ljipp 2011 za studente novo

PROIZVODNJA I PRIMJENAPROIZVODNJA I PRIMJENA POLIMERPOLIMERNIH NIH PROIZVODAPROIZVODA

Pero RaosPero RaosStrojarski fakultet, Slavonski BrodStrojarski fakultet, Slavonski Brod

Mladen Mladen ercerercerFakultet strojarstva i brodogradnje, Fakultet strojarstva i brodogradnje,

ZagrebZagreb

Fakultet strojarstva i brodogradnjeKatedra za preradu polimera

PlasticsPlastics are are thethe future.future.


Ukupna svjetska proizvodnja materijalaUkupna svjetska proizvodnja materijala

1930.1940. 1950. 1960.. 1970 1980. 1990.2000.Godina

U

k

u

p

n

a

s

v

j

e

t

s

k

a

p

r

o

i

z

v

o

d

n

j

a

/

1

0

6

t

1000

100

10

1

Bakar (8940 kg/m3)Aluminij (2710 kg/m3)

Kauuk (1000 kg/m3)Cink (7130 kg/m3)

Sirovo eljezo (7800 kg/m3)

Polimeri (bez kauuka)(1100 kg/m3)

1983. Ukupna godinja proizvodnja polimera

volumenom nadmaila proizvodnju sirovog

eljeza!


Svjetska potroSvjetska potronja plastike 200nja plastike 2006. 6. i predvianje za i predvianje za 2010. (2010. (PlasticsEuropePlasticsEurope))

205milijuna t

255milijuna tAAGR:

5,3

23 23

6 6

2421

40 42

2006. 2010.

EuropaAfrika i Bliski IstokSj. AmerikaAzija/Pacifik

260milijuna t

2007.

245milijuna t

2006.

230milijuna t

2009.

245milijuna t

2008.


45

3 %

3,5 %

Japan

7,5 %

6,0 %4,5 %

4,5 %

1030 38

4 %

1980. 2004. 2010.

13

124

108

129 101

2132

100

218.5 26

103

26207.5

40

8,5

2,5 %

87

50

Ukupno svijet

Sjeverna Amerika

Zapadna Europa Istona Europa

Juna AmerikaJugoistona Azija

Afrika,Bliski istok

PotroPotronja plastinja plastinih materijala po stanovniku 200nih materijala po stanovniku 2004. 4. u svijetu u svijetu i predvianje za i predvianje za 2010. (2010. (PlasticsPlasticsEuropeEurope))


Svjetska proizvodnja plastike 2006. po regijama i zemljama (Svjetska proizvodnja plastike 2006. po regijama i zemljama (PlasticsEuropePlasticsEurope))

20 %

2 %5 %

6 %6 %

24 %

14 %

23 %

Proizvodnja:205 milijuna t

Sj. Amerika

Europa

Azija (bezJapana i

Kine)

Kina

RusijaLatinskaAmerika

JapanAfrika, BliskiIstok


Njemaka24,9 %

Kina13,7 %

SAD9,3 %

Ostalezemlje30,9 %

Italija12,4 %

Japan8,8 %

Svjetskaproizvodnja:19,6 milijardi

EUR

Svjetska proizvodnja strojeva za preradbu plastike i gume 2006. Svjetska proizvodnja strojeva za preradbu plastike i gume 2006. (VDMA)(VDMA)


Afrika, Bliski Istok6 %

Sjeverna Amerika25 %

Velika Britanija2 %

Jugoistona i Istona Azija

28 %

Italija2 %

panjolska2 %

Ostatak Zapadne Europe

2 %

Istona Europa6 %

Ostali4 %

Francuska 3 %

Beneluks5 % Njemaka8 %

Japan7 %

Proizvodnja plastiProizvodnja plastinih materijala u svijetu 2004. (nih materijala u svijetu 2004. (PlasticsPlasticsEuropeEurope))


Ostali 3 %

PP19 %

Konstrukcijski plastomeri

5 %PET7 %

PVC17 %

ABS/SAN/ASA4 %

PE31 %

PUR6 %

PS/PS-E8 %

Udjeli pojedinih vrsta plastiUdjeli pojedinih vrsta plastinih materijala u ukupnoj svjetskoj nih materijala u ukupnoj svjetskoj proizvodnji 2004. (proizvodnji 2004. (PlasticsPlasticsEuropeEurope))


Namjetaj3,5 %

Automobilska industrija

7,5 %

Elektonika i elektrotehnika

7,5 %

Kuanski proizvodi i sportska oprema

9,0 %

Graevinarstvo20,0 %

Ambalaa37,0 %

Poljoprivreda2,0 %

Medicina1,5 %

Ostalo12,0 %

PotroPotronja plastinja plastinih materijala po industrijskim podrunih materijala po industrijskim podrujima u Zapadnoj jima u Zapadnoj Europi 2004. (Europi 2004. (PlasticsPlasticsEuropeEurope))

Ukupno: 43,5 Ukupno: 43,5 milijuna tonamilijuna tona


2300

7565

2980

5010

7240

5720

2520

7733

2935

5065

7225

5800

2770

7955

2875

5205

7555

5950

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

PET

PP

PS + EPS

PE - HD

PE - LD + LLD

PVC

200420032002

PotroPotronja nja irokoprimjenjivihirokoprimjenjivih plastomeraplastomera u Zap. Europi u u Zap. Europi u razdoblju od 2002. do 2004. u 1000 t (razdoblju od 2002. do 2004. u 1000 t (PlasticsPlasticsEuropeEurope))


PotroPotronja konstrukcijskih nja konstrukcijskih plastomeraplastomera u Zap. Europi u u Zap. Europi u razdoblju od 2002. do 2004. u 1000 t (razdoblju od 2002. do 2004. u 1000 t (PlasticsPlasticsEuropeEurope))

400

160

180

295

445

755

750

420

170

185

300

470

770

760

440

185

198

305

507

810

785

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Ostalo

PBT

POM

PMMA

PC

PA

ABS, SAN

200420032002


PotroPotronja nja irokoprimjenjivihirokoprimjenjivih plastomeraplastomera u Zap. Europi u u Zap. Europi u razdoblju od 2007. do 2008. u 1000 t (razdoblju od 2007. do 2008. u 1000 t (PlasticsPlasticsEuropeEurope))


Energijai grijanje

42 %

Transport45 %

OstaloOstalo 55 %%

KemijaKemija 44 %%

PlastiPlastikaka 44 %%

87%

PotroPotronja nafte po podrunja nafte po podrujima (jima (PlasticsPlasticsEuropeEurope))


Posljedica zamjene plastiPosljedica zamjene plastine ambalane ambalae alternativnim ambalae alternativnim ambalanim materijalom nim materijalom ((PlasticsPlasticsEuropeEurope))

potropotronja nja ambalaambalae, te, t

otpadotpad potropotronja nja energijeenergije

emisije emisije staklenistaklenikih kih

plinovaplinova

trotrokovi kovi ambalaambalaee

ostali materijali

plastika

1 1 1 1 1

2

4

1,91,5

1,9


400

500

600

700

800

900

1.000

1.100

1.200

1.300

1.400

1.500

J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F

PSPS

2000. 2001. 2002.

PE-LDPE-LD

2003.

PVCPVC

PE-HDPE-HD

PPPP

Euro / tona

2004. 2005.

Cijena pojedinih vrsta plastiCijena pojedinih vrsta plastinih materijala u Zapadnoj nih materijala u Zapadnoj Europi u razdoblju od 2000. do 2005. (Europi u razdoblju od 2000. do 2005. (PlasticsPlasticsEuropeEurope))


Plastics applications in WE 2004

Ambalaa

Graevi-narstvo

Automobili

Elektronika i elektrotehnika

Ostalo

ostali plasto-

meri

PE-LD/LLD

PE-HD

PP PS PS-E PVC ABS ASA SAN

PMMA PA PET PUR ostalo

Ukupna potronja: 43,5 milijuna tona

37 %

20 %

7,5 %

7,0 %

28,5 %



Ambalaa

Graevi-narstvo

Automobili

Ostalo

Elektronika i elektrotehnika

40,1 %

20,4 %

7,0 %

5,6 %

26,9 %

ostali plasto-

meri

PE-LD/LLD

PE-HD

PP PS PS-E PVC ABS SAN

PMMA PA PET PUR

Ukupna potronja: 45 milijuna tona



EGA NIJE BILO 1968.EGA NIJE BILO 1968.


PakovanjaPakovanja


GraevinarstvoGraevinarstvo


POLIMERNI DIJELOVI U OSOBNOM VOZILUPOLIMERNI DIJELOVI U OSOBNOM VOZILU


Automobili (dijelovi karoserije)Automobili (dijelovi karoserije)


Automobili (vanjski dijelovi)Automobili (vanjski dijelovi)


Automobili (unutraAutomobili (unutranjost)njost)


Automobili (dijelovi motora)Automobili (dijelovi motora)


Udio polimernih materijala u osobnim automobilimaUdio polimernih materijala u osobnim automobilima

1616

7676

44

22

22

1965.1965.

141414,514,514,514,5Ostali materijaliOstali materijali

616163636868eljezo i eljezo i elikelik

333333Olovo, bakar i Olovo, bakar i cinkcink

776,56,54,54,5AluminijAluminij

151513131010PolimeriPolimeri

MaseniMaseni udio , %udio , %MATERIJALMATERIJAL

2003.2003.1995.1995.1985.1985.


ElektriElektrini i elektronini i elektroniki proizvodiki proizvodi


Medicinska tehnikaMedicinska tehnika


ElektriElektrini i elektronini i elektroniki proizvodiki proizvodi


Zrakoplovna industrijaZrakoplovna industrija

OstaloOstalo


KuKuanska oprema i ureajianska oprema i ureaji


Neprobojni prsluk od Neprobojni prsluk od KevlarKevlarvlakanavlakana

Posebne primjenePosebne primjene


Temeljne graneTemeljne grane proizvodnjeproizvodnje

1. RUDARSTVO1. RUDARSTVO 2. POLJOPRIVREDA, 2. POLJOPRIVREDA, UMARSTVO I UMARSTVO I

EKSPLOATACIJA VODAEKSPLOATACIJA VODA

Proizvodnja sirovina

Proizvodnja artefakata

(tvari i proizvodi)

3. 3. PROMETPROMET 4. 4. INDUSTRIJAINDUSTRIJA 5. 5. GRAEVINARSTVOGRAEVINARSTVO


SIROVINA TVAR MATERIJAL PROIZVOD

PRAVLJENJE TVARI

OPLEMENJIVANJE TVARI

IZRADBATVOREVINA

PROIZVODNJA POLIMERNIHPROIZVODNJA POLIMERNIHTVOREVINA (PROIZVODA)TVOREVINA (PROIZVODA)

PProizvodnroizvodni lanac i lanac od sirovine do gotovog proizvodaod sirovine do gotovog proizvoda

PROIZVODNJA MATERIJALAPROIZVODNJA MATERIJALA



Sirovine su prirodne nepreraenetvari od kojih se razliitim postupcima proizvodnje prireuju najprije tvari, te uporabljivi materijali.

