Témata
Reklama

Plastové materiály v reflexi K 2013

Inovační dopad exponátů prezentovaných na düsseldorfském veletrh plastů K do praktických aplikací, zejména zajímavých plastových materiálů, je aktuální nejen půl roku po skončení akce, kdy vám tento článek přinášíme, ale má časový přesah dalece větší. Aplikace automobilových plastů jsou možná divácky atraktivnějšími na autosalonech, avšak ty zajímající všechny jsou nové lehké materiály pro úsporu energie, šetřící jim kapsu.

Loňský veletrh byl skutečně velkou show pěnových materiálů jak na tepelné izolace, tak i lehkých pěnových materiálů jako náhrad kovů či dražších plastů.

Reklama
Reklama
Za aplikaci pěnového polypropylenu Neopolen P na středovou konzoli vozů BMW obdržel BASF a BMW cenu 15th SPE European Automotive Division Award v kategorii Body Interior. Foto: BASF

Neopolen P na automobilové konzoly

Před veletrhem obdržel koncern BASF společně s BMW ocenění 15th SPE European Automotive Division Award 2013 v kategorii Body Interior za aplikaci pěnového polypropylenu Neopolen P na středovou konzoli vozů BMW. Přínos první aplikace známého pěnového plastu (EPP), poprvé vystaveného na K 2001 a užitého např. na svodidla, spočívá v 30% hmotnostní úspoře oproti stávajícím dílům z dražších plastů, např. polyamidů. Povrchová úprava vypěněním do strukturované fólie pak dodává konzoli žádanou optiku. Užití Neopolenu P otevírá i cestu na jiné díly, např. na vzduchové kanály klimatizace kabiny. Jeho předností je mj. i vysoké tlumení nárazu, měrná hmotnost mezi 20 a 100 kg.m-3, tepelná vodivost λ 36 až 46 mW.m-1K-1, odolnost vůči vodě a korozi.

Polyuretany jako tepelněizolační pěnové materiály

Žádný jiný výrobce nemá takovou tradici ve výrobě pěnových materiálů, jako právě německý BASF. Vzpomeňme například první světový expandovaný polystyren Styropor (EPS) vynalezený v roce 1949 brněnským Němcem a absolvent em brněnské techniky Dr. Fritzem Stastným.

Nově přichází na trh pěnový expandovaný polyuretan s otevřenými póry Slentit, s charakterem organického aerogelu a póry velikosti 50–100 nm, rovnou ve formě desek s vysokou pevností v tlaku nad 300 kPa. Díky mimořádně nízké tepelné vodivosti se součinitelem λ pod 16 mW.m-1K-1 se může tloušťka izolačních desek snížit o 25 až 50 % ve srovnání se standardními EPS s λ mezi 21 až 40 mW.m-1K-1. Vakuováním desek (Vacuum Insulated Paneel – VIP) lze jejich tepelnou vodivost snížit na hodnoty λ pod 5 mW.m-1K-1, což jsou hodnoty dosahované u anorganických aerogelů. Skokem otevírá nové možnosti v ochraně životního prostředí, v úspoře energie užitím v tepelné izolaci staveb a v chladicí technice, např. v chladničkách a mrazničkách s menšími rozměry izolací a větším využitím prostoru.

Nový expandovaný polyuretan BASF Slentite ve formě desek má charakter lehkého organického aerogelu s velmi nízkou tepelnou vodivostí a součinitelem λ pod 16 mW.m-1K-1, u vakuovaných desek i pod 5 mW.m-1K-1. Budoucnost materiálu je v tepelných izolacích pro stavby a chladicí technice. Foto: BASF
Polyamid BASF Ultramid Endure D5G3 BM je prvním vysokoteplotním polyamidem pro vyfukování. Trvalá teplotní odolnost do 220 °C jej předurčuje mj. pro vzduchová potrubí mezi turbodmychadlem a motorem. Foto: BASF

Expandovaný termoplastický polyuretan

Na K 2013 byl představen také první expandovaný termoplastický polyuretan Infinergy (TPU) jako pěna s uzavřenými póry. Má vynikající schopnost odpružení a vratnou sílu s trvalým zatěžováním v širokém oboru teplot. První aplikací tohoto inovativního materiálu se stala běžecká obuv Adidas Energy Boost s měkkou a elastickou vložkou podrážky, nejprodávanější běžecká obuv roku 2013.

