Műanyagok feldolgozása

                Előadások:

1. Bevezetés

A tárgy körének meghatározása. Hőre lágyuló műanyagok, térhálós rendszerek feldolgozása. A feldolgozási eljárások fontossága a feldolgozott műanyagok mennyisége alapján.  A polimerek fizikai kémiájának a műanyagfeldolgozás szempontjából legfontosabb kérdései: fizikai állapotok, termomechanikai görbe, feldolgozási módok és tartományok.

 2. Folyás, viszkozitás

Kismolsúlyú anyagok és polimerek folyási jellegzetességei. A viszkozitás időfüggése, szerkezeti hatások. Nyírásfüggés, viszkozitás egyenletek. A viszkozitást meghatározó egyéb tényezők: nyomás, hőmérséklet, molekulasúly, elágazottság, egyéb tényezők.

 3. A folyási jellemzők mérése

Folyás egyszerű keresztmetszetű csatornákban és párhuzamos síklapok között. Kapil­lár­visz­ko­zi­mé­ter, a mérés feltételei (csúszás, időfüggés, izotermikus folyás, kompresszibilitás), korrekciók és egyéb hatások. Rotációs viszkozimetria. Folyási anomáliák: rugalmas turbulencia, reológiai duzzadás.

  4. Hőtani kérdések

Anyagok hőtartalma, hőforrások. Hőátadással kapcsolatos folyamatok és műveletek (előmelegítés, szárítás, olvasztás, hőfokszabályozás, hőkezelés). Hőátadási folyamatok (hővezetés, sugárzás, frikciós hő).

  5. Extrúzió

Általános szempontok, az extrúziós technológiai sor elemei, az elemek feladata és működése. Az extrudálás elemi lépései: szilárdanyag szállítás, megömlés, ömledékszállítás. Az extruder teljesítménye, az extruder és a szerszám összhangja, működési pont. Az extru­dá­lás technológiai problémái.

 6. Extrúzió

Extruder szerszámok, kalibrálás, hűtés. Folyás a szerszámban, reológiai szempontok. A szerszám és a termék viszonya: rudak és profilok, csövek, szélesrésű szerszámok, fújt filmek, koextrúzió. Követőberendezések, vezérlés, folyamatszabályozás. A technológiai sor elemeinek összhangja.

 7. Fröccsöntés

Általános szempontok, a folyamat alapvető lépései, a fröccsöntőgép felépítése: fröccsegység (csiga, fúvóka), szerszám, szerszámzáró egység. A fröccsöntési folyamat analízise: olvadás, szerszámkitöltés, a szerszámkitöltés mechanizmusa, reológiai szempontok. Nyomásprofil, hűtés, állapotegyenlet. A fröccsöntési ciklus.

 8. Fröccsöntés

Fröccsöntött termékek szerkezete és tulajdonságai. Folyás a szerszámban, héj-mag szerkezet, orientáció, orientáció eloszlás. Belső feszültségek, zsugorodás. Heterogén rendszerek (keverékek, töltött és szálerősítő) fröccsöntése. Szerszámok, szerszámok elemei, temperálás. A fröccsöntés során fellépő technológiai problémák.

 9. Üreges testek

Előállítási eljárások. Extrúziós fúvás: főbb lépések, berendezés, a szerszámban lejátszódó folyamatok. Feldolgozási problémák, terméktulajdonságok. Fröccsfúvás, előnyök és hátrányok, összehasonlítás az extrúziós fúvással. Rotációs öntés, berendezés, technológia, termékminőség, problémák.

 10. Kalanderezés

A kalanderezés berendezései, technológiai sor. A kalanderezés elemi lépései: bemérés, porkeverés, homogenizálás, ömlesztés, alakadás, lehúzás, hűtés, kikészítő műveletek. A kalanderezés reológiája, nyomáselosztás és sebességprofil. Technológiai problémák, folyamatszabályozás. A termoformázás fizikai kémiája, nagyrugalmas állapot, feldolgozási hőfoktartomány. Termoformázási módszerek: vákuumformázás, préslégformázás, együt­tes vákuum és préslégformázás stb. Anyagok, tulajdonságok, gazdasági kérdések. Berendezés, hűtés, fűtés, szabályozás.

   11. Hegesztés, egyéb műveletek

A hegesztés típusai: direkt fúziós eljárások (lánghegesztés, forró gázos hegesztés, laphegesztés), indirekt fúziós eljárások (forró huzalos hegesztés, ultrahangos hegesztés, nagyfrekvenciás hegesztés, dörzshegesztés, dielektromos hegesztés, elektromágneses indukciós hegesztés). Préselés. Őrlés, darálás, keverés, homogenizálás. Keverékek és töltőanyagot tartalmazó polimerek előállítása. Egyéb előkészítő műveletek: szárítás, előmelegítés. Mechanikai megmunkálás (fúrás, esztergálás, fűrészelés).