Materija je sve to ima masu i zauzima fiziki prostor.Tvar je oblik materije sastavljen od atoma.

Materijal jest tehniki uporabljiva tvar.



PPrrimjeriimjeri proizvodnjeproizvodnje

eljezna ruda

Sirovoeljezo

elik Zupanik

Nafta Poli-merizatPET Coca-Cola

boca


Klasifikacija izradbenih postupaka (DIN 8580)Klasifikacija izradbenih postupaka (DIN 8580)

unounoenjemenjemestica tvariestica tvari

izluizluivanjemivanjemestica tvariestica tvari

premjepremjetanjemtanjemestica tvariestica tvari

PROMJENA SVOJSTAVA IZRATKAPROMJENA SVOJSTAVA IZRATKA(PRESTRUKTURIRANJE)(PRESTRUKTURIRANJE)

glavna skupina 6glavna skupina 6SVOJSTAVA

SVOJSTAVA

glavnaglavnaskupina 5skupina 5

PREVLAPREVLAENJEENJE(OSLOJAVANJE)(OSLOJAVANJE)


POVEZIVANJEPOVEZIVANJE(SPAJANJE)(SPAJANJE)


ODVAJANJEODVAJANJE


PRE PRE OBLIKOVANJEOBLIKOVANJE


PRA PRA OBLIKOVANJEOBLIKOVANJE

(STVARANJE (STVARANJE PRAOBLIKA IPRAOBLIKA I

PRASTRUKTURE)PRASTRUKTURE)

UMNOUMNOITI POVEZANOSTITI POVEZANOSTUMANJITI UMANJITI

POVEZANOSTPOVEZANOSTZADRZADRATIATI

POVEZANOSTPOVEZANOSTSTVORITI STVORITI

POVEZANOSTPOVEZANOST

OBLIKA

OBLIKA

PRO

MJEN

APR

OM

JENA

POSTUPCI PROMJENE OBLIKA i/ili SVOJSTAVAPOSTUPCI PROMJENE OBLIKA i/ili SVOJSTAVAPOSTUPCI POSTUPCI

STVARANJA OBLIKA STVARANJA OBLIKA


Procesi pri pretvorbi sirovina u proizvodeProcesi pri pretvorbi sirovina u proizvode

Kibernetski pristup opisu svih fenomena na Kibernetski pristup opisu svih fenomena na svijetu:svijetu:

tvartvar energijaenergija informacijainformacija TOK INFORMACIJA = TOK INFORMACIJA = POSTUPAKPOSTUPAK TOK TVARI I ENERGIJE = TOK TVARI I ENERGIJE = PROCESPROCES 1. PROCESI MIJENE1. PROCESI MIJENE 2. PROCESI PRIJENOSA2. PROCESI PRIJENOSA 3. PROCESI POHRANE3. PROCESI POHRANE


Tehnika Tehnika pohranjivanja pohranjivanja informacijainformacija

Tehnika Tehnika prijenosa prijenosa informacijainformacija

Tehnika obradbe Tehnika obradbe informacijainformacijaTehnika mjerenja Tehnika mjerenja i voenjai voenja

INFORMAINFORMA--CIJECIJE

Tehnika Tehnika pohranjivanja pohranjivanja energijeenergije

Tehnika Tehnika prijenosa prijenosa energijeenergije

Tehnika Tehnika pretvorbe pretvorbe energijeenergije

ENERGIJAENERGIJA

SkladiSkladina tehnikana tehnikaVisokogradnjaVisokogradnja

Tehnika dobaveTehnika dobavePrometna Prometna tehnikatehnikaNiskogradnjaNiskogradnja

Procesna Procesna tehnikatehnikaIzradbenaIzradbenatehnikatehnika

TVARTVAR

TEHNIKA TEHNIKA POHRANJIVANJAPOHRANJIVANJA

TRANSPORTNA TRANSPORTNA TEHNIKATEHNIKA

PROIZVODNA PROIZVODNA TEHNIKATEHNIKA

POHRANAPOHRANAPRIJENOSPRIJENOS(transport)(transport)

MIJENAMIJENA(pretvorba (pretvorba promjena)promjena)

KLASAKLASAFUNKCIJEFUNKCIJE

IZLAZIZLAZ

M

A

T

E

R

I

-

J

A

L

I

K

A

E

N

E

R

G

E

-

T

I

K

A

I

N

F

O

R

M

A

-

T

I

K

A


PolimeriPolimeri

PolimeriPolimeri su skupni naziv za su skupni naziv za tvaritvari i i materijalematerijale kojih je kojih je osnovni sastojak osnovni sastojak sustavsustav makromolekula.makromolekula.

Polimeri Polimeri MakromolekulniMakromolekulni spojevispojevi Makromolekula je ona specifiMakromolekula je ona specifina razina strukturiranja kojana razina strukturiranja koja

polimere polimere ini posebnom klasom tvari. ini posebnom klasom tvari.

Model i objaModel i objanjenje strukture polimera:njenje strukture polimera: HermannHermann STAUDINGERSTAUDINGER (1923. uveo pojam (1923. uveo pojam makromolekulemakromolekule, , 1953.1953. NobelovaNobelova

nagradanagrada))makros = velikomolecula = mala masa


PodjelaPodjela polimerapolimera po postankupo postanku

PPRRIRODNIIRODNInpr.npr. prirodni kauprirodni kauukukdrvna pulpa drvna pulpa celulozni nitratcelulozni nitrat

SINTETSKISINTETSKInpr. PVCnpr. PVC


PodjelaPodjela polimerapolimera po kemijskom sastavupo kemijskom sastavu

ORGANSKIORGANSKInpr.npr. polistiren (PS)polistiren (PS)

ANORGANSKIANORGANSKInpr. silikonski kaunpr. silikonski kauuk (SI)uk (SI)


PolimerizacijaPolimerizacija

PolimerizacijaPolimerizacija proces stvaranja strukture polimera proces stvaranja strukture polimera

lanlananjemanjem uz uz umreumreivanjeivanje ili bez njega.ili bez njega.

Reakcija Reakcija lanlananjaanja::

MM -- monomer (monomer (niskomolekulniniskomolekulni spoj)spoj)nn -- stupanj polimerizacijestupanj polimerizacije

n M (M)n


monomer polimerizat (polimer)polimerizacija

lanana polimerizacija

polimerizacija

stupnjevita polimerizacija

adicijska kondenzacijska


PolimerizacijaPolimerizacija polietilenapolietilena

POLIMERNA POLIMERNA TVARTVAR(POLIMERIZAT)(POLIMERIZAT)makromolekulnimakromolekulni spojspoj

MERMERponavljajuponavljajua jedinicaa jedinica

niskomolekulniniskomolekulnispojspoj

POLIETILEN POLIETILEN (PE)(PE)

ETILENETILEN--MONOMER MONOMER

ETILEN ETILEN (ETEN) (ETEN)

nafta nafta ugljen ugljen zemni plinzemni plin

SIROVINA SIROVINA

n

C

H

H

C

H

H

|

|

|

|n n n n

POLIMERIZAT + DODACI POLIMERNI MATERIJAL

CH

H

C

H

H

|

|

|

|C

H

H

C

H

H

|

|

|

|


Makromolekula polietilenaMakromolekula polietilena


Makromolekule nekih polimeraMakromolekule nekih polimera


Klasifikacija postupaka Klasifikacija postupaka polimerizacijepolimerizacije (IUPAC)(IUPAC)POLIMERIZACIJAPOLIMERIZACIJA

ADICIJSKA POLIMERIZACIJAADICIJSKA POLIMERIZACIJA KONDENZACIJSKA POLIMERIZACIJAKONDENZACIJSKA POLIMERIZACIJA

LANLANANA POLIMERIZACIJAANA POLIMERIZACIJA STUPNJEVITA POLIMERIZACIJASTUPNJEVITA POLIMERIZACIJA

radikalna polimerizacija (npr. PVC)

kationska polimerizacija (npr. PVE)

stereospecifina polimerizacija (npr. PP)

(npr. PC, PF, UF)

(npr. EP)

anionska polimerizacija (npr. poli (cijan-akrilat))


Prema broju tipova Prema broju tipova meramera u u makromolekuli razlikuju se:makromolekuli razlikuju se:

HomopolimeriHomopolimeri (makromolekula se sastoji samo od (makromolekula se sastoji samo od

jednog tipa jednog tipa meramera))

KopolimeriKopolimeri (makromolekula se sastoji od dva ili vi(makromolekula se sastoji od dva ili vie e

tipova tipova meramera))

Broj tipova Broj tipova meramera


STATISTIKI KOPOLIMERNAIZMJENINI KOPOLIMERBLOK KOPOLIMER

CIJEPLJENI KOPOLIMER

mer A mer B

KopolimeriKopolimeri


OpOpi izgled makromolekulei izgled makromolekule

LINEARNA

GRANATA

UMREENA


NadmolekulnaNadmolekulna (fizi(fizika) struktura polimeraka) struktura polimeraVrste veza u polimerimaVrste veza u polimerima

PrimarnePrimarne (kemijske) (kemijske) vezeveze Povezanost Povezanost meramera u u makromolekulnommakromolekulnom lanculancu

SekundarneSekundarne (fizikalne)(fizikalne) vezeveze Meusobna povezanost Meusobna povezanost makromolekulnihmakromolekulnih lanacalanaca

Van der Van der WaalsoveWaalsove silesile dipolnedipolne silesile vodikovi mostovivodikovi mostovi


KRISTALNO KRISTALNO stanjestanje

MONOKRISTALIMONOKRISTALI

KRISTALASTO (djelomice KRISTALASTO (djelomice kristalizirano) kristalizirano) vrsto vrsto stanjestanje

KRISTALASTOKRISTALASTO kapljastokapljastostanje (stanje (kapljevitikapljeviti kristali)kristali)

