Pełne teksty artykułów PT nr 5/2010

PRZETWÓRSTWO TWORZYW
Rocznik 2010, skróty artykułów (cz.3)
Nr 5/2010
Władysław M. RZYMSKI, A. SMEJDA-KRZEWICKA, Magdalena KMIOTEK
Instytut Technologii Polimerów i Barwników Politechniki Łódzkiej;
ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź
Elastojonomery
W artykule przedstawiono zagadnienie elastojonomerów zwanych też jonomerami elastomerycznymi.
Obiektem badań były nowe, wytworzone przez Autorów karboksylowane kauczuki etylenowopropylenowe (XEPM, XEPDM) [9], karboksylowany kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy
(XNBR) [10] oraz karboksylowany kauczuk butadienowo-styrenowy (XSBR) [11]. Uzyskane
wyniki upoważniają do stwierdzenia, iż możliwe jest wytworzenie nowych karboksylowanych
kauczuków o interesujących właściwościach.
Elastoionomers. The problem of elastoionomers, which are also called elastomeric ionomers is
presented in the article. The tests of new, developed by Authors carboxyl ethylene-propylene rubbers
(XEPM, XEPDM) [9], carboxyl butadiene-acrylonitrile rubber (XNBR) [10] and carboxyl
butadiene-styrene rubber (XSBR) [11] were presented. Obtained results proved that it is possible
to produce new carboxyl rubbers possessing interesting properties.
Elżbieta BOCIĄGA, Tomasz JARUGA, Katarzyna MAZIK
Instytut Przetwórstwa Polimerów i Zarządzania Produkcją
Politechnika Częstochowska, Al. Armii Krajowej 19 C, 42-201 Częstochowa
[email protected]
Odkształcenia wyprasek z polipropylenu wywołane różnicą temperatury formy
wtryskowej
Osiągnięcie odpowiednich wymiarów i kształtu wyprasek wtryskowych zależy od wielu czynników.
Jednym z nich jest temperatura formy. Jej odpowiednia wartość umożliwia uformowanie korzystnej struktury
materiału, natomiast odpowiedni rozkład temperatury w formie warunkuje równomierne ochładzanie tworzywa
w gnieździe formującym i zapobieganie powstawaniu odkształceń po usunięciu wypraski z formy. W artykule
przedstawiono analizę wpływu różnicy temperatury formy na przeciwległych ściankach na strukturę i
odkształcenia wyprasek z polipropylenu. Czynnikami zmiennymi były: temperatura formy oraz grubość ścianki
wypraski.
Deformations of polypropylene mouldings caused by the difference of temperature of
injection mould. Obtaining of proper dimensions and shape of injection mouldings depends on many factors.
One of them is the temperature of mould. A proper value of this temperature enables forming of advantageous
structure of material. An appropriate distribution of temperature in the mould is responsible for uniform cooling
of plastic material in the mould form and prevents the deformations after removing the moulding from the
mould. The analyses of the influence of temperature difference of the opposite walls of the mould on the structure
and deformation of polypropylene mouldings was presented in the article. Variable factors were: mould
temperature and wall thickness of moulding.
Marian ŻENKIEWICZ 1), Józef RICHERT 2)
1) Uniwersytet Kazimierza Wielkiego;
Wydział Matematyki, Fizyki i Techniki;
Katedra Inżynierii Materiałowej;
ul Chodkiewicza 30; 85-064 Bydgoszcz;
tel. (+48)(52) 3419332; e-mail: [email protected]
2) Instytut Inżynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników;
ul. M. Skłodowskiej-Curie 55; 87-100 Toruń;
tel. (+48)(56) 6598422, e-mail: [email protected]
Meody
otrzymywania, w³aoeciwooeci i Metody
Metody otrzymywania, właściwości i zastosowania nanokompozytów polimerowych z montmorylonitem
W artykule przedstawiono syntetyczny przegląd zagadnień dotyczących wytwarzania, właściwości
i zastosowania nanokompozytów polimerowych z montmorillonitem (MMT), ze szczególnym uwzględnieniem
polilaktydu (PLA). Jednym z warunków uzyskania właściwej jakości tych nanokompozytów jest wprowadzenie
makrocząsteczek osnowy polimerowej między płytki MMT. Można to uzyskaæ stosując: (a) polimeryzację „in
situ”, (b) metodęrozpuszczalnikową, (c) mieszanie MMT z osnową polimerową, będącą w stanie
plastycznionym, z wykorzystaniem wytłaczarki. Tak wytworzone materiały mają wiele zalet, w porównaniu z
osnową polimerową, z których najważniejsze to: zwiększona wytrzymałość mechaniczna, znacznie zmniejszona
przenikalność pary wodnej i gazów, zwiększona stabilność termiczna i zwiększona szybkość biodegradacji,
szczególnie nanokompozytów z osnową biopolimerową . Nanokompozyty te stanowią nową klasę materiałów i
wkrótce mogą zastąpić w wielu przypadkach tradycyjne polimery otrzymywane z surowców kopalnych.