Částicovou pěnou s uzavřenými póry Infinergy vytvořil BASF vynikající materiál pro měkké a elastické vložky podrážek běžeckých bot Adidas Energy Boost – nejprodávanější běžecké boty roku 2013. Foto: BASF

První pěnový polyester PET

S názvem Kerdyn vystavoval BASF první strukturní pěnový polyethylentereftalát (PET), vyvinutý malou italskou firmou B.C. Foam, od níž BASF v roce 2012 koupil celý vývoj PET pěn. Prvním záměrem bylo užití PET pěny jako jádrového materiálu matrice lehčího a pevnějšího kompozitu na lopatky větrných elektráren, vyztuženého skleněnými vlákny obalenými epoxy pryskyřici Baxxodur.

Pěnový PET má perspektivu možného přechodu na rostlinné obnovitelné zdroje, jako vlákna a granulát bioPET ke vstřikování a vyfukování lahví, jehož podíl v evropské produkci bioplastů již přesahuje 40 %.

S obchodním názvem Kerdyn vystavil BASF první strukturní pěnu z polyethylentereftalátu (PET), původně vyvinutou italskou firmou B.C. Foam, jejíž PET business koupil v roce 2012. S pěnou PET se počítá do vlákny vyztuženého kompozitu na lopatky větrných elektráren. Foto: BASF
Mikrosnímek řezu kompozitem lopatky větrné elektrárny. Polyethylentereftalátová (PET) pěna Kerdyn (modrá), žlutá epoxy pryskyřice Baxxodur (žlutá) a skleněná vlákna (šedá). Foto: BASF

Vysokoteplotní polyamidy nyní k vyfukování

Nejvýše teplotně odolné stabilizované polyamidy, zpracovávané vstřikováním, jsou nyní k dispozici též pro vyfukování. Nový nese označení Ultramid Endure D5G3 BN. Díky nové stabilizaci snáší trvale 220 °C a  krátkodobě 240 °C. První aplikací jsou vzduchová potrubí mezi turbodmychadlem a chladičem vzduchu.

Podobnou cestou šel i holandský výrobce DSM, jenž uvedl svůj vysokoteplotní polyamid pro vyfukování Stanyl Diablo 2305 BM na bázi polyamidu Stanyl 4.6 na podobné aplikace. Díly z vyfukovaných vysokoteplotních polyamidů představují významnou úsporu ceny ve srovnání s jinak užívanými dražšími PPA a PPS.

Polyester odolný vůči hydrolýze

Vlivem zmenšování motorového prostoru a nižší hmotnosti motorů, zvláště kompaktních vozů, rostou teploty pod kapotou a za vyšší vlhkosti kladou vysoké nároky na plasty.

Pro tyto podmínky vyvinul DSM první polyester Arnite A-X07455 (PET), vyztužený 50 % skleněných vláken a vysoce odolný vůči hydrolýze. Díly vstřikování ze standardního PET ztratí za 1 000 h při 85 °C a relativní vlhkosti 85 % zhruba 50 % pevnosti, zatímco díly z PET stabilizovaných proti hydrolýze jen 10 %. Nabízí možnosti úspor hmotnosti, kovu a nákladů u dílů pro motorový prostor. Ve srovnání s PPA a PPS mají mj. lepší rozměrovou stabilitu a chemickou odolnost.