AMORFNOAMORFNOvrsto vrsto stanjestanje

KAPLJASTOKAPLJASTOstanjestanje

PLINOVITOPLINOVITOstanjestanje

TRODIMENZIJSKITRODIMENZIJSKI

DALEKI DALEKI POREDAKPOREDAK

UREENOST UREENOST UU DVIJE DVIJE DIMENZIJEDIMENZIJE

UREENOST UREENOST U JEDNOJ U JEDNOJ DIMENZIJIDIMENZIJI

BLISKI BLISKI POREDAK POREDAK

POTPUNAPOTPUNAUREENOSTUREENOST

DJELOMIDJELOMINA UREENOSTNA UREENOSTPOTPUNAPOTPUNANEUREENOSTNEUREENOST

Razine nadmolekulne ureenosti strukture

SpecifiSpecifina struktura polimerana struktura polimera


NadmolekulnaNadmolekulna struktura polimerastruktura polimeraAMORFNA AMORFNA

STRUKTURA STRUKTURA


NadmolekulnaNadmolekulna struktura polimerastruktura polimeraKRISTALASTA KRISTALASTA STRUKTURASTRUKTURA

SAVIJENO KRISTALIZIRANE LAMELE

USPOREDNOKRISTALIZIRANE LAMELE

AMORFNA PODRUJA

KRISTALNA PODRUJA(KRISTALITI)


FiziFizika stanja polimeraka stanja polimera

Deformacija polimernog tijela ovisi o Deformacija polimernog tijela ovisi o naprezanjunaprezanju, , temperaturitemperaturi,,vremenuvremenu u kojem se deformacija promatra i u kojem se deformacija promatra i uvjetimauvjetimaoptereoptereivanjaivanja (ponajvi(ponajvie brzini opteree brzini optereivanja)ivanja)

FiziFizika stanja polimera: ka stanja polimera: staklasto staklasto gumasto gumasto kapljastokapljasto

skupine fiziskupine fizikih stanja, grupirane po kriteriju kih stanja, grupirane po kriteriju deformabilnostideformabilnosti, stoga se ta stanja jo, stoga se ta stanja jo nazivaju i nazivaju i deformacijskadeformacijska ili ili relaksacijska stanjarelaksacijska stanja. .

deformacijska stanja reflektiraju pokretljivost (gibljivost) deformacijska stanja reflektiraju pokretljivost (gibljivost) makromolekule u toplinskom gibanju. makromolekule u toplinskom gibanju.


TermomehaniTermomehanikaka krivulja polimerakrivulja polimera(Ovisnost deformacije o temperaturi(Ovisnost deformacije o temperaturi ))

TemperaturaTemperatura

STAKLASTOSTAKLASTOSTANJESTANJE

GUMASTOGUMASTOSTANJESTANJE

KAPLJASTOKAPLJASTOSTANJE STANJE

gg

ff

TTgg TTff

D

e

f

o

r

m

a

c

i

j

a

D

e

f

o

r

m

a

c

i

j

a

LINEARNI AMORFNI LINEARNI AMORFNI POLIMERPOLIMER


Staklasto stanjeStaklasto stanjeElastiElastina deformacijana deformacija ostvaruje se ostvaruje se promjenama valentnih veza i valentnih kutovapromjenama valentnih veza i valentnih kutova

sprijesprijeeni su procesi promjene mjesta cijele eni su procesi promjene mjesta cijele makromolekule (makromolekule (makrobraunovomakrobraunovo gibanje) i gibanje) i toplinsko gibanje segmenata lanaca i botoplinsko gibanje segmenata lanaca i bonih nih lanaca jedne makromolekule (lanaca jedne makromolekule (mikrobraunovomikrobraunovogibanje)gibanje)

deformacija polimera u staklastom stanju istog deformacija polimera u staklastom stanju istog je tipa kao deformacije stakla i keramike je tipa kao deformacije stakla i keramike

mala po iznosu, nastaje i nestaje trenutamala po iznosu, nastaje i nestaje trenutanono priblipriblino slijedi no slijedi HookeovHookeov zakon elastizakon elastinostinosti



Gumasto stanjeGumasto stanjeViskoelastiViskoelastinana deformacijadeformacija

izmeu izmeu TTgg i i TTff omoguomogueno je toplinsko gibanje segmenata eno je toplinsko gibanje segmenata

lanaca i bolanaca i bonih lanaca jedne makromolekule nih lanaca jedne makromolekule ((mikrobraunovomikrobraunovo gibanje)gibanje)

ostvaruju se razmjerno velika elastiostvaruju se razmjerno velika elastina istezanjana istezanja za nastanak i nestanak deformacije potrebno je za nastanak i nestanak deformacije potrebno je

konakonano vrijeme (relaksacijsko vrijeme) no vrijeme (relaksacijsko vrijeme)



Kapljasto stanjeKapljasto stanje

Pokretljivost segmenata makromolekule toliko je Pokretljivost segmenata makromolekule toliko je velika da se oni gibaju u smjeru djelovanja velika da se oni gibaju u smjeru djelovanja optereoptereenja. enja. iznad iznad TTff premjepremjeta se centar masa makromolekulata se centar masa makromolekula promjena mjesta omogupromjena mjesta omoguena je ena je nepovratljiva deformacija nepovratljiva deformacija teteenjeenje



Staklasto stanjeStaklasto stanje Gumasto stanjeGumasto stanjeStakliStaklitete TTgg

(temperatura staklastog prijelaza)(temperatura staklastog prijelaza)DEFORMACIJSKI PRIJELAZ DEFORMACIJSKI PRIJELAZ

(specifi(specifinost polimera)nost polimera)

Gumasto stanjeGumasto stanje Kapljasto stanjeKapljasto stanjeTeciTecitete TTff

FAZNI PRIJELAZFAZNI PRIJELAZ

Karakteristike fiziKarakteristike fizikih prijelaza polimerakih prijelaza polimera


Ostale opOstale ope karakteristikee karakteristike Prijelazi izmeu fiziPrijelazi izmeu fizikih stanjakih stanja nisu skokoviti nisu skokoviti

(diskretni) ve(diskretni) ve se zbivaju u odreenom se zbivaju u odreenom temperaturnom podrutemperaturnom podruju, koje se karakterizira ju, koje se karakterizira dogovornom diskretnom temperaturom (dogovornom diskretnom temperaturom (TTgg i i TTff) )

StakliStaklitete ((TTgg) ) nije fazni prijelaz, venije fazni prijelaz, ve prijelaz iz prijelaz iz jednog u drugo fizijednog u drugo fiziko (deformacijsko) stanje tvariko (deformacijsko) stanje tvari

Polimeri ne mogu prijePolimeri ne mogu prijei u i u plinovito stanjeplinovito stanje, tj. , tj. imaju samo imaju samo jedan fazni prijelazjedan fazni prijelaz ((teciteciteteTTff))



TemperaturaTemperaturaTTgg TTffTTmm TTdd

AMORFNI LINEARNI AMORFNI LINEARNI POLIMERPOLIMER

UMREUMREENI ENI POLIMERPOLIMER

KRISTALASTI KRISTALASTI POLIMERPOLIMER

D

e

f

o

r

m

a

c

i

j

a

D

e

f

o

r

m

a

c

i

j

a

Ovisnost Ovisnost termomehanitermomehanikeke krivulje krivulje o stupnju ureenosti strukture o stupnju ureenosti strukture


Kristalasti plastomeriKristalasti plastomeriPrije nego se rastale (prijPrije nego se rastale (prijeu u kapljasto eu u kapljasto stanje) njihova fizistanje) njihova fizika struktura mijenja seka struktura mijenja se

KristalastaKristalasta AmorfnaAmorfnaTaliTalite te TTmm

(temperatura taljenja kristalita)(temperatura taljenja kristalita)



UmreUmreeni polimeri (duromeri i elastomeri)eni polimeri (duromeri i elastomeri) ne mogu se rastaliti (nemaju ne mogu se rastaliti (nemaju tecitecitata TTff)) razgrauju se pri temperaturi razgradnjerazgrauju se pri temperaturi razgradnje, ,

razgradirazgraditutu ((TTdd)) pri istim uvjetima ostvaruju manju gumastu pri istim uvjetima ostvaruju manju gumastu

deformaciju od amorfnih polimeradeformaciju od amorfnih polimera podrupodruje prijelaznih temperatura iz staklasto u je prijelaznih temperatura iz staklasto u

gumasto stanje redovito je mnogo gumasto stanje redovito je mnogo ire ire



ReologijaReologija polimernih polimernih taljevinataljevina

ReologijaReologija je je znanost koja prouznanost koja prouava ava teteenje i deformacije pri teenje i deformacije pri teenju. enju.

Temeljna zadaTemeljna zadaa a reologijereologije sastoji se stoga u sastoji se stoga u prouprouavanju povezanosti avanju povezanosti naprezanjanaprezanja, , deformacijadeformacija i i vremenavremena..


Ukupna deformacija Ukupna deformacija vrstog tijelavrstog tijela

elel -- elastielastina (na (povratljivapovratljiva) deformacija) deformacija plpl -- plastiplastina (na (nepovratljivanepovratljiva) deformacija) deformacija

ElastiElastina deformacijana deformacija

ENEN -- energijski elastienergijski elastina deformacijana deformacija ETET -- entropijski elastientropijski elastina deformacijana deformacija

plelu

+=

ETENel

+=


ElastiElastina svojstva polimernih taljevinana svojstva polimernih taljevina

ElastiElastina svojstva polimernih taljevina vrlo su specifina svojstva polimernih taljevina vrlo su specifina i na i odluodluujuujua ne samo za karakteristike preradbe nego ia ne samo za karakteristike preradbe nego isvojstva gotovih proizvoda.svojstva gotovih proizvoda.

ElastiElastina svojstva najna svojstva najeee se razmatraju kvalitativno zboge se razmatraju kvalitativno zbognjihove izuzetno kompleksne matematinjihove izuzetno kompleksne matematike formulacije. ke formulacije.

SpecifiSpecifina viskoelastina viskoelastina svojstva polimernih taljevinana svojstva polimernih taljevinaposljedica su njihove makromolekulne strukture. posljedica su njihove makromolekulne strukture.


Temeljne zakonitosti teTemeljne zakonitosti teenja enja polimernih polimernih taljevinataljevina

NeumreNeumreeni polimeri (eni polimeri (plastomeriplastomeri) zagrijani iznad ) zagrijani iznad tecitecitata ili taliili talita postaju tzv. ta postaju tzv. polimerne polimerne taljevinetaljevine. .

