A legfontosabb a haboknál és a műanyag habzásánál
A habokat mindenki ismeri! Fekszel vagy ülsz rajta, és ezzel lekaparod a zsírkéregeket az edényről, vagy bosszankodnak statikusan beragadt polisztirol gömbök mindenfelé. Aki építőhabokkal dolgozik, még élőben is megtapasztalhatja, hogyan jön létre a PUR hab, a műanyagok világából származó sokoldalú könnyűszerkezeti rendszer. A következők a habzás és a habgyártás alapjai.
Ami a habokat illeti, a műanyagok néhány központi előnye kombinálódik a sejtrendszerek fizikai jellemzőivel, amelyek természetes szivacsként vagy az idősebb fa pépjeként biológiai modellekkel is rendelkeznek. A hab műanyagok könnyű súlyukkal rendelkeznek, szigetelnek a hőtől és a hidegtől, csillapítják a zajt és a mechanikai terheléseket, és általában lendületesek, de erősek a folyadékok és gázok elnyelésében és tárolásában is. Végül, de nem utolsósorban a műanyagok olcsók, könnyen feldolgozhatók, és habosított műanyag alkatrészekként energiát és anyagot takarítanak meg. Ezek a fő előnyök, ezért a műanyag hab alkatrészek gyakorlatilag minden iparágban megtalálják a helyüket. Sok kulcsfontosságú iparág, mint például a járműgyártás, a logisztika, az űrkutatás, a csomagolás vagy az építőipar, aligha képes nélkülözni habot.
Ezek a műanyagok habosíthatók
Mivel mind a hőre lágyuló műanyagok (újraolvasztható műanyagok, hasonlóan a gyertya viaszhoz: PE, PP, PS), mint a többnyire nem olvadók, mivel kémiailag térhálósított, hőre keményedő és elasztomerek (PUR, gumik és szilikonok) technikailag habosodhatnak, idővel Jelentős és fontos iparág jelent meg a habrészgyártás és a megfelelő habosító gépek gyártása szempontjából. Egyébként üveg vagy szénszállal erősített műanyagok is habosíthatók.
A műanyagok különböző típusú habokat formáznak
Ha a műanyagok habosodnak, akkor a feldolgozás körülményeitől függően nyílt cellás, zárt cellás vagy úgynevezett integrált habok állíthatók elő. Ez utóbbi a zárt cellatípus technikailag fontos speciális formájaként értelmezhető. A gyakorlatban ezek mindig vegyes típusok.
A nyitott cellás típus gyakorlatilag a jól ismert szivacs- vagy matrachab (mindkettőt folyamatos habosítási folyamat során hozzák létre), akárcsak a virágos virághab. Nyílt cellás habok esetén a habbuborékok a műanyag kötése során felrepednek, és bőrmaradványaik csak egyfajta megszilárdult, összekapcsolt 3D rácsként maradnak meg.
A zárt cellás habrészek ép buborékokat tartalmaznak, amelyek eloszlanak magukban, és többé-kevésbé vastag, zárt külső héja van - erre jó példa az alvószőnyeg vagy az úszó tészta (gyakran extrudálással). A zárt cellás habokat azonban gyakran egy másik anyagból készült dekoratív (lakk, film) vagy funkcionális védőfunkciós "bőr" alatt rejtik. Gondoljunk a falszigetelésre, a habosított szörfdeszkákra vagy a szendvicspanelekre, valamint a habosított szigetelőanyagokra a hűtőszekrény falain.
Az integrált habok kívülről nem mindig azonnal felismerhetők habrészként. Jellemző, hogy a buborékok száma az alkatrész belseje felé növekszik, vagyis a fajlagos részsűrűség folyamatosan csökken egy minimális értékig. Az integrált habokat általában fröccsöntéssel vagy préselt öntéssel hozzák létre szorosan zárt formákban. Előnye, hogy felületük gyakorlatilag buborékmentes, ezért könnyen festhető. A kompakt külső réteg a viszonylag vékony integrált habrészeket is elég stabilá teszi.
Így lehet habosítani a műanyagokat
A műanyagok habzása a műanyag-feldolgozás széles spektrumának része, de a műanyag-technológia kutatási területeit is elfoglalja. A műanyagok habosítására vagy fizikai, vagy kémiai habosítást alkalmaznak, vagy szakmailag fogalmazva polimereket. Az ehető "habos" kenyér, sütemény vagy pattogatott kukorica nagyon hasonló módon készül!
