Anyagismeret – Műanyagok
Költséghatékony, teherbíró és korrózióálló alternatívák
A műanyagok szintetikusan előállított szerves anyagok. Ezeket a fő nyersanyagokból kőolajból vagy földgázból, valamint más kiindulási anyagokból kémiai folyamatok útján állítják elő. A műanyag egyre fontosabb anyaggá vált a technológiában. Míg a múltban helyettesítő anyagként használták őket, mára számos alkalmazási területen kiszorították a régi anyagokat. Sokoldalú felhasználhatóságuk a műanyagok speciális tulajdonságain és a nagyon eltérő tulajdonságú műanyagok előállításának lehetőségén alapul.
További információk a műanyagokról
- Alacsony sűrűség: 0,9-2,2 kg/dm³
- Elektromos szigetelő és hőszigetelő
- Korrózióálló számos vegyszerrel és agresszív környezeti hatással szemben
- A keménytől és szilárdtól kezdve a lágyig és rugalmasig. A műanyagok könnyen formázhatók, megmunkálhatók és önthetők.
A műanyag meghatározása
A műanyagok olyan szilárd anyagok, amelyek alapvető összetevői szintetikus vagy részben szintetikus úton előállított, szerves csoportokat tartalmazó polimerek. A műanyag munkadarab több millió, nagyon hosszú, egymásba fonódó molekulaláncokból (polimerek) áll, amelyek ismétlődő alapegységekből (monomerekből) tevődnek össze.
A műanyagok sajátossága, hogy műszaki tulajdonságaik, mint például alakíthatóság, keménység, rugalmasság, szakítószilárdság, hőállóság, terhelés alatti hőállóság, valamint vegyszerállóság, a kiindulási anyag, a gyártási eljárás és az adalékanyagok kiválasztásával nagy mértékben variálhatók.
A feldolgozók számára a műanyagok legfontosabb tulajdonsága a szilárdsági viselkedés, különösen felmelegítéskor. A műanyagokat ezért a DIN 7724 szabványnak megfelelően szilárdsági viselkedésük alapján a következő három csoportba sorolják: hőre lágyuló műanyagok, hőre keményedő műanyagok és elasztomerek. A szilárdságot alapvetően a műanyag belső szerkezete határozza meg.
A műanyagok tulajdonságai
- költségkímélő
- korrózióálló
- ellenáll számos vegyi anyagnak
- csekély hővezető képesség
- vezetőképes
- kiváló elektromos szigetelő hatás
- gazdaságos
- hosszú élettartamú
- kevés karbantartást igényel
Megjegyzés: A műanyagok más anyagokkal szemben nagyon sok előnyös és hátrányos tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek a különböző típusok esetében különböző mértékben nyilvánulnak meg.
Költségkímélő - Mikor alkalmazható a műanyag az acél alternatívájaként?
A műanyag előállítási és beszerzési költségei alacsonyak, ezért gyakran erre esik a választás. Az anyag emellett rendkívül sokoldalú, ezért a legkülönbözőbb termékek gyártására használható.
A követelményektől függően a műanyag tehát alternatíva lehet az acél kivitellel szemben. Például a műanyag fogantyúval rendelkező szorítókar hasonló mechanikai feltételeket biztosít, mint az acélból készült szorítókar. A műanyag változat a színek sokkal nagyobb választékát is kínálja.
Elektromos szigetelő hatás - Miért elektromos szigetelő a műanyag?
- A műanyag elektromos átmeneti ellenállása „R” 10¹⁰ és 10¹⁸ között van, tehát több, mint 15-ször nagyobb, mint a legkevésbé vezető fém, a konstantán, ellenállása. Következésképpen az elektromos vezetékek szigetelésének gyártásához PVC, PET és ABS műanyagokat használnak.
- Az elektromos szigetelők jelentős hátránya, hogy a súrlódás miatt statikusan feltöltődhetnek. Az ennek következtében fellépő ellenőrizetlen statikus kisülés károsíthatja a termékeket vagy egyéb alkatrészeket.
- Az ESD-műanyagok (ESD = Electrostatic discharge / elektrosztatikus kisülés) kínálnak erre megoldást. Az ESD-műanyagokat a csökkentett elektromos ellenállás és a statikus elvezetőképesség jellemzi.