Polimerne Polimerne taljevinetaljevine ne pokazuju idealno viskoznone pokazuju idealno viskoznoponaponaanje veanje ve imaju i izraimaju i izraena ena elastielastina svojstvana svojstva. .

Takvo se specifiTakvo se specifino ponano ponaanje anje polimerihpolimerih taljevinataljevinaopisuje pojmom opisuje pojmom viskoelastiviskoelastinostinosti. .


ReoloReolokeke karakteristike polimernih karakteristike polimernih taljevinataljevina

ETvu

+=vv -- viskozna deformacija viskozna deformacija nepovratljivanepovratljiva (trajna) (trajna) temperaturno i vremenski ovisnatemperaturno i vremenski ovisna

ETET -- entropijski elastientropijski elastina deformacija na deformacija povratljivapovratljivadeformacija (ali ne trenutadeformacija (ali ne trenutano) temperaturno i vremenski ovisna no) temperaturno i vremenski ovisna specifispecifina jena je karakteristika polimera (i u karakteristika polimera (i u vrstom stanju!)vrstom stanju!)


Vrste Vrste viskoelastiviskoelastinihnih deformacijadeformacijapolimernih polimernih taljevinataljevina

LINEARNA VISKOELASTILINEARNA VISKOELASTINOSTNOST Linearna ovisnost naprezanja o deformacijskoj Linearna ovisnost naprezanja o deformacijskoj

proprolosti (vrijedi samo kao priblilosti (vrijedi samo kao priblino ponano ponaanje anje polimernih polimernih taljevinataljevina i to samo pri niskim i to samo pri niskim ili ili

NELINEARNA VISKOELASTINELINEARNA VISKOELASTINOSTNOST Nelinearna ovisnost naprezanja o deformacijskoj Nelinearna ovisnost naprezanja o deformacijskoj

proprolostilostiStvarnoStvarno ponaponaanje polimernih anje polimernih taljevinataljevina!!


00

S

m

i

S

m

i

n

o

n

a

p

r

e

z

a

n

j

e

,

n

o

n

a

p

r

e

z

a

n

j

e

,

NjutnovskeNjutnovske

ViskoplastiViskoplastinene

StrukturnoStrukturno--viskozneviskozne

DilatantneDilatantne

SmiSmina brzina, na brzina, ..

Krivulje teKrivulje teenja razlienja razliitih skupina itih skupina kapljevinakapljevina


SmiSmina viskoznost, na viskoznost, otpor smicanju zbog adhezije i unutarnjeg otpora; ovisi otpor smicanju zbog adhezije i unutarnjeg otpora; ovisi o vrsti i sastavu tvari, velio vrsti i sastavu tvari, veliini molekula i temperaturiini molekula i temperaturi

= = NjutnovskeNjutnovske kapljevine:kapljevine:smismina viskoznost je konstantnana viskoznost je konstantna

StrukturnoStrukturno--viskozne kapljevine:viskozne kapljevine:polimerne kapljevinepolimerne kapljevine pri povipri povienim smienim sminim nim brzinama (u podrubrzinama (u podruju niskih smiju niskih sminih brzina nih brzina njutnovskenjutnovske))

.


DilatantneDilatantne kapljevine:kapljevine:suspenzije nekih polimera, mokri pijesak, vodena suspenzije nekih polimera, mokri pijesak, vodena suspenzija suspenzija kroba itd.kroba itd.

ViskoplastiViskoplastinene kapljevine:kapljevine:To su tvari koje imaju odreenu granicu teTo su tvari koje imaju odreenu granicu teenja (enja (oo), tj.), tj.prednaprezanjeprednaprezanje koje im je potrebno da bi pokoje im je potrebno da bi poele teele tei.i.

Ako nakon postizanja granice teAko nakon postizanja granice teenja imaju linearnu, enja imaju linearnu, njutnovskunjutnovsku karakteristiku tekarakteristiku teenja nazivaju se enja nazivaju se binghemovskebinghemovske kapljevine:kapljevine:

= = oo++(maziva, kreme, glina, (maziva, kreme, glina, buka itd.) buka itd.)

.


Usmjerenost (orijentiranost) makromolekulaUsmjerenost (orijentiranost) makromolekula PrisjetljivostPrisjetljivost (elasti(elastini oporavak strukture)ni oporavak strukture) ProProirenje ekstrudata (mlaza)irenje ekstrudata (mlaza) Lom taljevine Lom taljevine

Razvijanje viskozne disipacijske energijeRazvijanje viskozne disipacijske energije

Pojave pri tePojave pri teenju polimernih taljevinaenju polimernih taljevina(posljedice viskoelasti(posljedice viskoelastinih svojstava) nih svojstava)


Usmjerenost makromolekulaUsmjerenost makromolekula

Naglim hlaenjem polimerne taljevine tijekom preradbe Naglim hlaenjem polimerne taljevine tijekom preradbe (npr. u kalupu) (npr. u kalupu) zamrzavazamrzava se orijentirano (usmjereno) se orijentirano (usmjereno) stanje makromolekula. stanje makromolekula.

MehaniMehanika (i ostala) svojstva poboljka (i ostala) svojstva poboljavaju se u smjeru avaju se u smjeru orijentiranja, a pogororijentiranja, a pogoravaju okomito na taj smjer. avaju okomito na taj smjer.

NajNajeee je ta pojava nepoe je ta pojava nepoeljna jer se obieljna jer se obino teno tei i prostorno ujednaprostorno ujednaenim svojstvima proizvoda (enim svojstvima proizvoda (izotropnostizotropnostsvojstavasvojstava).).

PovePoveanjem anjem temperaturetemperature i i vremenavremena preradbe preradbe snizujesnizuje se se stupanj stupanj orijentacije makromolekulaorijentacije makromolekula!!


Prisjetljivost (elastiPrisjetljivost (elastini oporavak ni oporavak strukture)strukture)

Prisjetljivost Prisjetljivost ((e. e. memorymemory effecteffect)) izravna je posljedicaizravna je posljedicaorijentiranosti makromolekula tijekom preoblikovanjaorijentiranosti makromolekula tijekom preoblikovanjapolimernih taljevina.polimernih taljevina.TaljevinaTaljevina se se prisjeprisjeaa svog polaznog stanja s posvog polaznog stanja s poetka etka preradbe i svih pojava vezanih uz viskoelastipreradbe i svih pojava vezanih uz viskoelastinost polimera.nost polimera.Kao i sve relaksacijske pojave Kao i sve relaksacijske pojave temperaturnotemperaturno je i je i vremenskivremenskiovisna. ovisna. Svojstvo Svojstvo prisjetljivostiprisjetljivosti koristi se u nekim postupcima koristi se u nekim postupcima proizvodnje proizvodnje

npr. npr. stezljivistezljivi polietilenski film za polietilenski film za pakiranje proizvodapakiranje proizvoda


T T = 20 = 20 CC

T T = 130 = 130 CC

T T = 135 = 135 CC

TT = 145 = 145 CC

PrisjetljivostPrisjetljivost

Epruveta: PSEpruveta: PS


ProProirenje ekstrudata (mlaza)irenje ekstrudata (mlaza)

mm22ll22ll11

dd00

dd11

mm11ll1 1 ll22

mm1 1 = = mm22dd11//dd0 0 dd22//dd00

dd00

dd22

duga mlaznica kratka mlazniduga mlaznica kratka mlaznicaca

6/12r20

11,0

ddTannerovaTannerova jednadjednadbaba


Lom taljevineLom taljevine

QQ11QQ22

QQ33QQ44

QQ protok protok taljevinetaljevine((QQ11 QQ22 QQ33 QQ44))


Lom taljevineLom taljevine

Ostali utjecaji:Ostali utjecaji:

temperatura temperatura taljevinetaljevine tlak tlak ekstrudiranjaekstrudiranja tip polimeratip polimera brzina brzina ekstrudiranjaekstrudiranja

((molekulnamolekulna masa i njena razdioba)masa i njena razdioba)


Pojavni oblici loma Pojavni oblici loma taljevinetaljevine pri pri ekstrudiranjuekstrudiranju


OOvrvrivanje polimernih taljevinaivanje polimernih taljevina

NeumreNeumreiveive polimerne taljevinepolimerne taljevine(plastomeri i elastoplastomeri) (plastomeri i elastoplastomeri)

fizikalno skrufizikalno skruivanje (hlivanje (hlaenjeaenje) )

UmreUmreiveive polimerne taljevinepolimerne taljevine(duromeri i elastomeri) (duromeri i elastomeri)

kemijska reakcija kemijska reakcija umreumreivanjaivanja


SkruSkruivanje plastomernih taljevina (dijagram ivanje plastomernih taljevina (dijagram vv--T)T)

TTgg

ggTTmm((TTff))

TT

gg

mmmm

S

p

e

c

i

f

i

S

p

e

c

i

f

i

n

i

o

b

u

j

a

m

,

n

i

o

b

u

j

a

m

,

v

v

Temperatura,Temperatura, TT

AMORFNI AMORFNI POLIMERIPOLIMERI

KRISTALASTI KRISTALASTI POLIMERIPOLIMERI

KRISTALNI KRISTALNI POLIMERIPOLIMERI


Dijagram Dijagram pp--vv--TT amorfnih plastomera amorfnih plastomera

brzo hlaenjebrzo hlaenje

sporo hlaenjesporo hlaenje

relaksacijarelaksacija

staklasto podrustaklasto podrujeje prijelaznoprijelaznopodrupodrujeje

podrupodruje je taljevinetaljevine

TTg0g0 TTg1g1 TTg2g2

linija linija promjene promjene staklistaklitataS

p

e

c

i

f

i

S

p

e

c

i

f

i

n

i

o

b

u

j

a

m

,

n

i

o

b

u

j

a

m

,

v

v

pp00

pp11

pp22pp00


Dijagram Dijagram pp--vv--TT kristalastih plastomerakristalastih plastomera

brzo hlaenjebrzo hlaenje

sporo hlaenjesporo hlaenje

relaksacijarelaksacija

vrsto, vrsto, kristalastokristalastopodrupodrujeje

prijelaznoprijelaznopodrupodrujeje

podrupodruje je taljevinetaljevine

Temperatura,Temperatura,TTTTk0k0 TTk1k1TTk2k2

pp00

pp11

pp22

TTm0m0 TTm1m1TTm2m2

pp00


MehaniMehanika svojstva polimeraka svojstva polimera

Na mehaniNa mehanike karakteristike polimernih ke karakteristike polimernih materijala najznamaterijala najznaajnije utjeajnije utjeu temperatura i u temperatura i vrijeme (sadrvrijeme (sadrano u komponenti brzina ano u komponenti brzina optereoptereivanja i trajanja optereivanja i trajanja optereenja). enja).