A polimerek fizikai habosítása
Fizikai habzás esetén egy szén-dioxid (CO2) vagy nitrogén (N2) formájú inert gázt (inert gáz) - tilalma előtt CFC-t is - egy úgynevezett lágyító egységben lévő feldolgozó üzemben (extruder vagy fröccsöntő gép) öntünk műanyag olvadékba (hőre lágyuló műanyag esetén). vagy beépítve a hőre keményedőbe, amely kezdetben folyékony vagy gyantaszerű, viszkózus, mielőtt megkeményedne a formában.
Így működik a fizikai habzás a gépben
Erre két ismert módszer létezik (Mucell és Sulzer), amelyek lényegében abban különböznek egymástól, hogy a gázokat a lágyító egységbe fecskendezik-e be. Az így bevezetett gáz halmazállapotú hajtóanyagok tágulnak, amint a velük ellátott olvadék vagy viszkózus tömeg a forma üregében van. A megszilárdulás (hőre lágyuló) vagy a keményedési reakció (duromer) után rendelkezésre áll a szilárd, használható habrész, amely egy integrált hab (fröccsöntés zárt formában) vagy egy zárt cellás vagy kissé integrált hab (extrudálási eljárás), amely egyfajta tésztaként működik. a húsdarálóhoz hasonló extruderből szállítják és viszonylag gyorsan lehűl. Tömlők vagy profilok (például habszivacs tömítések) és csövek (szigetelés a fűtőcsövekhez), valamint a jól ismert úszó tészta létrehozható.
A fizikai habzás előnye
Előnye, hogy az olykor meglehetősen bonyolult penészüreg optimális kitöltését támogatja az olvadékban lévő gáz kitágulása - Gugelhupf-elv, ha nehéz fedelet helyeznének a tortaforma tetejére. A kompakt műanyag alkatrészekben előforduló néhány alkatrészhiba, például vakuolák (szinte levegő nélküli buborékok vannak benne), mosogatónyomok vagy torzulások alig fordulnak elő.
A "Plastinum hab fröccsöntés" vadonatúj
Az új típusú Plastinum hab fröccsöntés egy új, különleges eljárás, amelyben az inert gáz CO2-t nyomás alatt vezetik be a műanyag granulátumba - még mielőtt a fröccsöntő gépbe szállítják. A gáz diffundál a granulátumba. Az eljárás így egyesíti a kémiai habosítási eljárások egyszerű kezelését a fizikai habzás pozitív hatásaival. Az eljárás bármely fröccsöntő gépen elvégezhető, és habzásának hatása ugyanolyan egyszerűen szabályozható, mint a Mucell-eljárás. 2018 vége óta készen áll a sorozatgyártásra. További információk a szakemberektől
A műanyagok tisztán kémiai habosítása
A műanyagok kémiai habzásakor szilárd adalékanyagokat kell adni a műanyag granulátumhoz, amelyek, amikor a polimer megolvad a feldolgozás során, CO2-t képez. Többnyire azonban habosítható műanyag granulátumot kínálnak már az anyaggyártók. A gáz ezután az olvadékot kezdetben folyékony habmasszává változtatja, amely lehűlés (hőre lágyuló) vagy megkeményedés (duromer) után a szilárd habrészt képezi a megfelelő fémformában. A vegyi habosítás plusz pontja, hogy a habgyártónak nincs szüksége komplex kiegészítő rendszerekre. Feldolgozhatja a habosítható műanyag granulátumokat meglévő gépeivel (ismét extruder vagy fröccsöntő gép), amennyiben beállítja a megfelelő feldolgozási paramétereket. Az így létrehozott habrészek a feldolgozó géptől függően szintén az integrált habok vagy zárt cellatípusokhoz tartoznak.
A sokoldalú poliuretán így „habszülötté” válik
Különösen a duromerekhez tartozó poliuretán (PUR vagy PU) anyagcsoport, amelyek többsége nagyon jól ismert építési vagy szerelőhabként, a kiindulási anyagok poliol és izocianát reakcióján keresztül habot képez, amelyeket úgynevezett keverőfejen keresztül kevernek össze, amely szabályozza a hozzáadott anyag mennyiségét. össze kell keverni. A keverőfej szilárdan elhelyezhető egy öntőformán, vagy kézzel mozgatható a nyitott forma felett. A PUR habok mindenféle habot képezhetnek, és puhává válhatnak, mint a gumi vagy olyan kemények, mint az üveg - a kiindulási vegyszerek típusától és a recepttől függően. A poliolhoz (egy speciális típusú alkohol) előzőleg vizet adnak, amely a reakció során keletkező hő és a párhuzamosan zajló kikeményedési reakciója során habzá válik. Az egész a kémia (exoterm reakció, beleértve a CO2 létrehozását) és a fizika (a vízgőz és a CO2 hajtóereje) kombinációjának tekinthető.
