Műanyagok feldolgozása

1. Műanyagok feldolgozása Alapanyagok előállítása Feldolgozó eljárások Műanyagok összekötése

2. Természetes alapú műanyagok előállítása: cellulóz • Alapanyagok: farost, gyapot, gabonaszalma, kukoricaszár • Közbülső termék: regenerált (módosított, tördelt molekula-láncú) cellulóz • Végtermék: • Viszkóz alapanyagból: fonal, fólia, szivacs • Nitrocellulózból: celluloid (a legelső film anyag – túl gyúlékony) • Acetilcellulózból: ma használatos film

3. Természetes alapú műanyagok előállítása: kaucsuk • Alapanyag: kaucsukfa kérgéből kifolyó latex • Közbülső termék: kaucsuk • Végtermék: természetes gumi • Adalékolás korommal, krétaporral • Vulkanizálás kénnel (láncmolekulák összekötése kén hidakkal) • 2…3% kéntartalom rugalmas gumit eredményez, 32% keménygumit (ebonit)

4. Természetes alapú műanyagok előállítása: fehérje származékok • Alapanyag: tehéntej • Közbülső termék: kazein • Végtermék: • Kazein-formaldehid anyag • Rudak, lemezek korlátozott méretválasztékban

5. Mesterséges alapú műanyagok feldolgozási lépései • Alapanyagok: szén, kőolaj, földgáz, víz, levegő, adalék anyagok • Közbenső termékek: polimerizálható, kettős vagy többszörös kötéseket tartalmazó monomerek • Végtermék: polimerizáció, polikondenzáció, poliaddíció és vulkanizálás útján létrejött anyagok • Formázás: különféle eljárásokkal

6. Példa: PVC gyártás • Etilén gyártás kőolaj származékokból vagy földgázból • Az etilén klórozásával vinilklorid előállítása • A vinilklorid polimerizálásával polivinilklorid gyártása H H H H H H C=C  C=C  - C - C - H H H Cl H Cl n

7. Polimerek feldolgozása:hőmérséklet és tulajdonságok (1)

8. Polimerek feldolgozásahőmérséklet és tulajdonságok (2) Lineáris szerkezetű, hőre lágyuló polimerek tulajdonságainak változása a hőmérséklet függvényében Ha T < Tg (=Tü) használható Ha Tü < T < Tolv alakítható

9. Polimerek feldolgozásahőmérséklet és tulajdonságok (3) Bakelizálódott, hőre keményedő polimerek tulajdonságainak változása a hőmérséklet függvényében

10. Polimerek feldolgozásaFélkész gyártmányok előállítása • Extrudálás (csigapréselés): végtelen hosszú szálas anyagok (rúd, cső, profilok) gyártása • Fóliafúvás:az extrudált csövek átalakítása vékony falú fóliacsővé • Kalanderezés:vékony lemezek, szalagok, fóliák gyártása

11. Extrudálás Cső Rúd Profil

12. Fóliafúvás Vastag falú extrudált csőből fólia cső készítése Belépő szakasz (nagyítva)

13. Kalanderezés Az extruderből kilépő vastag, képlékeny masszát elősajtoló hengerek között vékonyítják, majd különféle elrendezésű, fűtütt hengerek közé vezetik, ahol a fólia a végleges vastagságát eléri

14. Félkész termékek tovább alakítása • Példa: fóliából üreges alkatrész készítése vákumformázással Levegőelszívás

15. Műanyag alkatrészek gyártásazárt üregben • Extruder-préslégformázás:extrudált csőből palack, alakos forma • Fröccsöntés:a melegített granulátumból extruder csigával összesajtolt masszát formába fröccsentik (besajtolják) • Prés-sajtolás:előre kimért masszát formába sajtolnak

16. Műanyag alkatrészek gyártása:extruder-préslégformázás

17. Műanyag alkatrészek gyártása:fröccsöntés (1)

18. Műanyag alkatrészek gyártása:fröccsöntés (2)

19. Műanyag alkatrészek gyártása:fröccsöntés (3) Fröccsöntő szerszámok alámetszett alkatrészek gyártásához

20. Műanyag alkatrészek gyártása:prés-sajtolás

21. Műanyag habok előállítása:habképződés Alapanyag + habosító adalék = habAlkalmazás: hőszigetelés, csomagolás

22. Műanyag habok előállítása:expandált polisztirol hab Habosító adalékot tartalmazó polisztirol granulátumot expandáltatnak, majd a szemcséket összetapasztják

23. Műanyag habok előállítása:egyéb habok • Extrudált polisztirol hab:polisztirol granulátumot extruderbe visznek, a képlékeny zónában adják hozzá a habosító adalékot, és a nyíláson kiengedve hozzák végső méretre • Polietilén lágy hab (polifoam):polietilén + habosító adalékból lágy, alakítható hab nyerhető • Poliuretán habok:poliizoacetát és poliol kis vízzel összekever-ve, CO2 fejlődés mellett habosodik

24. Példák műanyagból készült eszközökre: háztartási eszközök

25. Példák műanyagból készült eszközökre: lágy poliamid

26. Példák műanyagból készült eszközökre: autógumik

27. Példák műanyagból készült eszközökre: különféle klaviaturák

28. Példák műanyagból készült eszközökre:csónak héj (kompozit)

29. Példák műanyagból készült eszközökre:benzintank (kompozit)

30. Példák műanyagból készült eszközökre:hőre keményedő műanyag karosszéria

31. Példák műanyagból készült eszközökre: autógumi gyártó sajtó

32. Műanyagok hegesztése • Hőre lágyuló műanyagok köthetők össze hegesztéssel • Általában hő- és erőhatás együttes alkalmazása szükséges • Hőforrásként forró levegőt használnak, vagy elektromos fűtést • Ritkán alkalmaznak ömlesztő hegesztést jól irányítható lézer- vagy elektronsugárral

33. Műanyagok hegesztése:forrógázos hegesztés

34. Műanyagok hegesztése:fóliahegesztés

35. Műanyagok hegesztése:csövek hevítő hüvelyes hegesztése

36. Összefoglalás • A műanyagok (polimerek) feldolgozási fázisai: • Alapanyag gyártás (monomerek, polimerizáció) • Előgyártmányok készítése (extrudálás, fólia fúvás, kalanderezés) • Alakos munkadarabok készítése (extruder-préslégformázás, fröccsöntés, prés-sajtolás) • Habok előállítása • Alkalmazások