Manufacturing methods, properties and applications of polymer/montmorillonite
nanocomposites. A short literature review concerning manufacturing methods, properties and applications of
polymer/montmorillonite (MMT) nanocomposite, particularly with polylactide (PLA), is presented. One
successful method to produce polymer/MMT nanocomposites is to intercalate macromolecules of polymeric
matrix into the galleries ofMMT. It can be done by three methods: (a) insertion of suitable monomer in the
galleries of MMT and subsequent polymerization (polymerization “in situ”), (b) direct insertion of these
macromolecules into the galleries from solution or (c) melt intercalation, done by intensive mixing MMT and
melt polymer, using extruder. Polymer/MMT nanocomposites possess several advantages in comparison with
their polymeric matrix. These are: improved mechanical properties, very much improved barrier properties,
increased thermal stability and enhanced rate of biodegradation, especially for nanocomposites containing
biodegradable matrix. These nanocomposites are entirely new type of materials and may soon be competitive
with the commonly used fossil plastic materials.
Marian ŻENKIEWICZ*a), Krzysztof MORACZEWSKI
a) Piotr
RYTLEWSKI
b)
Katedra In¿ynierii Materia³owej, Instytut Techniki,
Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy,
ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz, e-mail: [email protected]
b) Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu,
ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń
*) Autor do korespondencji
a)
Powłoki metaliczne nanoszone na tworzywa polimerowe
W artykule dokonano przeglądu niektórych zagadnień związanych z metalizowaniem tworzyw
polimerowych. Scharakteryzowano i wskazano przy tym na coraz większe znaczenie fizycznych
(PVD) oraz chemicznych (CVD) metod nanoszenia metalu z fazy gazowej lub ciekłej na te tworzywa.
Omówiono główne sposoby nanoszenia powłok metalicznych metodami PVD i CVD oraz
podstawowe ich uwarunkowania Przedstawiono możliwości obniżenia temperatury prowadzenia
procesów CVD, co umożliwia metalizowania wielu tworzyw. Wskazano także na duże znaczenie
prekursorów stosowanych w tych procesach.
In this article a review of some problems of polymer metallization has been presented. Increasing
importance of physical (PVD) and chemical (CVD) vapor deposition methods of metals has been
show and characterized. The main methods of PVD and CVD processes and basic conditions of
metal deposition has been discussed. The methods of reducing the temperature of CVD processes,
which allows metallization of plastics has been presented. The importance of precursors used in
these processes also has been shown.
Janusz W. SIKORA
Politechnika Lubelska, Katedra Procesów Polimerowych
20-618 Lublin; ul. Nadbystrzycka 38D, Polska
e-mail: [email protected]
František GREŠKOVIČ
Technicka Univerzita v Košiciach, Strojnicka Fakulta
040 01 Košice, Mäsiarska 74, Słowacja
wyprasek wtryskowych...
Wpływ rodzaju napełniacza oraz czasu ochładzania na właściwości mechaniczne
wyprasek wtryskowych z osnową polipropylenową
Badania obejmują otrzymanie w procesie wtryskiwania polipropylenowych próbek, o znormalizowanym
kształcie i wymiarach z różną zawartością napełniacza: kredy, włókna szklanego oraz talku. Przeprowadzenie
badań polega na scharakteryzowaniu czynników badawczych stosowanych w badaniach, opisie stanowiska do
procesu wtryskiwania oraz tworzywa użytego w badaniach, a także na przedstawieniu stanowiska badawczego
rozciągania i opisie techniki prowadzenia pomiarów. Otrzymane wyniki badań przedstawiono w postaci
tabelarycznej, a wybrane z nich, dla lepszej interpretacji fizykalnej, również w postaci graficznej. Sporządzono
zależności największego naprężenia rozciągającego _z naprężenia zrywającego _r, odkształcenia względnego
przy największym naprężeniu _z, odkształcenia względnego przy zerwaniu _r oraz twardości wyznaczonej
metodą Shore’a od zawartości _ napełniacza i czasu T chłodzenia wypraski w formie.