PUR habzás esetén a keveréktől függ
A reakciópartner típusától, a keveréshez megengedett vízmennyiségtől és térfogattól függően többé-kevésbé nagy cellák keletkeznek, amelyek a végterméket vagy puhává (matracok és üléspárnák), vagy keményekké, de mégis könnyűvé teszik (belső terek hőszigetelő paneljei) ). Zárt cellás szerkezet alakul ki, különösen zárt formákban gyártott kárpit alkatrészek esetében. Ez felveti azt a problémát, hogy a benne lévő gázok hetek és hónapok alatt távoznak, és az alkatrész elveszíti alakját, és mintegy összeomolhat. Ezt úgynevezett zúzással lehet elkerülni. Az alkatrészeket egy nagyon keskeny résen keresztül szállítják a fémhengerek között, ami megbontja a sejt szerkezetét. Ez lehetővé teszi a gáz könnyű távozását és megakadályozza annak összeomlását.
Habszálerősítésű műanyagok
A PUR habosítás egy speciális változatát hívják RRIM eljárásnak (megerősített reakció fröccsöntés), amely üvegszállal vagy szénszállal erősített könnyű alkatrészek gyártásához is felhasználható, ha a szálakat szőnyegszerű szövet formájában áztatják a poliol-izocianát keverékkel, majd a habzási reakció zárt formában kezdődik. Ez kiváló minőségű felülettel nagyon egyszerűen festhető alkatrészt eredményez. Különleges esetekben az alkatrészeket dekoratív festékkel látják el, miközben még a formában vannak (penészen belüli bevonat).
A műanyag habok mechanikusan is gerjeszthetők
Tejszínhab vagy tojásfehérje? Ezután gyorsan kiderül, hogyan működik a mechanikus habzás. A megfelelő erőteljes keverőrendszerekkel a levegőt egyszerűen összekeverik a műanyag ömledékbe vagy főleg egy kevésbé viszkózus, hőre keményedő gyanta vegyületbe, amely buborékok formájában megmarad a későbbi szilárd komponensben. Tehát valójában a fizikai habképzés egyik formája, csak nem az inert gázok tágulásával, hanem a levegő bevezetésével fellazuló.
A hungarocell eljárással speciális műanyag gyöngyök párásodnak
A hungarocell eljárás a hőre lágyuló műanyagok egyik fizikai habosítási folyamata, és a jól ismert, szuperkönnyű, fehér polisztirolból (PS) készült csomagolóanyagokat adja számunkra, amelyek legismertebb kereskedelmi nevére a kifejezés utal. Ezenkívül a műanyag polipropilénből (PP), a polietilénből (PE) és a közelmúltban a PET-ből, valamint a speciális hőre lágyuló poliuretánból (TPU) a hungarocell eljárással könnyű öntött alkatrészeket lehet készíteni. A hungarocell-eljárás alapvető követelménye, hogy az említett műanyagok habosítható granulátumként - többnyire apró gömbökként - legyenek kaphatók. Ez úgy érhető el, hogy kis mennyiségű pentánt adunk az alapanyaghoz, mielőtt granulátumot készítenénk belőle.
Atlas Copco kompresszorok és sűrített levegő technológia
Pontosan ez történik a hungarocell eljárással
Ezt követően valójában eléggé egyszerűvé válik: megint valamilyen penészre van szüksége. Ennek azonban a vízgőzök számára átjárható falakkal kell rendelkeznie, amelyet kis szelepszerű betétek alkalmazásával érnek el, amelyek egyenletesen oszlanak el az öntőforma falán (amelyek kör alakú lenyomata később látható az öntött rész körül). Most csak viszonylag kis mennyiségű táguló műanyag granulátumot kell a formába tenni, lezárni és kívülről be kell fújni a vízgőzt 100 ° C felett. A pentántartalomtól és a műanyag típusától függően a granulátum ezután akár a térfogatának 80-szorosára is kitágul, ezáltal még puha formához nyomja a penész falát, majd lehűl (a gömbök kezdetben nagyobb, zárt cellás habrészecskékké válnak, amelyek összetapadnak) mielőtt megszilárdulnak). A hungarocell eljárással gyártott alkatrészeket az alkatrész felületén látható, jól látható, lapított gömbszegmensek ismerhetik fel, amelyek feltörésükkor feltárják valódi alakjukat a törés felületén. Az így tágítható műanyag granulátumok az „E” betűjelet kapják műszaki rövidítésükben ... azaz EPS, EPP, EPE.
A termelékenységet növelő rendszerek, a modulszárítóktól a pultrusionig