, építészeti és reklámelemek stb.
5. Megmunkálási technológia
- Forgácsolás (esztergálás, marás, fúrás, fűrészelés): a hagyományos fém, bizonyos esetekben famegmunkáló szerszámok – szénacél, gyorsacél, keményfém, gyémánt – használhatók csak éles kivitelben. Hűtés javasolt, mellyel nagyobb forgácsolási sebességek is alkalmazhatók pl. v = 200 – 400 m/min esztergálásra és marásra, v = 50 – 100 m/min fúrásra. További javasolt forgácsolási paraméterek találhatók a 2. táblázatban.
- Ragasztás és hegesztés: megvalósítható. A PVC a jól ragasztható műanyagok közé tartozik, ami azt jelenti, hogy a kereskedelemben beszerezhető „műanyag ragasztók” bármelyike használható, sőt beszerezhető kimondottan PVC ragasztó. A ragasztandó felület nagysága, igényelt kötéserőssége, rugalmassága és hőállósága azok a tulajdonságok, amelyek meghatározzák a ragasztóanyag kiválasztását. Így szóba jöhetnek pillanatragasztók, egy- és kétkomponensű szerkezeti ragasztók és rugalmas rögzítők is. Minden esetben be kell tartani a ragasztóhoz mellékelt technológiai lépéseket, amelyek általában a felülettisztítás, durvítás és ragasztóanyag-felvitel módját határozzák meg.
A ragasztással kapcsolatban is további részletek állnak rendelkezésre a Quattroplast Kft-nél.
A hegesztés szintén könnyen megvalósítható, a legegyszerűbb és legolcsóbb forrólevegős hegesztési eljárás jól használható módszer.
2. táblázat
A PVC forgácsolási jellemzői
Dr. habil. Kalácska Gábor, egyetemi docens, Szent István Egyetem, Gödöllő