Acetalový kopolymer na palivové hadice

Polyacetaly, slavící 50 let od vynálezu ve firmě Hoechst, dnes Celanese, tradičně užívané hlavně ke vstřikování, našly nové užití vývojem acetalového kopolymeru Celcon/Hostaform (POM) na vytlačované trubky a hadice Hostaform PTX POM. Jejich předností je nízká cena, proti polyamidům netvoří v palivu oligomerové látky ucpávající trysky, mají mechanické vlastnosti pevnost a houževnatost při –40 °C až 65 ° C na úrovni PA 11-P a P12-P a požadované vlastnosti ve vztahu k palivu.

Celanese upravil acetalový kopolymer Celcon/Hostaform, dosud užívaný převážně na vstřikované díly, na Hostaform PTX POM pro vytlačované trubky a hadice. Předností je nízká cena a požadované vlastnosti ve vztahu k palivům. Foto: Celanese

Fóliové materiály

Snad největší objem fóliových materiálů je určen pro obalovou techniku a logistiku, nicméně speciální funkční fólie posunují dále i spotřební elektroniku a další obory.

3D displeje z polykarbonátové fólie

Od nových fólií Bayer MaterialScience se očekává převrat automobilových displejů a displejů spotřební elektroniky. Speciální polykarbonátové fólie Makrofol RP mají schopnost vytvořit brilantní 3D projekce osvětlovaných i podsvícených displejů v HD jakosti. Jsou vyvinuty v různém provedení, s různým povrchem od lesklého do matného, v barvách od čiré do černé a připravují se jako interaktivní a dotykové displeje odolávající potu a čisticím činidlům. Efekt je založen na technologii Black Panel.

Polykarbonátová fólie Makrofol RP z vývoje Bayer MaterialScience je základem revolučních 3D displejů s různou úpravou povrchu, pro osvěcované a podsvícené interaktivní a dotykové displeje. Foto: Bayer MaterialScience

Tenčí a lehčí laminátové obaly na potraviny

Na snížení hmotnosti standardních laminovaných papírových obalů je orientován vývoj firmy DuPont. Při základu 50μm papírové vrstvy se dvěma vrstvami LDPE 10 μm a 11 μm, mezi nimiž je 9μm vrstva hliníkové fólie, má s vrchní 40μm vrstvou PE fólie tloušťku celkem 120 μm. Při stejné papírové vrstvě lze s použitím jedné 11μm vrstvy LDPE, 9μm vrstvy hliníku, 17μm vrstvy kopolymeru Nucrel (E/MAA) s modifikátorem Surlyn 1605 (E/MAA) docílit celkem 87 μm a uspořit tím min. 20 % tloušťky, resp. hmotnosti.

Úspora min. 20 % tloušťky laminovaného obalu na potraviny – srovnání standardního obalu (vlevo) a obalu na bázi fólie Surlyn se17μm vrstvou Nucrel + Surlyn 1605 (vpravo). Pramen: DuPont

Fólie na uzenářská střeva

Cena přírodních střev i umělých střev na bázi kolagenu a celulózy stále roste. Navíc je výroba viskózy na celulózová umělá střívka ostře sledována, protože se zde používá sirouhlík, jedovatá a pro životní prostředí nebezpečná látka. DSM přišel s novým řešením spojením unikátních vlastností do fólie termoplastického kopolymeru Arnitel VT (TPC) a polyamidu Akulon (PA6), která má vhodné vlastnosti pro uzenářský průmysl s vynikající prostupností kouře.

Holandský koncern DSM vytvořil pro outdoorové textilie novou ultratenkou membránu z termoplastického kopolyesterového elastomeru Arnitel VT, která je vodotěsná a dýchá. Neobsahuje fluorové polymery (jako např. Gore-Tex) a je stoprocentně recyklovatelná. Foto: DSM

Bioplasty v několika číslech

Řada akcí K 2013 věnovaných bioplastům potvrdila, že jejich výrobní kapacity by měly v celém světě nejméně do roku 2017 výrazně růst. Podle European Bioplastics se z produkce 1,390 mil. tun v roce 2012 očekává k roku 2017 růst na 6,185 mil. tun. Z produkce 2012 bylo 56,6 % biologicky nerozložitelných plastů (z toho 38,8 % bioPET, 14,3 % bioPE a 2,4 % bioPA aj.) a 43,4 % biologicky rozložitelných plastů (z toho 13,7 % biopolyestery, 13,4 % PLA a 11,4 % škrobové blendy aj.).

