Kako se proizvode termoplasti: Kratak pregled proizvodnih metoda

Termoplastika je danas jedna od najčešće korištenih vrsta plastike zbog svoje svestranosti i isplativosti. Mogu se jednostavno preoblikovati i preoblikovati više puta zagrijavanjem i hlađenjem. To ih čini idealnima za razne proizvodne primjene.

Postoji nekoliko ključnih procesa koji se koriste za proizvodnju termoplasta u industrijskim razmjerima. Glavni su ekstruzija, injekcijsko prešanje, puhanje i termooblikovanje. Točan postupak koji se koristi ovisi o vrsti plastične smole i željenom obliku i svojstvima konačnog proizvoda.

Ovaj će članak dati opći uvod u termoplastiku i način na koji se proizvodi.

Sastav termoplasta

Kada razmišljate o termoplastici, gledate svijet u kojem jednostavne molekule tvore složene strukture. Ovi su materijali neophodni u svemu, od pakiranja do automobilskih dijelova.

Osnove polimera

Termoplastika počinje s monomeri, male molekule koje se međusobno povezuju poput lanca. Pri zagrijavanju u procesu tzv polimerizacija, ovi monomeri stvaraju polimerni lanci. Zamislite to kao vlak u kojem je svaki vagon monomer, a cijeli vlak polimer.

• Polietilen (PE): Često se koristi za plastične vrećice, kao poster za termoplastiku.
• Polivinil klorid (PVC): Cijevi i prozorski okviri obično dobivaju svoju čvrstoću od PVC-a.
• Polistiren (PS): Razmislite o pakiranju i jednokratnim šalicama za kavu, to je vaš polistiren na djelu.
• Najlon (poliamid): Nije samo za čarape - zupčanici i kabelske vezice također trebaju čvrstoću najlona.
• polipropilen (PP): PP koji se koristi za kontejnere i automobilske dijelove, poznat je po svojoj svestranosti.
• Polikarbonat (PC): Vaše naočale bi mogle koristiti računalo za tu jasnu, ali čvrstu kvalitetu.

Vrste termoplasta

Neki uobičajeni primjeri termoreaktivne plastike uključuju:

• Epoksidna smola – koristi se u premazima, ljepilima, kompozitima
• Poliesterska smola – koristi se u kompozitima od stakloplastike
• Fenolne smole – koriste se u ljepilima, premazima, električnim komponentama
• Melamin formaldehid – koristi se u posuđu, laminatima, pločama za suho brisanje
• Urea formaldehid – koristi se u električnim armaturama, ljepilima
• Silikon – koristi se za brtve, brtve, premaze

Aditivi i modifikatori

Ponekad je termoplastici potrebno malo pojačanja. Evo gdje aditiva i modifikatori ući u igru.

• Punila: Oni mogu ojačati snagu bez razbijanja banke.
• Stabilizatori: Vaš vanjski namještaj ostaje čvrst na suncu zahvaljujući UV stabilizatorima.
• Plastifikatori: PVC dobiva svoju fleksibilnost od ovih, što ga čini izvrsnim za kabele ili sintetičku kožu.

Zamislite aditive kao tajne začine koje kuhari koriste za usavršavanje svojih jela; oni fino podešavaju svojstva vaše plastike.

Procesi proizvodnje termoplasta

Kad budete gledali kako se termoplastika oživljava, naići ćete na nekoliko ključnih tehnika. Svi oni započinju sa sirovim plastičnim materijalom, obično u obliku smola, koji se zatim toplinom i pritiskom transformiraju u razne proizvode. Prođimo kroz neke od najpopularnijih metoda.

Injekcijsko prešanje

U injekcijsko prešanje, imate svoje plastične granule otopljene i zatim ubrizgane u kalup pod visokim pritiskom. To je izbor za proizvodnju širokog spektra artikala, od dijelova automobila do kontejnera. Prava stvar ovdje je kalup—super precizan, često složen i pomalo skup. Ali nakon što uložite u njega, možete isporučiti tone dijelova s dosljednom kvalitetom.

Istiskivanje

Istiskivanje je poput cijeđenja paste za zube iz tube, ali puno toplije i s plastikom. Stalno gura otopljenu plastiku kroz matricu kako bi je oblikovala u duge cijevi, šipke ili listove. Ekstruzija se više odnosi na duge, kontinuirane oblike, pa ako je to ono što trebate, obično je isplativije od injekcijskog prešanja.

Termoformiranje

S termooblikovanje, zagrijavate plastičnu foliju dok ne postane savitljiva, a zatim je stavljate preko kalupa. Vakuum isisava zrak, tjerajući plahtu da čvrsto zagrli kalup. Nije toliko orijentiran na detalje kao injekcijsko prešanje, ali je izvrstan za veće, tanje predmete poput jednokratnih čaša ili pladnjeva.

3D ispis

I da ne zaboravimo 3D printanje. Vi u osnovi postavljate slojeve otopljene plastike prema digitalnom modelu, stvarajući složene oblike koje druge metode ne mogu obraditi. Nije tako brz kao injekcijsko prešanje ili ekstruzija za masovnu proizvodnju, ali za prototipove ili komade izrađene po narudžbi, mijenja igru.

