13. dubna 2016 00:30

Priemyselná aplikácia plastov v závislosti od ich vlastností

Jedným z dôvodov veľkej popularity plastov, je v širokej škále priemyselných aplikácií ich obrovské rozpätie vlastností a tiež ich pomerne ľahké spracovanie.

Úvod

Vlastnosti plastov môžu byť prispôsobené a menené podľa konkrétnych potrieb, tým, že sa mení ich atómové zloženie, zmenou molekulárnej hmotnosti a molekulovej hmotnosti. Flexibilitu možno tiež meniť pomocou prítomnosti bočných reťazcov, pomocou dĺžky a polarity bočných reťazcov [1, 2]

Zloženie plastov

Plasty sú materiály, ktorých podstatu tvoria makromolekulárne organické zlúčeniny. Makromolekulárne látky môžu byť pôvodu syntetického, alebo prírodného. Štruktúra plastov – polyméry sú tvorené makromolekulami, ktorých základ tvoria atómy uhlíka a menej často kyslíka, fosforu a kremíka, na ne sa kovalentnými väzbami viažu atómy ďalších prvkov (H, N, Cl2) [4].

Základ makromolekúl je tvorený predovšetkým atómami uhlíka (C), z časti i atómami kremíka (Si), fosforu (P) a kyslíka (O2). Na tieto atómy sa potom viažu atómy ďalších prvkov – dusíka (N), chlóru (Cl2), ale hlavne vodíka (H2). Najpočetnejšiu skupinu tvoria makromolekuly tvorené atómami uhlíka a vodíka – tzv. uhľovodíky [2]. Podstatu plastov tvoria makromolekulové organické zlúčeniny [1, 4]. Na obrázku č. 1 je znázornené základné delenie polymérov.

Obr. 1: Delenie polymérov [3, 6]

Vlastnosti plastov

Každý plast, konkrétne jeho vlastnosti, závisia od:

• dĺžky polymérneho reťazca,
• jednotlivých atómov (prvkov) a ich postavenia v reťazci, teda od zloženia polymérneho reťazca,
• vzájomného zoradenia reťazcov [5, 6].

Medzi charakteristické vlastnosti plastov vo všeobecnosti patria:

• nízka merná hmotnosť,
• dobré mechanické vlastnosti,
• dobré elektro a tepelno izolačné vlastnosti,
• odolnosť voči korózii,
• dobrá spracovateľnosť umožňujúca robiť i tvarové veľmi náročné výrobky.

Polyméry rozdeľujeme podľa rôznych kritérií, hlavné rozdelenie môžeme zhrnúť do nasledujúcich bodov:

1.  podľa pôvodu

• prírodné polyméry, resp. biopolyméry – suroviny na ich výrobu sú prírodné materiály, napr. buničina, bielkoviny.
• syntetické polyméry – základnou surovinou pre ich výrobu je hlavne ropa, ale tiež zemný plyn a uhlie. Sú vyrábané polymerizáciou, polykondenzáciou, resp. polyadíciou

1. podľa správania sa za tepla

• termoplasty teplom mäknú, po ochladení tuhnú a držia svoj tvar. Tento cyklus sa môže niekoľkokrát opakovať (obr. 2).
• reaktoplasty pri roztavení a následnom ochladení už získavajú trvalý, nemenný tvar [6]

Obr. 2: Recyklovaný termoplast z čelných autoskiel – polyvinylbutyrál [6]

Záver

Na základe vlastností a jednotlivých charakteristík plastov, ktoré sa využívajú v čoraz širšom spektre odvetví sa na plasty kladie dôležitý dôraz. Konkrétne v oblastiach:

• Modifikácie polymérov, kde sa zameriava na výskum a vývoj polymérnych materiálov a kompozitov podľa požiadaviek zákazníka, so zameraním na aplikáciu v rozličných odvetviach, no najviac v elektrotechnickom, automobilovom, spotrebnom priemysle a v zdravotníctve.
• Testovania a hodnotenia plnív do kompozitných materiálov na báze plastov a vystužujúcich materiálov pre polymérne kompozity.

Dôležitú úlohu zohráva aplikačný výskum a vývoj, ktorý je zameraný na možnosti využitia plastov a hlavne kompozitov v konkrétnych aplikáciách. V neposlednom rade je to recyklácia výrobkov z plastov a výskum a vývoj tejto komodity.

Použitá literatúra
[1] CHARLES A.HARPER: Handbook of Plastics Technologies, The McGraw-Hill Companies, United States of America, s. 9, 2006, ISBN 0-07-146068-3
[2] PLUHAŘ a kol., Nauka o materiálech, SNTL/ALFA, Bratislava
[3] Knapčíková, L., Oravec, P.: Identifikácia plastov bez použitia analytických prístrojov ,1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: Nové trendy v prevádzke technických systémov ‚09: 9. medzinárodná vedecká konferencie: Prešov, 5.–6.11.2009. – Prešov: FVT TU, 2009 S. 7–8. – ISBN 978-80-553-0311-6
[4] Plasty, Fakulta priemyselných technológií, Trenčianská univerzita, Učebné texty, [online],[citované2015-05-07] dostupné z WWW < www.fpt.tnuni.sk>
[5] CHMIELEWSKA, E.: Odpady: Vysokoškolské skriptá. Bratislava: Prírodovedecká fakulta UK 1997, s. 129–130, ISBN 80-967774-3-2
[6] KNAPČÍKOVÁ L: Optimalizácia technologických procesov pri zhodnocovaní plastov, Dizertačná práca, TUKE FVT, s. 186, 2011

Ing. Lucia Knapčíková, PhD.
Fakulta výrobných technológií TU Košice
so sídlom v Prešove, Bayerova 1, 080 01 Prešov
e-mail: lucia.knapcikova@tuke.sk