OgraniOgraniivivi se u razmatranjima na statii se u razmatranjima na statika ka optereoptereenja, polimerni materijali na snienja, polimerni materijali na snienje enje temperature i povitemperature i povienje brzine optereenje brzine optereivanja (tj. ivanja (tj. brzine deformiranja), odgovaraju povibrzine deformiranja), odgovaraju povienjem enjem vrstovrstoe, odnosno krutosti. e, odnosno krutosti.


Nominalni dijagram Nominalni dijagram rasteznorasteznonaprezanjenaprezanje--istezanjeistezanje

Istezanje,

R

a

s

t

e

z

n

o

n

a

p

r

e

z

a

n

j

e

,

amorfni plastomeri i duromeri

kristalasti plastomeri

guma


Toplinska svojstva polimeraToplinska svojstva polimera

Procesi izmjene topline izravno ovise o toplinskim Procesi izmjene topline izravno ovise o toplinskim svojstvima polimera, koja su vrlo specifisvojstvima polimera, koja su vrlo specifina, jer na, jer ovise o ovise o temperaturitemperaturi, , tlakutlaku i i toplinskoj protoplinskoj prolostilosti i i strukturi materijala:strukturi materijala:

Toplinska rastezljivostToplinska rastezljivost , , KK--11SpecifiSpecifini toplinski kapacitet ni toplinski kapacitet ccpp, kJ/, kJ/kgKkgKToplinska provodnost Toplinska provodnost , W/, W/mKmKToplinska difuznost Toplinska difuznost aa, mm, mm22/s/sSpecifiSpecifina entalpija na entalpija hh, kJ/kg, kJ/kgToplinska prodornostToplinska prodornost bb, Ws, Ws1/21/2mm--22KK--11


Toplinska rastezljivost (Toplinska rastezljivost ()) relativna je promjena relativna je promjena duljine tijela po jedinici promjene temperature:duljine tijela po jedinici promjene temperature:

Tl

l01

lloo -- duljina pri temperaturi duljina pri temperaturi TTooll -- povepoveanje duljine pri porastu temperature za anje duljine pri porastu temperature za TTToplinska rastezljivost polimerToplinska rastezljivost polimera u rasponu je (a u rasponu je (55 -- 23) 23) 1010--55 KK--11

Toplinska rastezljivostToplinska rastezljivost


Toplinska rastezljivost plastomeraToplinska rastezljivost plastomeraTemperaturna ovisnostTemperaturna ovisnost

Temperatura Temperatura TT, K, K

T

o

p

l

i

n

s

k

a

r

a

s

t

e

z

l

j

i

v

o

s

t

T

o

p

l

i

n

s

k

a

r

a

s

t

e

z

l

j

i

v

o

s

t

, K

,

K

-

-

1

1

PEPE--HDHD

PEPE--LDLD

PSPS

PCPC

KRISTALASTIKRISTALASTI

AMORFNIAMORFNI


SpecifiSpecifinini obujamobujam ((vv)) vv = 1/= 1/

pTv

v

1

Tpv

v

1

3Toplinska Toplinska irljivost:irljivost:

IzotermnaIzotermna stlastlaivostivost::

Promjene obujma polimera zbog djelovanja Promjene obujma polimera zbog djelovanja temperature i tlakatemperature i tlaka


SpecifiSpecifini toplinski kapacitet (ni toplinski kapacitet (ccpp)) jest kolijest koliina topline koju ina topline koju treba dovesti jedinici mase tvari da bi joj temperatura treba dovesti jedinici mase tvari da bi joj temperatura porasla za 1K:porasla za 1K:

pp Th

TH

mc

1p

mm -- masa tvari, masa tvari, HH -- entalpijaentalpija, , hh -- specifispecifina na entalpijaentalpija (po (po jedinici mase)jedinici mase)

SpecifiSpecifini toplinski kapacitetni toplinski kapacitet

PrimjenaPrimjena Toplinska energija potrebna za Toplinska energija potrebna za taljenje polimernog materijala pri preradbitaljenje polimernog materijala pri preradbi::

Tcmq p


SpecifiSpecifini toplinski kapacitet plastomerani toplinski kapacitet plastomeraTemperaturna ovisnostTemperaturna ovisnost



AMORFNIAMORFNI

S

p

e

c

i

f

i

S

p

e

c

i

f

i

n

i

t

o

p

l

i

n

s

k

i

n

i

t

o

p

l

i

n

s

k

i

k

a

p

a

c

i

t

e

t

k

a

p

a

c

i

t

e

t

c

c

p

p

,

,

k

J

/

k

J

/

k

g

K

k

g

K

PEPE--HDHD

PEPE--LDLD

PSPS

PCPC


Toplinska provodnost (Toplinska provodnost ()) jejestst kolikoliina topline u ina topline u jedinici vremena jedinici vremena to se provodi kroz presjek to se provodi kroz presjek tijela po jedinici duljine itijela po jedinici duljine i temperature.temperature.

Toplinska Toplinska provodnostprovodnost


Toplinska provodnost plastomera Toplinska provodnost plastomera Temperaturna ovisnostTemperaturna ovisnost

T

o

p

l

i

n

s

k

a

p

r

o

v

o

d

n

o

s

t

T

o

p

l

i

n

s

k

a

p

r

o

v

o

d

n

o

s

t

, , W

/

W

/

m

K

m

K

PEPE--HDHD

PEPE--LDLD

PSPS

PCPC

PVCPVC

POMPOM



AMORFNIAMORFNI


Toplinska Toplinska difuzivnostdifuzivnost ((aa)) je brzina promjene je brzina promjene temperature tijela ili tijek temperature tijela ili tijek irenja topline. irenja topline. irenje topline i promjena temperature irenje topline i promjena temperature istodobni su procesi. istodobni su procesi. Odreivanje toplinske Odreivanje toplinske difuzivnostidifuzivnosti priliprilino je no je nesigurno pa je za potrebe injekcijskog nesigurno pa je za potrebe injekcijskog prepreanja uvedena karakteristika anja uvedena karakteristika efektivna efektivna toplinska toplinska difuzivnostdifuzivnost kao funkcija kao funkcija temperature temperature kalupnekalupne upljine.upljine.

Toplinska Toplinska difuzivnostdifuzivnost


Toplinska Toplinska difuzivnostdifuzivnost plastomeraplastomeraTemperaturna ovisnostTemperaturna ovisnost

T

o

p

l

i

n

s

k

a

d

i

f

u

z

n

o

s

t

T

o

p

l

i

n

s

k

a

d

i

f

u

z

n

o

s

t

a

,

a

,

m

m

m

m

2

2

/

s

/

s

PEPE--HDHD

aaefef

PSPS



AMORFNIAMORFNI

aaefef = f(= f( KK))

pca


SpecifiSpecifina entalpija na entalpija hh (sadr(sadraj topline)aj topline)::

SpecifiSpecifina entalpijana entalpija

PrimjenaPrimjena Toplinska energija potrebna za Toplinska energija potrebna za taljenje polimernog materijala pri preradbitaljenje polimernog materijala pri preradbi::

21

)(pT

T

dTTch

hmq


Entalpija polimera nije Entalpija polimera nije ista ista veliveliina stanjaina stanja, jer osim , jer osim o o temperaturitemperaturi i i tlakutlaku ovisi i o ovisi i o toplinskoj protoplinskoj prolostilostimaterijala! materijala! Na Na entalpijuentalpiju amorfnih plastomera posebno utjeamorfnih plastomera posebno utjeu u brzina hlaenja i naknadna toplinska obradbabrzina hlaenja i naknadna toplinska obradba, a na , a na entalpijuentalpiju kristalastihkristalastih polimera jopolimera jo i stupanj i stupanj kristalnosti. kristalnosti. Za preradbu kristalastih plastomera potrebno viZa preradbu kristalastih plastomera potrebno vie e topline nego za preradbu amorfnih (topline nego za preradbu amorfnih (kristalastekristalasteplastomere potrebno je rastaliti plastomere potrebno je rastaliti -- toplina taljenja).toplina taljenja).

Posebnosti entalpije polimeraPosebnosti entalpije polimera


SpecifiSpecifina entalpija plastomerana entalpija plastomeraTemperaturna ovisnostTemperaturna ovisnost

S

p

e

c

i

f

i

S

p

e

c

i

f

i

n

a

n

a

e

n

t

a

l

p

i

j

a

e

n

t

a

l

p

i

j

a

h

,

h

,

k

J

/

k

g

k

J

/

k

g

PEPE--HDHD

PEPE--LDLD

PS, SANPS, SAN

PCPC

POMPOM

293293 Temperatura Temperatura TT, K, K


AMORFNIAMORFNI


Toplinska prodornost (Toplinska prodornost (bb)) je brzina je brzina prodiranja topline u tijelo ili sposobnost prodiranja topline u tijelo ili sposobnost akumuliranja tijekom vremena. akumuliranja tijekom vremena. OmoguOmoguuje prorauje proraun temperature koja se un temperature koja se uspostavlja na dodirnoj plohi dvaju uspostavlja na dodirnoj plohi dvaju beskonabeskonano rasprostranjenih no rasprostranjenih vrstih tijela vrstih tijela razlirazliitih temperatura i razliitih temperatura i razliitih toplinskih itih toplinskih svojstava.svojstava.