The research comprises the receiving of polypropylene samples in the process of injection moulding. They have
normalised shape and size but various content of the filler: chalk, short glass fibre and talc. The research
consists in the characteristic of the parameters used in research, description of the injection moulding stand and
the polymer used in research as well as the presentation of the stand for tension tests and the description of
measurement techniques. The received research results were presented in table form and selected ones also in a
graphic form for better physical interpretation. The dependences were made of the ultimate tensile stress _z,
breaking strength _r, strain at ultimate stress _z, strain at break _r and Shore hardness H on the content _
of the filler and cooling time of the moulded part in the mould.
Nr 6/2010
Wiesław FRĄCZ*, Tomasz TRZEPIECIŃSKI
Politechnika Rzeszowska, Katedra Przeróbki Plastycznej,
Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów
* e-mail: [email protected]
Optymalizacja i prognozowanie deformacji wyrobów wtryskowych
yrobów
W pracy przedstawiono sposób optymalizacji procesu wtryskiwania w oparciu o metodę Taguchi
oraz sposób wykorzystania sztucznych sieci neuronowych (SSN) do prognozowania deformacji
wyrobów wtryskowych. Analizy wykonano dla procesu wtryskiwania mikroporującego, jako
wstępne badania przed uruchomieniem produkcji wyrobu. Dane uczące dla badanych modeli sieci
neuronowych oraz dane dla celów optymalizacyjnych uzyskano z symulacji procesu technologicznego
w programie Autodesk Moldflow Insight 2010. Wykonano w praktyce 27 istotnych
ewaluacji komputerowych procesu wtryskiwania, przy różnych konfiguracjach parametrów
technologicznych. Wyboru konfiguracji parametrów dokonano za pomocą metod planowania
czynnikowego z wykorzystaniem planu ortogonalnego typu L27, z 7 czynnikami sterującymi,
zmiennymi na 3 poziomach, opracowanego przez G. Taguchi. Ustalono optymalną konfigurację
parametrów wtryskiwania. Jako parametry planowania czynnikowego oraz uczące sieci neuronowe
zastosowano: temperaturę formy, temperaturę wtrysku, czas wtrysku, czas docisku, ciśnienie
docisku, objętość wtryśniętego tworzywa oraz koncentrację środka porującego.
Słowa kluczowe: Wtryskiwanie mikroporujące, sztuczne sieci neuronowe, planowanie eksperymentu,
plany ortogonalne, metoda Taguchi, Moldflow MPI
THE WARPAGE OPTIMIZATION AND WARPAGE PREDICTION OF INJECTION
MOULDED PARTS
In this work the warpage prediction and optimization of the injection microcellular moulded
piece, using CAE simulations results, were developed. The Taguchi method and artificial neural
networks (ANN) were used to make this ones. Fill, flow, cool and warpage analyses, using CAE
(Autodesk Moldflow MPI 2010) commercial code have done for warpage determination of the
plastic part. Process parameters such as mold temperature, melt temperature, packing pressure,
packing time, volume filled at start of foaming and initial gas concentration are considered as
process variables. The design of experiment (DOE), standard L27 Taguchi orthogonal array with
seven, 3-level parameters, and main effect analysis were used to optimize warpage value in the
range of analysed process parameters. To predict the warpage values by ANN, the three multilayer
perceptrons learned by backpropagation algorithm were used. Finally, results of the prognostic
neural models were verified with FEM simulation results. The best results to CAE data
were obtained by network model with 12 neurons in hidden layer.