Hmoždinky z bioplastu

Za všechny aplikace bioplastů stojí za uvedení „zelené“ univerzální hmoždinky Fischer UX Green z plastu DuPont Zytel RS na bázi PA 6.10 s min. 50 % podílu z obnovitelných zdrojů na ricinové bázi. Jsou schváleny TÜV Rheinland jako srovnatelné s polyamidovými (nylonovými) šedé barvy a vhodné pro všechna zdiva a sádrokartonové desky. Vyrábí se v zelené barvě pouze v Německu a ve velikostech 6, 8 a 10 v milionových sériích.

Bioplastem v milionových sériích je zelená hmoždinka Fischer UX Green z bioplastu Zytel RS s min. 50 % bioplastu na ricinové bázi, vyráběná ve velikostech 6, 8 a 10. Foto: Fischer

Stručně závěrem

Přestože loňský veletrh K 2013 měl s 218 000 návštěvníky, z nichž 59 % přijelo ze zahraničí, nepatrně nižší návštěvnost než veletrh K 2010, s počtem 3 200 přitáhl zase více vystavovatelů. Mnoho se očekává od příštího jubilejního 20. mezinárodního veletrhu plastů a pryže K 2016 ve dnech 19. až 26. října 2016 v Düsseldorfu.

Alexandr Abušinov

abusinov@seznam.cz

Reklama
Firmy
Související články
Kompozitová kapota sériového vozu Ford Focus

Na říjnovém veletrhu Composite Europe 2012 v Düsseldorfu vystavil Ford první přední kapotu sériového vozu Ford Focus z  CFRP kompozitu z uhlíkových vláken, vyrobenou vysokorychlostním procesem vhodným pro velkosériovou výrobu.

NPE 2012 a plastové materiály

V Orlandu na Floridě se na sklonku jara konala největší událost roku v průmyslu plastů - trienale NPE 2012, která současně oslavila 75. výročí založení SPI (Society of the Plastic Industry). Poprvé po 40 letech se National Plastics Exhibition, tento vrcholný veletrh amerického plastového průmyslu, nekonal v červnu v Chicagu, ale o něco dříve na Floridě, mimo centra automobilového průmyslu, plastů a strojírenství amerického Středozápadu.

Plazmová povrchová úprava nanovlákených polymerních struktur

Technologie plazmových povrchových úprav spočívá v navázání funkčních skupin na povrch řetězce polymeru v plazmovém výboji. Jedná se převážně o hydroxylové skupiny. Nepolární charakter povrchu materiálu se tímto mění na polární, tedy hydrofobní povrch se stává hydrofilním či naopak. Tato technologie nachází stále širší uplatnění v různých průmyslových, ale i medicínských aplikacích.

Související články
Nové možnosti průmyslového využití plastů

Supertechnopolymery představují nejnovější a nejvyspělejší článek ve vývoji polymerových materiálů. Od tradičních plastů se liší především vysokým obsahem vyztužujících skelných vláken, případně i přítomností syntetických vláken z aramidu, která dávají supertechnopolymerům výborné mechanické i tepelné vlastnosti. Díky své vysoké odolnosti se tyto moderní inženýrské plasty stále častěji stávají vhodnou alternativou za oceli, přičemž nabízejí i řadu výhod:

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vyztužené termoplasty v letecké konstrukci

Historie firmy Letov má svůj počátek v listopadu 1918, kdy byl založen státní letecký vojenský podnik nazvaný "Letecký arsenál". Společnost prošla několika etapami, od vývoje a výroby vlastních letounů postupně až k vývoji a výrobě letadlových celků.