Toplinska prodornost Toplinska prodornost

pcb 21

2211D bb

bTbTT


T

o

p

l

i

n

s

k

a

p

r

o

d

o

r

n

o

s

t

T

o

p

l

i

n

s

k

a

p

r

o

d

o

r

n

o

s

t

b

,

b

,

W

s

W

s

1

/

2

1

/

2

m

m

-

-

2

2

K

K

-

-

1

1

PEPE--HDHD

PEPE--LDLD

PSPS

POMPOM

PMMAPMMA

PVCPVC

Toplinska prodornost Toplinska prodornost plastomeraplastomeraTemperaturna ovisnostTemperaturna ovisnost



AMORFNIAMORFNI

PPRERADBA POLIMERARERADBA POLIMERAI. Glavna skupinaI. Glavna skupina

Postupci praoblikovanjaPostupci praoblikovanja


Klasifikacija izradbenih postupaka (DIN 8580)Klasifikacija izradbenih postupaka (DIN 8580)

unounoenjemenjemestica tvariestica tvari

izluizluivanjemivanjemestica tvariestica tvari

premjepremjetanjemtanjemestica tvariestica tvari

PROMJENA SVOJSTAVA IZRATKAPROMJENA SVOJSTAVA IZRATKA(PRESTRUKTURIRANJE)(PRESTRUKTURIRANJE)

glavna skupina 6glavna skupina 6SVOJSTAVA

SVOJSTAVA


PREVLAPREVLAENJEENJE(OSLOJAVANJE)(OSLOJAVANJE)


POVEZIVANJEPOVEZIVANJE(SPAJANJE)(SPAJANJE)


ODVAJANJEODVAJANJE


PRE PRE OBLIKOVANJEOBLIKOVANJE


PRA PRA OBLIKOVANJEOBLIKOVANJE

(STVARANJE (STVARANJE PRAOBLIKA IPRAOBLIKA I

PRASTRUKTURE)PRASTRUKTURE)

UMNOUMNOITI POVEZANOSTITI POVEZANOSTUMANJITI UMANJITI

POVEZANOSTPOVEZANOSTZADRZADRATIATI

POVEZANOSTPOVEZANOSTSTVORITI STVORITI

POVEZANOSTPOVEZANOST

OBLIKA

OBLIKAPR

OM

JENA

PRO

MJEN

A

POSTUPCI PROMJENE OBLIKA i/ili SVOJSTAVAPOSTUPCI PROMJENE OBLIKA i/ili SVOJSTAVAPOSTUPCI POSTUPCI STVARANJA OBLIKA STVARANJA OBLIKA


Postupci praoblikovanjaPostupci praoblikovanja

KONTINUIRANI POSTUPCIKONTINUIRANI POSTUPCIKalandriranjeKalandriranjePrevlaPrevlaenjeenjeKontinuirano lijevanjeKontinuirano lijevanjeEkstrudiranjeEkstrudiranje

CIKLICIKLIKI POSTUPCIKI POSTUPCILijevanjeLijevanjeIstiskivanje (cikliIstiskivanje (ciklika varijanta ka varijanta ekstrudiranjaekstrudiranja))SraSraivanje (ivanje (sinteriranjesinteriranje))PrePreanje anje


KONTINUIRANI POSTUPCIKONTINUIRANI POSTUPCIKalandriranjeKalandriranje

(e. (e. CalanderingCalandering))


Osnove Osnove kalandriranjakalandriranja

U osnovi se U osnovi se kalandriranjekalandriranje sastoji od kontinuiranog sastoji od kontinuiranog provlaprovlaenja omekenja omekane polimerne smjese kroz paroveane polimerne smjese kroz parovevaljaka i njenog skruvaljaka i njenog skruivanja u zadani oblik proizvodaivanja u zadani oblik proizvoda((kalandratakalandrata).).

Polimeri koji se Polimeri koji se kalandrirajukalandriraju::

elastomerielastomeri ( (posebice prirodni, rjposebice prirodni, rjee sintetskiee sintetski)) PVC PVC kruti i savitljivi kruti i savitljivi (rj(rjee CAee CA, PS, PE), PS, PE)


Osnove Osnove kalandriranjakalandriranja

NaNain oin ovrvrivanja proizvoda (ivanja proizvoda (kalandratakalandrata):): geliranjegeliranje + + hlaenje hlaenje (npr. PVC)(npr. PVC) hlaenje hlaenje (npr. PS)(npr. PS) umreumreivanjeivanje ((elastomerielastomeri))


Linija za Linija za kalandriranjekalandriranje

11 ekstruderekstruder za pripremu smjeseza pripremu smjese22 dvovaljakdvovaljak za homogeniziranjeza homogeniziranje33 osjetilo metalaosjetilo metala4 4 dobavna trakadobavna traka5 5 kalandarkalandar (4L)(4L)6 6 izvlaizvlailoilo7 7 utiskivalicautiskivalica

8 8 uzduuzduna na rezalicarezalica99 staza za hlaenjestaza za hlaenje/temperiranje/temperiranje1010 potlapotlanini valjakvaljak1111 ureaj za mjerenje povr ureaj za mjerenje povrinske maseinske mase1212 ureaj za kontrolu debljine ureaj za kontrolu debljine1313 namotavalicanamotavalica


SSZZLLFFII

55

44

33

22

Poredak valjakaPoredak valjakaKalandarKalandar

B

r

o

j

v

a

l

j

a

k

a


Kompenziranje Kompenziranje progibaprogiba valjaka valjaka kalandrakalandra


PrevlaPrevlaenjeenje(e. (e. CoatingCoating))


PrevlaPrevlaenjeenje

PrevlaPrevlaenje je kontinuirani postupak u kojem seenje je kontinuirani postupak u kojem seomekomekana polimerna smjesa nanosi na podlogu u ana polimerna smjesa nanosi na podlogu u obliku trake.obliku trake.

Polimeri koji se nanose na podlogu:Polimeri koji se nanose na podlogu: elastomerielastomeri gumirana platnagumirana platna PVC PVC umjetna koumjetna koa (a (skajskaj))

Vrsta podloge (trake):Vrsta podloge (trake): tekstilno tkanjetekstilno tkanje papirnapapirna metalnametalna tkanja od razlitkanja od razliitih materijala (npr. stakleno)itih materijala (npr. stakleno)


Postupci prevlaPostupci prevlaenjaenja

Postupci se razlikuju obzirom na naPostupci se razlikuju obzirom na nain nanoin nanoenja enja omekomekanog polimera na podlogu:anog polimera na podlogu:

Uranjanjem Uranjanjem (e. (e. DipDip coatingcoating)) NoNoevima (lijevanjem) evima (lijevanjem) (e. (e. KnifeKnife coatingcoating)) Valjcima Valjcima (e. (e. RollRoll coatingcoating)) EkstrudiranjemEkstrudiranjem (e. (e. ExtrusionExtrusion coatingcoating)) ViVieslojnoeslojno (e. (e. SlideSlide coatingcoating//CurtainCurtain coatingcoating))


PrevlaPrevlaenje uronjenim valjcimaenje uronjenim valjcima

Podloga

Polimernaprevlaka

NanoNanoenje uronjenim valjcimaenje uronjenim valjcima NatraNatrano nanono nanoenjeenje


EkstruzijskoEkstruzijsko prevlaprevlaenjeenje


ViVieslojno prevlaeslojno prevlaenjeenje

KliznoKliznoprevlaprevlaenjeenje

ZavjesnoZavjesnoprevlaprevlaenjeenje


EkstrudiranjeEkstrudiranje(e. (e. ExtrusionExtrusion))


EkstrudiranjeEkstrudiranje

Ekstrudiranje je najproEkstrudiranje je najproireniji postupak preradbe ireniji postupak preradbe polimera!polimera!

U osnovi se ekstrudiranje sastoji od kontinuiranog U osnovi se ekstrudiranje sastoji od kontinuiranog protiskivanja polimerne taljevine kroz alat i njenog protiskivanja polimerne taljevine kroz alat i njenog skruskruivanja u zadani oblik proizvoda (ivanja u zadani oblik proizvoda (ekstrudataekstrudata).).

EkstrudirajuEkstrudiraju se gotovo svi materijali:se gotovo svi materijali:plastomeriplastomeri, duromeri i , duromeri i elastomerielastomeri!!


Udio ekstrudiranja u preradbi polimeraUdio ekstrudiranja u preradbi polimera

Puhanje10%

Ekstrudiranje52%

Ostali postupci

6%

Injekcijsko preanje

32%


Proizvodi ekstrudiranja (ekstrudati)Proizvodi ekstrudiranja (ekstrudati)


EkstruderEkstruderFunkcija ekstrudera:Funkcija ekstrudera:Kontinuirana dobava dovoljne koliKontinuirana dobava dovoljne koliine homogene taljevineine homogene taljevineodgovarajuodgovarajue temperature i tlaka.e temperature i tlaka.

Podjela ekstrudera:Podjela ekstrudera:NaNain pripreme taljevine:in pripreme taljevine: plastificirajuplastificirajuii

kapljevinskikapljevinskiNaNain zagrijavanja:in zagrijavanja: politropnipolitropni

adijabatniadijabatniKotrukcijaKotrukcija:: pupuni (jednoni (jedno-- i i viviepuepunini))

valjvaljaniani ploploastiasti


JednopuJednopunini ekstruderekstruder za preradbu za preradbu poliolefinapoliolefina (PE, PP)(PE, PP)

Izvor: Izvor: BattenfeldBattenfeld ExtrusionstechnikExtrusionstechnikGmbHGmbH


JednopuJednopunini ekstruderekstruder (shematski)(shematski)


Glavni dijelovi Glavni dijelovi jednopujednopunognogekstruderaekstrudera

Dobava granulata

GRIJALAHLADILA

CILINDAR

PUNI VIJAK

GLAVA EKSTRUDERA

LIJEVAK

PRIGON

POGONSKIMOTOR


Kriteriji izbora ekstruderaKriteriji izbora ekstrudera

1.1. Kapacitet Kapacitet mm (kg/h); (kg/h); VV (m(m33/h)/h)

2.2. Brzina ekstrudiranjaBrzina ekstrudiranja vvee (m/min)(m/min)

3.3. Moment vrtnje puMoment vrtnje punog vijkanog vijka MMpp (Nm)(Nm)

4.4. Obodna brzina puObodna brzina punog vijkanog vijka vv (m/s)(m/s)

5.5. Instalirana snagaInstalirana snaga PPEMEM (kW)(kW)ili specifiili specifini utroni utroak energijeak energije EEEE (kWh/kg)(kWh/kg)

Ekstrudiranje i Ekstrudiranje i koekstrudiranjekoekstrudiranje cijevicijevi


Linija za ekstrudiranje cijeviLinija za ekstrudiranje cijeviIzvor: Izvor: BattenfeldBattenfeld ExtrusionstechnikExtrusionstechnik

GmbHGmbH

EKSTRUDER

HLADILO

IZVLAILO

VODILICA

OBODNA PILA

KALIBRATOR

ALAT


PotlaPotlanini kalibratorkalibrator


GusjeniGusjeniastoasto izvlaizvlailoilo


Ureaj za Ureaj za ultrazvuultrazvuno mjerenje no mjerenje debljine debljine stijenkestijenke


RezalicaRezalicaIzvor: Izvor: BattenfeldBattenfeld ExtrusionstechnikExtrusionstechnik GmbHGmbH


Dvostruka namotavalica za crijevaGmbHGmbH

Izvor: Izvor: BattenfeldBattenfeldExtrusionstechnikExtrusionstechnik


KoekstrudiranjeKoekstrudiranjecijevicijevi


Shematski prikaz alata za koekstrudiranje cijevi(2-slojne)