Keywords: Microcellular injection moulding process, artificial neural networks, design of experiments,
Taguchi method, Moldflow MPI
Krzysztof BAJER, Andrzej STASIEK
Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
Ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń
e-mail: [email protected]
Charakterystyka mieszanin PE-LD i PE-LD/EVA porowanych chemicznie
W pracy określono wpływ kopolimeru etylen/octan winylu (EVA) oraz wybranych środków
porujących na właściwości polietylenu niskiej gęstości PE-LD. Proces otrzymywania wytworów
porowanych przeprowadzono dwuetapowo. W pierwszym etapie przygotowano mieszaninę
PE-LD/EVA, zawierającą środek porujący, w postaci granulatu. Następnie otrzymany granulat
poddano wytłaczaniu porującemu. Określono wpływ środka porującego i zawartości EVA na masowy
współczynnik płynięcia, właściwości wytrzymałościowe, twardość oraz gęstość i stopień
śik strat dielektrycznych oraz przenikalność dielektryczną otrzymanych mieszanin po
pierwszym etapie wyt³aczania. Stwierdzono między innymi, że wzrost zawartości EVA w mieszaninie
wpływa na poprawę parametrów wytrzymałościowych natomiast pogarsza właściwości
elektryczne, a dobranie poroforu istotnie wpływa na parametry wytrzymałościowe oraz gęstość
i stopień porowatości mieszanin.
CHARACTERIZATION OF LD-PE AND LD-PE/EVA BLENDS FOAMED BY CHEMICAL
BLOWING AGENTS
In this work, properties of low density polyethylene and its blend with poly(ethylene vinyl acetate)(
LD-PE/EVA) and also selected chemical blowing agents were characterized. Processing of
blends was obtained by extrusion in two steps. The first was extruded pellets consist of
LD-PE/EVA and blowing agent and the next foaming. The effect of EVA content and kind of blowing
agent on tensile strength, hardness, mass flow index, density and expansion after first and
two step of extrusion was investigated. The tangent delta and dielectric constant was determined
too. The results show that the increasing of EVA content reduces electrical properties and the
other hand improve mechanical properties. Selection of proper blowing agent to foaming LD-PE
on strength properties and density has important effect.
Andrzej STASIEK, Dariusz ŁUBKOWSKI
Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń
e-mail: [email protected]
Polipropylenowe folie nieorientowane oraz wybrane elementy linii technologicznej do
ich wytwarzania
ich wytwarzania
Opakowania z polipropylenu (PP) stosowane są w wielu dziedzinach gospodarki. W ostatnich
latach rośnie zastosowanie folii polipropylenowych w technice opakowaniowej. W artykule
przedstawiono jeden z rodzajów folii z PP tj. folię nieorientowaną – po angielsku „Cast Polypropylene”
(CPP) w skrócie zwaną potocznie folią „cast”. Omówiono proces technologiczny jej wytwarzania
oraz skład typowej linii produkcyjnej. Bardziej szczegółowo Autorzy omówili takie
elementy linii jak głowica wytłaczarska i zespół walca chłodzącego. Folie nieorientowane z PP
wykazują wysoką przezroczystość i połysk, dobrą barierowość, wysoką odporność termiczną
i mechaniczną a także dobrą zgrzewalność.
Bogusław KRÓLIKOWSKI
Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
87-100 Toruń, ul. M. Sk³odowskiej-Curie 55
[email protected]
Wp³yw konfiguracji ślimaków wytłaczarki typu W2W na
niektóre w³aoeciwooeci polimerów w symulowanym procesie recyklingu. Część 2
W drugiej części pracy przedstawiono wp³yw konfiguracji uk³adu uplastyczniającego wytłaczarki
dwuślimakowej współbieżnej (W2W) na niektóre właściwości fizykochemiczne regranulowanych
pierwotnych tworzyw polimerowych w symulowanym procesie recyklingu. Pod uwagę
wzięto wyniki badań DSC, TGA, oraz FTIR zarówno dla tworzyw pierwotnych jak i regranulowanych.
S³owa kluczowe: wytłaczanie dwuślimakowe współbieżne tworzyw, recycling tworzyw, granulowanie
tworzyw, właściwości termiczne i strukturalne
THE INFLUENCE OF CONFIGURATION OF SCREWS THE EXTRUDER TYPE W2W
ON SOME PROPERTIES OF POLYMERS IN SIMULATED RECYCLING PROCESS.
The influence of screw configuration of co-rotating twin-screw extruder on changes of the physicalmechanical properties of re-granulated polymers in simulated recycling process has been presented
in the second part of the work. The following results of tests have been taken into consideration
like DSC, TGA and FTIR for primary as well as re-granulated polymers.
Key words: co-rotating twin-screw extrusion of polymers, re-granulated polymers, thermal and
structural properties.