Puhanje

Termoplastična cijev se ekstrudira i zatim steže u kalup dok je još vruća i mekana. Komprimirani zrak se upuhuje u cijev, napuhujući je da poprimi oblik kalupa. Koristi se za izradu šupljih plastičnih posuda i dijelova poput boca, spremnika itd. 

Kalandriranje

Termoplastične ploče proizvode se cijeđenjem otopljene plastike između velikih valjaka kako bi se oblikovale jednolike ploče. Koristi se za proizvodnju PVC podova, plastičnih folija itd. 

Svojstva i izvedba

Upravo ćete se približiti svojstvima koja termoplastiku čine uobičajenim materijalom u raznim industrijama. Bilo da se radi o njihovoj svestranosti ili izdržljivosti, ovi materijali odlikuju se vrhunskom izvedbom.

Fizička i mehanička svojstva

Termoplasti se mogu pohvaliti širokim rasponom fizička i mehanička svojstva koji mogu biti amorfne ili kristalne strukture, što utječe na njihovu izvedbu. Amorfni termoplasti poznati su po tome što su savitljiviji i manje lomljivi, dok kristalni tipovi obično nude veću čvrstoću i otpornost na toplinu. Većina je poznata po svojim lagana priroda u kombinaciji sa značajnom mehaničkom otpornošću. The temperatura staklenog prijelaza ključna je brojka na koju morate pripaziti—on vam govori kada će materijal omekšati pod toplinom, što dovoljno govori o scenarijima njegove upotrebe.

Toplinska i kemijska otpornost

Ovi materijali nisu samo čvrsti; imaju ozbiljan otpor za pružiti. Toplinska stabilnost je zaštitni znak termoplasta, što znači da mogu zadržati svoja svojstva u širokom temperaturnom rasponu, od hladnih sobnih temperatura naviše. Međutim, točan raspon ovisi o specifičnom polimeru. Njihovo kemijska otpornost čini ih hitom u okruženjima gdje su izloženi kemikalijama koje bi mogle razgraditi druge materijale. Ova otpornost, međutim, može varirati ovisno o strukturi polimera - amorfnoj ili kristalnoj - tako da ćete htjeti mudro odabrati ovisno o tome s kakvom će se okolinom vaš materijal suočiti.

Udarna i vlačna čvrstoća

The otpornost na udarce termoplasta može biti izrazito visoka. Plus, njihov vlačna čvrstoća— koliku silu mogu podnijeti prije nego što se slome — nije za podsmijeh s vrijednostima poput 333 MPa u nekim termoplastičnim kompozitima ojačanim vlaknima.

Primjene u raznim industrijama

Termoplastika se uvukla u skoro svaki kutak i pukotinu moderne proizvodnje. Oni su super svestrani, pa ćete ih uočiti u hrpi različitih industrija. Pogledajmo neke specifične sektore u kojima termoplastika radi svoje.

Izgradnja i cjevovod

Morate položiti cijevi, a termoplastika je vaš izbor. PVC i ABS su zvijezde u ovoj igri—pristupačne i jednostavne za ugradnju, čine utrobu mnogih vodovodnih sustava. Otporni su na vodu, kemikalije i koroziju kao šampioni, zbog čega su posvuda u vašem domu i uredu.

Automobili i zrakoplovstvo

U automobilskom svijetu sve je u tome da stvari budu lakše i učinkovitije u potrošnji goriva. Termoplastika je ovdje neopjevani heroj, pomaže u smanjenju težine bez štedenja na performansama. Razmislite o svemu, od svoje ploče do cijevi za gorivo. Čak su i u zrakoplovstvu ovi materijali velika stvar iz sličnih razloga - lakši zrakoplovi znače manje goriva i veću učinkovitost.

Medicinska oprema

Kada je riječ o medicinskoj opremi, želite materijale koji su čisti i sigurni. Termoplastika ponovno dolazi u pomoć jer se koristi u toni potrošnog materijala – poput štrcaljki i vrećica za krv. 

Rješenja za pakiranje

Pogledajte bilo koju policu supermarketa i vidjet ćete zašto su termoplasti kraljevi pakiranja. Osim toga, možete ih oblikovati u bilo koji oblik ili veličinu - zgodno.

Održivost i mogućnost recikliranja

Kada imate posla s termoplastikom, održivost je velika stvar. Morate uzeti u obzir kako vaša plastika je napravljena i što događa im se na kraju životnog ciklusa. Srećom, većina termoplasta jest reciklirati. To znači da se mogu ponovno rastaliti i preoblikovati, smanjujući potrebu za novim materijalima i minimalizirajući otpad.

• Recikliranje: S termoplastikom je prilično jednostavno. Zagrijte ih i vratit će se u tekućinu, spremne za oblikovanje u nešto novo.

Recikliranje vaše termoplastike obično je dobitak, smanjenje otpada i potražnje za netaknutim resursima. Ali razmislite o sljedećem: ako je vaša plastika kontaminirana ili nije pravilno sortirana, to može ometati proces recikliranja.

Evo rezultata:

Dakle, vaš izbor ovdje igra veliku ulogu. Što se više usredotočite na obnovljive izvore energije i pravilno gospodarenje otpadom, to će okoliš biti bolji.