Ugrás a tartalomhoz

A polimertechnika alapjai

Czvikovszky Tibor, Nagy Péter, Gaál János (2007)

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

10.4 Fúvásos technológiák polimerjeinek reológiai tulajdonságai

10.4 Fúvásos technológiák polimerjeinek reológiai tulajdonságai

10.4.1 Viszkozitás

A fúvásos technológiákra optimalizált polimerek reológiai tulajdonságai eltérnek a fröccsöntésre, vagy extrudálásra használt polimerek tulajdonságaitól. A fúvásos technológiáknál (különösen az extrúziós fúvásnál) fontos követelmény az ömledékszilárdság, valamint a nyújthatóság. Ezeket a tulajdonságokat általában nagyobb molekulatömegű polimerekkel tudják elérni, amelyek ömledékviszkozitása is magasabb. A nagyobb móltömeg általában jobb ütésállóságot és jobb feszültségkorróziós tulajdonságokat is jelent. A fúvásos technológiához ajánlott nagysűrűségű polietilén (HDPE) ömledékindexe MFI < 0,1 g/10 perc.

Az ömledék nyújthatósága határozza meg, milyen könnyen lehet sarkokat és éleket kialakítani a túlzott elvékonyodás veszélye nélkül. Az ún. természetes nyújtási viszonyszám, ami adott próbatest nyújtásmentes , és az elszakadáskor mérhető vastagságának a viszonya, jó kiindulási érték. PET esetén ez a viszonyszám 16, míg PC esetén csak 6, ezért PET-ból könnyen lehet előnyújtás nélkül is palackokat előállítani.

Amorf termoplasztikus anyagokat könnyebb fúvásos technológiával feldolgozni, mint a részlegesen kristályos polimereket. Minél nagyobb a különbség a feldolgozási és a dermedési hőmérséklet között, annál több ideje van az anyagnak a szerszámüreg alakját felvenni. Az amorf polimereknél felfúváskor kisebb az előgyártmány és az alakadó szerszám falának egyenetlen érintkezéséből adódó belső feszültség kialakulásának veszélye is.

10.4.2 Duzzadás, viszkoelasztikus tulajdonságok

A cső előgyártmány (különösen extrúziós fúvásnál) szabadon függ a levegőben. Ezért a gravitáció hatására hossza megnő, a falvastagsága kissé csökken. Ezzel ellentétes hatást fejt ki az ömledékduzzadás: a cső átmérője és falvastagsága is növekszik a viszkoelasztikus polimerben tárolt belső feszültségek relaxációja következtében. Az egymással ellentétes hatások miatt a duzzadás mértékét nehéz megjósolni; a különböző polimereknél 10 és 60 % közötti értékeket tapasztaltak. A túl nagy duzzadás miatt a cső egyes helyeken érintkezhet a szerszám fallal, ami megnehezíti az eltávolítását, esetleg el is szakadhat. A túl kismértékű duzzadás az üreges részek, pl. a flakonok fogantyújának kialakítását nehezíti meg. Az egyenletes termékminőség eléréséhez a duzzadást adott értéken kell tartani. A duzzadás főként a nyírósebességtől függ, amelyet a hőmérséklet és az extrudálási/fröccsöntési sebesség befolyásol. A magasabb hőmérséklet és kisebb sebesség csökkenti a duzzadás mértékét. A poliolefinek duzzadása viszonylag magas, de a hőmérséklettől csak gyengén függ. Egyes műszaki műanyagoknál erőteljesebb hőfokfüggést figyeltek meg. A felfúvás közben lejátszódó reológiai jelenségek bonyolultsága miatt a folyamatot végeselem-analízissel tanulmányozták. Ez a módszer alkalmas az optimális előgyártmány alakjának és méretének meghatározására, valamint segítségével a késztermék tulajdonságai is megjósolhatók.