Za plasty v říjnu na K 2013

Tradičně po třech letech se ve dnech 16. - 23. října 2013 koná v Düsseldorfu již 19. mezinárodní veletrh plastů a kaučuku K 2013, největší světová akce oboru od níž se očekávají nejen premiéry nových materiálů ale i ukázky nových aplikací s vyšším využitím vlastností známých materiálů s cílem snížení hmotnosti a spotřeby energie při užití obnovitelných zdrojů.

Trexel pro vyšší využití procesu MuCell

Americká společnost Trexel inc. po nabytí licencí od Massachusetts Institute of Technology rozvíjí proces MuCell a vyrábí techniku pro vstřikování lehčených materiálů. Koncem února oznámila, že uzavřela partnerství s tchajvanskou firmou CoreTech pro využití jejího simulačního software Moldex3D.

Materiálová řešení vodovodních fitinků

V posledních letech legislativa zpřísňuje předpisy o povoleném obsahu olova v materiálech přicházejících do styku s pitnou vodou. Týká se to především mosazi, tradičního materiálu na výrobu spojovacích součástí vodovodních systémů (fitinků).

Synergie: klíč úspěchu

Na to, jak je mladý už toho ve své profesi dokázal vskutku hodně. Už na začátku vysokoškolského studia začal podnikat v oblasti jachtingu, do čehož spadá například distribuce materiálů pro povrchové úpravy a poradenství. Dnes je Ing. Viktor Brejcha nejen spojován se společností Sea-Line, ale především je specialistou pro kompozitní materiály ve společnosti Siemens Mobility.

Formárenský veletrh se blíží

Již třetí ročník formárenského veletrhu Moulding Expo v druhé polovině května bude hostit výrobce forem a nástrojů a dodavatelé potřebných technologií ve Stuttgartu. Pořadatelé sezvali novinářskou obec do slovinské Lublaně, kde prozradili několik detailu o blížícím se veletrhu. Součástí tiskové konference byla také návštěva místních nástrojáren a výzkumného centra pro formárenství.

Podnikové výzkumné centrum formuje budoucnost vývoje materiálů

Eureka je aplikační laboratoř společnosti JSP, výrobce materiálu Arpro, která nabízí vývoj a výrobu prototypů, jejich testování a ověřování prvních sériových výrobků. Umožňuje dokonce experimenty s technologiemi, jako je například laminace či zalisovávání vkládaných dílů s možností ověření 3D tolerancí.

Ambiciózní projekt: Vývoj a výzkum nanomateriálů

Jedním z nejrychleji se rozvíjejících oborů současnosti jsou obory zabývající se nanomateriály a nanotechnologiemi. Tato velmi perspektivní disciplína nachází široké uplatnění ve všech oborech lidské činnosti. Jde však o vědní obor velmi mladý, takže principy výroby, aplikací a jejich zkoušení nejsou dosud dostatečně popsány. A to byl právě impulz pro vznik Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace v Liberci.

Úspěšný vývoj technologií pro zpracování termoplastových kompozitů

Konstruktéři tlačení požadavky na nižší hmotnost a lepší parametry svých konstrukcí stále více neváhají využít ve svých návrzích materiály, které byly dříve vyhrazeny pouze pro nejnáročnější high-tech aplikace. Díky tomu roste také poptávka po nenáročných výrobních technologií na výrobu konkrétního dílce z určitého materiálu.

SolidWorks World 2014

SolidWorks World je již šestnáctý rok jednou z největších akcí svého druhu na světě. Jde o každoroční konferenci uživatelů, školitelů a prodejců špičkového designového softwaru SolidWorks. Původně americká společnost SolidWorks dnes patří pod křídla francouzského Dassault Systèmes. Na našem trhu je zastupována firmami SolidVision a 3E Praha Engineering.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit