Technologie zpracování plastů

Plasty jsou materiály na bázi makromolekulárních látek.
Makromolekulární látky jsou organické sloučeniny, které se skládají z makromolekul. tj. molekul s vysokou molekulovou hmotností.

Složení plastů:

Každý plast je v podstatě směsí několika látek:

Pojivo - základní makromolekulární látka vytvářející plast (polyetylén, polyamid atd..) Je nositelem fyzikálně-mechanických vlastností plastu jako celku. Kromě pojiva jsou zapotřebí i další přísady, které ovlivňují výsledné vlastnosti plastů.

Za tímto účelem se přidávají plniva. Plniva se dělí na:
vyztužující - nejčastěji ve tvaru vláken (skleněné, uhlíkové a pod.)
nevyztužující - ve formě prášků (anorganické moučky, kaolin a pod.)

Podle chování za tepla plasty rozdělujeme na:

Plastomer (termoplasty)
- lze je teplem tvarovat. Působením tepla měknou a chemicky se nemění. Jsou svařitelné (polyetylen, polypropylen, PVC, polyamidy a pod.)

Duromery (reaktoplasty, termosety) - působením tepla se mění jejich chemická struktura - neměknou, ale vytvrzují se. Nejsou svařitelné (polyesterové, epoxidové a fenolformaldehydové pryskyřice a jiné)

Elastomery (kaučuky, guma) - vyznačují se mimořádnou pružností a malou tuhostí. Nejsou svařitelné (přírodní kaučuk, syntetické kaučuky, guma a pod.)


Vlastnosti plastů:

fyzikální - tepelné (tepelná vodivost nižší než kovy, tepelná roztažnost mnohem vyšší), elektrické vlastnosti (téměř nevodivé - izolanty)
dobré mechanické vlastnosti (viskoelastické vlastnosti - dlouhé časy zatížení působí jako vysoké teploty), nízká měrná hmotnost
odolnost proti korozi, zdravotní nezávadnost


Podle původu a způsobu výroby plasty rozdělujeme na:

Plasty z přírodních makromolekulárních látek
, u kterých výchozí surovinou jsou nejčastěji celulóza (buničina) nebo jiné bílkovinné látky. Známé výrobky z těchto látek jsou např. vulkanofíber, celuloid, celofán a pod.

Syntetické plasty vyrobené syntézou nízkomolekulárních organických sloučenin. Výchozí surovinou je ropa, zemní plyn, černé uhlí a jiné. Při syntéze platí různé polyreakce, jako jsou polymerizace, polykondenzace a polyadice. Polymerizací se získávají např.. polyetylen, polypropylen, polyvinylchlorid (PVC), polystyren a pod. Polykondenzací se získávají fenolformaldehydové pryskyřice, polyamidy, polyesterové pryskyřice a jiné.

Zpracování převážné většiny polymerů na polotovary a výrobky umožňuje jejich tekutost při určité venkovní teplotě a tlaku.


Zpracování plastů je možné více způsoby, pro strojírenskou výrobu jsou důležité:
  • vstřikování
  • vytlačování
  • lisování
  • válcování

Lisování (Compression Molding)

Podstata:
Základem je dvoudílná vyhřívána forma vedená vertikálně v lisovacím stroji. Zpracovávaný materiál je vložen do dutiny spodní části formy, horní část formy (Plunger, core) sejde do spodní části formy a stiskne materiál. V průběhu operace je třeba dodávat teplo, aby se materiál udržel v plastickém stavu. Je to jeden z mála technologických pochodů, u kterého není materiál přemísťován na delší vzdálenost a u kterého není vyžadována tekutost materiálu.

Výhody: Rychlý krok (cyklus) operace-vysoká efektivita výroby. Při výrobě jsou používány nižší tlaky-součástky drží lépe tvar. Lisované součástky mohou mít silnější stěny.

Materiál: termoplasty, ale hlavně reaktoplasty

Typické výrobky: elektrické vypínače, pneumatiky


Lisování - Vstřikování

Tavenina polymeru se vstřikuje pod tlakem do tvarové dutiny vstřikovací formy. Výrobek získává tvar dutiny. Při vstřikování vytvrditelné pryskyřice probíhá ve formě vytvrzování, při vstřikování kaučuku vulkanizace.


Injekční vstřikování - Vytlačování

Od vstřikování se liší tím, že je to nepřetržitý proces, při kterém je tavenina vytlačována šnekem do volného prostoru. Vytlačováním se vyrábějí geometricky jednoduché výrobky.


Tváření
Je nejrozšířenější technologií zpracování plastů. Desky a trubky z lineárních polymerů se tváří podobně jako plechy a kovové trubky. Pracuje se při zvýšených teplotách, kdy se polymery snadno deformují.


Spojování polymerů

Je možné uskutečnit především lepením, svařováním a použitím různých pájek, které se často vyrábějí z polymerů. Někdy je možné vyhnout se integrování projektováním konstrukce tak, aby spojované dílce byly zhotoveny z jedné části.