A megfelelő ESD-termékek megtalálhatók itt.
Műszaki osztályozás
Osztályozás | Áttekintés | Termékpélda |
|---|---|---|
Hőre lágyuló műanyag | ||
Hőre keményedő műanyag | ||
Elasztomer | ||
Alkalmazási területek
A műanyagokat az élet szinte minden területén használják. A műanyagok megtalálhatók fogyasztási cikkekben, ezek lehetnek például csomagolóanyagok, padlóburkolatok, ruházat, csövek, vagy festékek és ragasztók. Játékszerek és elektronikus készülékek, mint például laptopok, mobiltelefonok és képernyők is tartalmaznak műanyagot.
A műanyagok nagy részét az autóiparban is felhasználják. A gépkocsikban egyre több műanyagot használnak, mivel előállításuk gyakran olcsóbb és könnyebben feldolgozhatók.
Vegyszerálló műanyag
Számos gépben, szerkezetben és folyamatban vegyi közegekkel van dolgunk. Ezért a vegyszerálló műanyagok nagyon fontos szerepet játszanak a berendezések és gépek tervezésében és fejlesztésében. Azonban nem minden műanyag alkalmas minden kémiai közeggel való érintkezésre. A műanyagok kémiai ellenállására vonatkozó részletes információk általában áttekintő táblázatokban találhatók. Az eredmények azonban legtöbbször csak egyes kritériumokat vesznek figyelembe. A különböző befolyásoló tényezők kombinációja általában csak a gyakorlatban és minden egyes alkalmazás esetében egyedileg vizsgálható. Tehát a megfelelő vegyszerálló anyagok kiválasztásakor mindig figyelembe kell venni az alkalmazás speciális befolyásoló tényezőit.
Az NBR például egy akril-nitril és butadién alapú gumi. Ez az anyag jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, és jobban ellenáll a kopásnak, mint a legtöbb más elasztomer. Az ásványi olajokkal, olaj-víz emulziókkal és számos üzemanyaggal szembeni kiváló ellenálló képességének köszönhetően az NBR az O-gyűrűk és a dinamikus tömítések szabványos anyagává vált.
Műanyag a mindennapi életben
A mindennapi életben műanyagnak nevezzük azt az anyagot, amelyből a legkülönbözőbb használati tárgyak készülnek, mint például csomagolófólia, műanyag zacskók, játékszerek vagy a Tupperware edények. Naponta a műanyagok sokaságával találkozunk. A palackvisszaváltó automatánál, az írószerboltban vagy akár a villamos készülékek szaküzletében.
A PF31 fenol és formaldehid alapanyagokból készül hőre keményedő műanyag, amelyhez általában szerves töltőanyagokat (faőrlemény, textilszálak) adagolnak. A PF31 legfontosabb tulajdonságai a magas terhelés alatti hőállóság, a nagyon jó hőszigetelés és a nagyon jó elektromos szigetelés. Ebből a hőre keményedő műanyagból főleg gépalkatrészekhez és háztartási készülékekhez hőszigetelő fogantyúkat vagy villanykapcsolókat és csatlakozó aljzatokat készítenek. A PF31 termékcsalád megfelelő termékei közé tartoznak a gomba alakú fogantyúk.
Műanyag az autóiparban
A modern autógyártásban egyre gyakrabban alkalmaznak műanyag alkatrészeket. Ennek egyik oka a feldolgozási technológia dinamikus fejlődése. Az autókban használt műanyagok új tulajdonságokat mutatnak fel, ezért kiválóan megfelelnek az autóipar gyorsan változó követelményeinek.
Az ABS egy amorf hőre lágyuló műanyag, amely három alapanyag, akril-nitril, butadién és sztirol, felhasználásával készül. Ezt a műanyagot különösen nagyfokú terhelés alatti hőállóság, jó ütésállóság, valamint kemény, karcálló felület jellemzi. Az ABS emellett kiválóan hegeszthető és ragasztható, és általában is könnyen megmunkálható. Különösen alkalmas fémbevonatokhoz. Ily módon a műanyag alkatrészen krómozott felület képezhető. Az össztermelés több, mint 50 %-át az autóiparban és az elektromos készülékek burkolatához használják. Az ABS felhasználási területén a hengertisztítók, termoplaszt, a megfelelő termékek.