  12. Térhálós polimerek feldolgozása

Alakadás és térhálósodás. Gyantafeldolgozás: öntés, sajtolás, fröccssajtolás és fröccsöntés. Szálerősítésű gyanták feldolgozása. Alakadás nyitott szerszámban: érintkezéses alakadás, száltekercselés, pultrúzió, centrifugálöntés, folyamatos impregnálás. Alakadás zárt szerszámban: hidegsajtolás, melegsajtolás, SMC, fröccsöntés.

 13. Egyéb műanyagfeldolgozási eljárások

Szálhúzás, habok, membrántechnológia, elasztomerek, gumik, abroncsgyártás, reaktív fröccsöntés (RIM), lakkok és festékek, ragasztás.

                Laboratóriumi gyakorlatok:

1.    Bevezetés

A laboratóriumi gyakorlatok céljának és rendszerének ismertetése. Útmutatások a jegyzőkönyvek elkészítéséhez és a gondolkodtató kérdések kidolgozásához. Baleset és tűz megelőzése a laboratóriumban. Minőségügyi rendszerek.

2.    Keverékek és töltött polimerek előállítása I.

Műanyagok homogenizálása, adalékok és társító komponensek bekeverése laboratóriumi körülmények között. Szakaszos és folyamatos keverékkészítés megismertetése.

3.    Keverékek és töltött polimerek előállítása II.

Heterogén polimer rendszerek tulajdonságait meghatározó törvényszerűségek áttekintése, a komponensek jellemzői, mennyisége,valamint a feldolgozás körülményei és a heterogén rendszer tulajdonságai közötti összefüggések megismertetése.

4.    Hőre lágyuló műanyagok extrudálása.

Az extruder felépítésének és működésének megismertetése. Az extruderben lejátszódó folyamatok és az azokat meghatározó tényezők kapcsolata. A nagyüzemi és a laboratóriumi extrúzió közötti különbségek és hasonlóságok áttekintése. Összefüggés a feldolgozandó anyag tulajdonságai és a feldolgozás paraméterei között.

5.    Hőre lágyuló műanyagok fröccsöntése I

A fröccsöntő berendezés részei, felépítése, működése. A fröccsöntés részfolyamatainak alapos megismertetése.

6.    Hőre lágyuló műanyagok fröccsöntése II 

A fröccsöntött termékek szerkezete és tulajdonságai. A fröccsöntés paramétereinek hatása a fröccsöntött termék tulajdonságaira.

7.    PVC kompozíciók készítése.

A PVC és a PVC alapú kompozíciók feldolgozási eljárásainak, valamint a feldolgozás során lejátszódó folyamatok megismertetése. Összefüggések tanulmányozása a PVC kompozíció összetétele, a feldolgozás paraméterei és a termék tulajdonságai között. 

8.    Vákumformázás

A melegalakítás vagy termoformázás elméleti alapjai és gyakorlati alkalmazása. A vákumformázó berendezés üzemeltetése. Elvékonyodás és alakstabilitás vizsgálata. A vákumformázás paramétereinek hatása a termék tulajdonságaira.

9.    Termoretardáció

A műanyagok feldolgozása során a termékben különböző mértékben maradnak belső feszültségek. Ezek a tárolás, felhasználás során méretváltozást, alaktorzulást eredményezhetnek. A gyakorlat célja a hallgatók megismertetése a belső feszültség néhány meghatározási lehetőségével, az anizotrópiával, és azoknak a termék tulajdonságaira gyakorolt  hatásával.

10.    Hőre keményedő műanyagok feldolgozása I   Epoxigyanták feldolgozása

Epoxigyanták feldolgozása impregnálóanyagként, öntő- és ragasztógyantaként, és bevonóanyagként. Fazékidő (pot-life) és gélesedési idő meghatározása. Próbatestek készítése, mechanikai szilárdság vizsgálata, alaktorzulási hőmérséklet meghatározása.

11.    Hőre keményedő műanyagok feldolgozása II   Sajtolás

Előkészítő műveletek, a sajtoló berendezés működtetése. A sajtolás paramétereinek (előmelegítés, szellőztetés, hőmérséklet, nyomás, ciklusidő) hatása a feldolgozott termék tulajdonságaira.

12.    Hőre keményedő műanyagok feldolgozása III  Idő-hőmérséklet-átalakulás analízis

Hőre keményedő műanyagok térhálósodásának vizsgálata. Az átalakulási diagram. Az átalakulási diagram izo-konverzió vonalainak meghatározása, értékelés. A gyakorlat az előző két gyakorlatra épül, a hallgatók az előző két gyakorlat során készített próbatesteken folytatnak további méréseket.

13.    Szabványos gumiipari vizsgálatok

Nyerskaucsuk szabvány szerinti vizsgálata. Gumikeverék készítése és vulkanizálása. A vulkanizált kaucsuk szabványos vizsgálata.