KoekstrudiranjeKoekstrudiranje folija i plofolija i ploaa


Linija za ekstrudiranje plastomernih ploa za toplo oblikovanjeIzvor: Izvor: BattenfeldBattenfeld ExtrusionstechnikExtrusionstechnik

GmbHGmbH


Alat za koekstrudiranje ploaIzvor: Izvor: BattenfeldBattenfeld ExtrusionstechnikExtrusionstechnik GmbHGmbH

Ekstrudiranje i Ekstrudiranje i koekstrudiranjekoekstrudiranjecrijevnog filmacrijevnog filma

EkstruzijskoEkstruzijsko oblaganje oblaganje ((ice, elektriice, elektrini kabeli, cijevi ni kabeli, cijevi ))


Dvoslojno ekstruzijskooblaganje elinih cijevi


Ekstruzijsko oblaganje ica proizvodnja elektrinih kabela

Posebne izvedbe ekstruderaPosebne izvedbe ekstruderaEkstruderi za pripremu smjese kod Ekstruderi za pripremu smjese kod

kalandriranjakalandriranja


Jednostupanjski planetarni ekstruder (Battenfeld PWE 350)Izvor: Izvor: BattenfeldBattenfeld ExtrusionstechnikExtrusionstechnik

GmbHGmbH

Posebne izvedbe ekstruderaPosebne izvedbe ekstruderaEEkstruderikstruderi za granuliranjeza granuliranje


Linija za podvodno granuliranje (Jednopuni ekstruder: Battenfeld 1-150-30B)Izvor: Izvor: BattenfeldBattenfeld ExtrusionstechnikExtrusionstechnik

GmbHGmbH


LijevanjeLijevanje(engl. (engl. CastingCasting))


Postupci lijevanjaPostupci lijevanja

Reakcijsko lijevanje (lijevanje Reakcijsko lijevanje (lijevanje kapljevitihkapljevitihmonomera)monomera)

Fizikalno lijevanje (lijevanje otopina i Fizikalno lijevanje (lijevanje otopina i plastifikataplastifikata))Lijevanje u otvorene kalupeLijevanje u otvorene kalupeCentrifugalno lijevanjeCentrifugalno lijevanjeRotacijsko lijevanjeRotacijsko lijevanje


Reakcijsko lijevanjeReakcijsko lijevanje

Proizvodi:Proizvodi:Blokovi, ploBlokovi, ploe, e, tapovi,tapovi,debelostjenidebelostjeni otpresciotpresci

Materijali:Materijali:Plastomeri:Plastomeri: PA, PMMA, PSPA, PMMA, PSElastomeri:Elastomeri: PUR, SIPUR, SIDuromeri:Duromeri: EP, UPEP, UP

Istovremeno Istovremeno stvaranje materijalastvaranje materijala

((polimerizacijapolimerizacija))ii proizvodaproizvoda ((praoblikovanjepraoblikovanje))


Centrifugalno lijevanjeCentrifugalno lijevanje

Proizvodi:Proizvodi:uplji otvoreni uplji otvoreni cilindricilindrini proizvodi ni proizvodi (npr. cijevi)(npr. cijevi)

Materijali:Materijali:PlastomeriPlastomeri:: PVC, PEPVC, PE

Materijal (polimer)Materijal (polimer) skruskruuje uje fizikalnofizikalnohlapljenjem omekhlapljenjem omekavalaavala


Centrifugalno lijevanjeCentrifugalno lijevanje


Lijevanje u otvorene kalupeLijevanje u otvorene kalupe

Proizvodi:Proizvodi:uplji uplji otvoreniotvoreni proizvodi proizvodi (posude, spremnici (posude, spremnici ))

Materijali:Materijali:Plastomeri:Plastomeri: PVCPVC

Materijal (polimer)Materijal (polimer) skruskruuje uje fizikalnofizikalnohlapljenjem otapalahlapljenjem otapala


Rotacijsko lijevanjeRotacijsko lijevanje

Proizvodi:Proizvodi:uplji uplji zatvorenizatvoreni proizvodiproizvodi(posude, spremnici, ba(posude, spremnici, bave)ve)

Materijali:Materijali:PlastomeriPlastomeri:: PVC, PEPVC, PE

Materijal (polimer) skruMaterijal (polimer) skruuje uje fizikalno fizikalno hlapljenjem hlapljenjem omekomekavalaavala


SraSraivanjeivanje ((sinteriranjesinteriranje))(engl. (engl. SinteringSintering))


NasipnoNasipno srasraivanjeivanje

Proizvodi:Proizvodi:uplji uplji otvoreniotvoreniproizvodi (posude,proizvodi (posude,spremnici spremnici ))

Materijali:Materijali:Plastomeri:Plastomeri: PE, PTFEPE, PTFEu prau prakastom obliku!kastom obliku!

Nasipanje prahaNasipanje praha Zagrijavanje kalupaZagrijavanje kalupa

OdstranjivanjeOdstranjivanjevivika prahaka praha

HlaenjeHlaenjeVaenje proizvodaVaenje proizvoda


Rotacijsko sraRotacijsko sraivanje (kalupljenje)ivanje (kalupljenje)

Proizvodi:Proizvodi:uplji uplji zatvorenizatvoreniproizvodi (posude, proizvodi (posude, spremnici, baspremnici, bave)ve)

Materijali:Materijali:Plastomeri:Plastomeri: PE, PTFEPE, PTFEu prau prakastom obliku!kastom obliku!


Rotacijske Rotacijske kalupilicekalupilice (strojevi)(strojevi)


Postupci prePostupci preanjaanja(engl. (engl. MoldingMolding))


Klasifikacija postupaka preKlasifikacija postupaka preanjaanja

Izravno preIzravno preanje anje ((engl. engl. CompressionCompression MoldingMolding))

Posredno prePosredno preanje anje ((engl. Transfer engl. Transfer MoldingMolding))

Injekcijsko preInjekcijsko preanje anje ((engl. engl. InjectionInjection MoldingMolding))


Izravno preIzravno preanjeanje(engl. (engl. CompressionCompression MoldingMolding))


Osnovne karakteristike postupkaOsnovne karakteristike postupka

Polimeri koji se prePolimeri koji se preaju:aju:

Duromeri: PF, UF,Duromeri: PF, UF, MF MF, r, rjee UP i EPjee UP i EPElastomeri: sviElastomeri: sviPlastomeri: vrlo rijetko (npr. ispitna tijela Plastomeri: vrlo rijetko (npr. ispitna tijela -- epruvete)epruvete)

Osnovni parametri procesa:Osnovni parametri procesa:

Temperatura Temperatura kalupnekalupne upljine: upljine: 150 150 -- 230 230 ooCCTlakovi preTlakovi preanja:anja: 20 20 -- 60 60 MPaMPa


Izravno preIzravno preanjeanje


Shema hidrauliShema hidraulike preke preee


Tijek procesaTijek procesa

1. Faza1. Faza

Doziranje polimerne smjese Doziranje polimerne smjese (prah, granulat, trake) u (prah, granulat, trake) u otvorenu otvorenu kalupnukalupnu upljinu.upljinu.

Prethodno smjesa moPrethodno smjesa moe biti e biti predgrijanapredgrijana, , ime se ime se ubrzava proces.ubrzava proces.



2. Faza2. Faza

PrePreanje (kalupljenje). anje (kalupljenje). Zatvaranje kalupa. Odvijanje Zatvaranje kalupa. Odvijanje reakcije reakcije umreumreivanjaivanja pod pod tlakom pretlakom preanja.anja.



3. Faza3. Faza

Vaenje Vaenje otpreskaotpreska iz iz kalupnekalupne upljine.upljine.



4. Faza4. Faza

Izbacivanje Izbacivanje otpreskaotpreska i i iienje kalupa.enje kalupa.


Osnovni tipovi kalupa za izravno preOsnovni tipovi kalupa za izravno preanjeanje

Kalup sa Kalup sa stepenistepeniastomastom sljubnicom sljubnicom nununa visoka tona visoka tonost doziranjanost doziranja za za otpreskeotpreske velike masevelike mase

Kalup s ravnom sljubnicom Kalup s ravnom sljubnicom laklake doziranje (e doziranje (odvoenjeodvoenje

pretipretika taljevine)ka taljevine) pogodniji za pogodniji za otpreskeotpreske male masemale mase


Izravno preIzravno preanjeanje


Posredno prePosredno preanjeanje(engl. Transfer (engl. Transfer MoldingMolding))


Razlike izravnog i posrednog preRazlike izravnog i posrednog preanjaanja

Temeljne prednosti posrednog preTemeljne prednosti posrednog preanja:anja:

PoboljPoboljano doziranjeano doziranje (posredno iz pretkomore)(posredno iz pretkomore)MoguMogue je e je otplinjavanjeotplinjavanje kalupnekalupne upljine upljine Bolja kakvoBolja kakvoa i dimenzijska stabilnost a i dimenzijska stabilnost otpresakaotpresaka


Posredno prePosredno preanjeanje


Standardni postupakStandardni postupak

1. Doziranje smjese1. Doziranje smjeseu pretkomoruu pretkomoru

2.2. Zatvaranje kalupaZatvaranje kalupa3. Ubrizgavanje3. Ubrizgavanje4. Pre4. Preanje/anje/umreumreivanjeivanje

5.5. Otvaranje Otvaranje kalupakalupa6. Izbacivanje6. Izbacivanje

otpreskaotpreska


Injekcijsko posredno preInjekcijsko posredno preanjeanje

((InjectionInjection Transfer Transfer MoldingMolding ITM)ITM)


Reakcijsko injekcijsko preReakcijsko injekcijsko preanjeanje


Injekcijsko preInjekcijsko preanjeanje(engl. (engl. InjectionInjection MoldingMolding))


Injekcijsko preInjekcijsko preanje anje ciklicikliki je postupak praoblikovanjaki je postupak praoblikovanjaubrizgavanjem polimerne tvari potrebne viskoznosti uubrizgavanjem polimerne tvari potrebne viskoznosti utemperiranu temperiranu kalupnukalupnu upljinu.upljinu.

