Plastové materiály v reflexi K 2013

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

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.

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.

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.

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 %.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.).

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.

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