Polimerna tvar (Polimerna tvar (taljevinataljevina) o) ovrvruje u uje u kalupnojkalupnoj upljini uupljini uproizvodproizvod ((otpresakotpresak))::

FizikalnoFizikalno ((geliranjemgeliranjem i i/ili /ili hlaenjemhlaenjem))

PLASTOMERIPLASTOMERI

KemijskiKemijski (polimeriziranjem i/ili (polimeriziranjem i/ili umreumreivanjemivanjem))

DUROMERI i ELASTOMERIDUROMERI i ELASTOMERI


Osnovne znaOsnovne znaajke postupkaajke postupka

Prerauju se gotovo svi materijaliPrerauju se gotovo svi materijali::plastomeriplastomeri, duromeri, elastomeri, duromeri, elastomeri

Postupak je visokoautomatiziranPostupak je visokoautomatiziran Velika Velika reproducibilnostreproducibilnost proizvodnjeproizvodnje Naknadna obradba Naknadna obradba otpresakaotpresaka uglavnom je nepotrebnauglavnom je nepotrebna

Raspon Raspon otpresakaotpresaka vrlo je velik:vrlo je velik:

JednostavniJednostavni KompleksniKompleksni((iroka potroiroka potronja)nja) (tehni(tehniki ki otpresciotpresci))

Male maseMale mase (< 1 mg)(< 1 mg) Velike maseVelike mase (> 25 kg)(> 25 kg)


Sustav za injekcijsko preSustav za injekcijsko preanje (SIP)anje (SIP)

UBRIZGAVALICAUBRIZGAVALICA(Stroj za injekcijsko

preanje)KALUPKALUP

TEMPERIRALOTEMPERIRALO(Ureaj za odravanje

toplinskog polja kalupa)Tokovi materijala u SIP-u

OTPRESAKOTPRESAK

POLIMER (granulat)POLIMER (granulat)

TALJEVINA

LINIJA ZA INJEKCIJSKO PRELINIJA ZA INJEKCIJSKO PREANJEANJE ==Sustav za injekcijsko preSustav za injekcijsko preanje (SIP) +anje (SIP) +

Dopunska oprema (roboti, manipulatori Dopunska oprema (roboti, manipulatori ))

MEDIJ ZATEMPERIRANJE


Sustav za injekcijsko preSustav za injekcijsko preanje (SIP)anje (SIP)

KALUP

TEMPERIRALO

UBRIZGAVALICA


Usporedba veliUsporedba veliine ine ubrizgavalicaubrizgavalica

Ubrizgavalica Husky(Sila zatvaranja 80.000 kN)

Ubrizgavalica Dr.Boy(Sila zatvaranja 150 kN)


MikroubrizgavalicaMikroubrizgavalica ((BattenfeldBattenfeldMicroSystemMicroSystem 5050))Sila drSila dranja 50 kNanja 50 kN


Suvremeni postupak injekcijskog preSuvremeni postupak injekcijskog preanjaanja

Kod suvremenih Kod suvremenih ubrizgavalicaubrizgavalica i i priprema taljevinepriprema taljevine((plastificiranjeplastificiranje) i ) i ubrizgavanjeubrizgavanje najnajeee se ostvaruje u e se ostvaruje u istoj jedinici s pomoistoj jedinici s pomou u pupunog vijka nog vijka

Standardne Standardne ubrizgavaliceubrizgavalice

Posebne Posebne ubrizgavaliceubrizgavalice::ViViestaniestanine ne (dvije ili vi(dvije ili vie jedinica za kalupljenje)e jedinica za kalupljenje)ViViestupanjskeestupanjske (dvije ili vi(dvije ili vie jedinica za pripremu ili e jedinica za pripremu ili ubrizgavanje taljevine)ubrizgavanje taljevine)


Jedinica za zatvaranjeJedinica za zatvaranje


Tijek procesa (analiza ciklusa)Tijek procesa (analiza ciklusa)

1. ZATVARANJE KALUPA

2. UBRIZGAVANJE TALJEVINE

3. NAKNADNI TLAK

4. PRIPREMA TALJEVINE

5. OTVARANJE I IZBACIVANJE


Tijek procesa u dijagramu Tijek procesa u dijagramu pp--vv--TT

Temperatura T, K

Polistiren

1 bar

200

600

1000

1600

v

1

234

5

S

p

e

c

i

f

i

n

i

o

b

u

j

a

m

v

,

m

3

/

k

g

32

4

v

5

0

0-1 Izotermno ubrizgavanje(volumno punjenje kalupne upljine)

1-2 Izotermno stlaivanje(do postizanja naknadnog tlaka)

2-3 Izobarno hlaenje pri tlaku dranja

3-4 Izohorno hlaenje do postizanja atmosferskog tlaka

4-5 Izobarno hlaenje pri atmosferskom tlaku do postizanja

okolinje temperature

Naknadno stezanje otpreskav > v

4 Izbacivanje otpreska iz kalupneupljine

3 Skruivanje ua


1 uljevak2 uljevni tuljac3 razdjelnici4 ue5 kalupna upljina6 sustav za temperiranje7 nepomina kalupna

ploa8 pomina kalupna ploa9 stezna ploa10 sljubnica11 ploa izbacivala12 izbacivala

Kalupi za injekcijsko preKalupi za injekcijsko preanjeanje


KalupKalup


OtpresciOtpresci + + uljevniuljevni sustav = Grozdsustav = Grozd


Linija spajanjaLinija spajanja


UUee


Posebni postupci injekcijskog prePosebni postupci injekcijskog preanjaanja


Pregled najznaPregled najznaajnijih postupakaajnijih postupaka

ViViekomponentno injekcijsko preekomponentno injekcijsko preanjeanjeKombinirano injekcijsko preKombinirano injekcijsko preanjeanje ((engl. engl. OvermoldingOvermolding))KoinjekcijskoKoinjekcijsko prepreanje (sendvianje (sendvi)) ((engl. engl. CoinjectionCoinjection MoldingMolding))

Injekcijsko preInjekcijsko preanje oscilirajuanje oscilirajuim tlakom taljevineim tlakom taljevineProtutaktnoProtutaktno injekcijsko preinjekcijsko preanjeanje ((njem. njem. GegentakspritzgieGegentakspritzgieen)en)Postupak viPostupak viestrukih uestrukih uaa ((engl. engl. MultiMulti--LiveLive--FeedFeed InjInj. . MoldingMolding))

NatraNatrano injekcijsko preno injekcijsko preanje (Dekoriranje u kalupu)anje (Dekoriranje u kalupu)InIn--MoldMold--DecorationDecoration (IMD)(IMD)InIn--MoldMold--LabelingLabeling (IML)(IML)InsertInsert--DecorationDecoration (IMD(IMD--3D)3D)



NiskotlaNiskotlano injekcijsko preno injekcijsko preanjeanje

IntrudiranjeIntrudiranje ((engl. engl. IntrusionIntrusion))

Injekcijsko izvlaInjekcijsko izvlaenjeenje ((njem. njem. SpritzprSpritzprgengen))

Kaskadno (sekvencijalno) injekcijsko preKaskadno (sekvencijalno) injekcijsko preanjeanje

Injekcijsko preInjekcijsko preanje uz ubrizgavanje tekuanje uz ubrizgavanje tekuinainaPlinsko injekcijsko prePlinsko injekcijsko preanjeanje ((njem. njem. GasinjektionstechnikGasinjektionstechnik))Vodeno injekcijsko preVodeno injekcijsko preanjeanje ((njem. njem. WasserinjektionstechnikWasserinjektionstechnik))

Injekcijsko preInjekcijsko preanje hibridnih anje hibridnih otpresakaotpresakaPostupak Postupak obrizgavanjaobrizgavanja umetakaumetaka ((engl. Insert engl. Insert InjectionInjection MoldingMolding))Postupak Postupak nabrizgavanjanabrizgavanja ((engl. engl. OutsertOutsert InjectionInjection MoldingMolding))



Fizikalno injekcijsko preFizikalno injekcijsko preanje pjenastih anje pjenastih otpresakaotpresakaNpr.Npr. MuCellMuCell ((TiconaTicona))

Injekcijsko preInjekcijsko preanje praanje prakastih smjesa kastih smjesa Injekcijsko preInjekcijsko preanje metalnih smjesaanje metalnih smjesa(engl. Metal (engl. Metal InjectionInjection MoldingMolding (MIM(MIM))Injekcijsko preInjekcijsko preanje keramianje keramikih smjesakih smjesa(engl. (engl. CeramicCeramic InjectionInjection MoldingMolding (CIM(CIM))

Reakcijsko injekcijsko preReakcijsko injekcijsko preanjeanje(engl. (engl. ReactionReaction InjectionInjection MoldingMolding (RIM(RIM))

Injekcijsko preInjekcijsko preanje anje kapljevitihkapljevitih silikonskih smolasilikonskih smola(engl. (engl. LiquidLiquid SiliconeSilicone RubberRubber (LSR)(LSR)


POSTUPCI PREOBLIKOVANJAPOSTUPCI PREOBLIKOVANJA


Postupci preoblikovanjaPostupci preoblikovanja

OBLIKOVANJE POLIMERA OBLIKOVANJE POLIMERA Toplo oblikovanje Toplo oblikovanje postizavanje oblikapostizavanje oblikaHladno oblikovanje Hladno oblikovanje postizavanje oblikapostizavanje oblikaIstezanje/razvlaIstezanje/razvlaenje enje povipovienje enje vrstovrstoee

PUHANJEPUHANJEEkstruzijskoEkstruzijsko puhanjepuhanjeInjekcijsko puhanjeInjekcijsko puhanje


Osnove postupka toplog oblikovanjaOsnove postupka toplog oblikovanja

CikliCikliki postupak preoblikovanja ki postupak preoblikovanja pripremkapripremka ((predoblikapredoblika) ) u u gumastomgumastom stanju:stanju:

Polimeri koji se toplo oblikuju:Polimeri koji se toplo oblikuju: PlastomeriPlastomeri (PS, ABS, PE, PP, PMMA, SB, PVC... (PS, ABS, PE, PP, PMMA, SB, PVC... ElastoplastomeriElastoplastomeri

OBLIKOVANJEOBLIKOVANJETOPLO TOPLO OBLIKOVANIOBLIKOVANIPROIZVODPROIZVOD

PRIPREMAKPRIPREMAK((kalandriranikalandrirani ili ili ekstrudiraniekstrudiranifilmovi, folije, plofilmovi, folije, ploe)e)

ZAGRIJAVANJEZAGRIJAVANJE


Toplo oblikovanjeToplo oblikovanje

Postupci toploga oblikovanja dijele se u Postupci toploga oblikovanja dijele se u etiri skupine:etiri skupine: savijanje savijanje -- skoskoavanjeavanje, savijanje i ,

ljipp 2011 za studente novo

Documents