POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
1
Polymery a plasty v praxi
POLYSTYREN & KOPOLYMERY STYRÉMU
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc.
pospisil@gascontrolplast.cz
29716@mail.muni.cz

16. 3.2015

POLYSTYREN & KOPOLYMERY STYRÉNU
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
2
•HOMOPOLYMER STANDARDNÍ POLYSTYREN (PS) •KOPOLYMER HOUŽEVNATÝ POLYSTYREN (HIPS – High Impact PS)
•TERPOLYMER AKRYLONITRIL – BUTADIEN - STYREN (ABS)
• Řada dalších kopolymerů …………….

POLYSTYREN (zkratky PS, HIPS)  - základní informace 1
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
3
File:Polystyrene.svg Soubor:Styren.svg
POLY(1-FENYLETYLEN)

POLYSTYREN - základní informace 2
•PS je typickým příkladem AMORFNÍHO TERMOPLASTU •AMORFNÍ TERMOPLAST charakterizuje TEPLOTA SKELNÉHO
PŘECHODU •TEPLOTA SKELNÉHO PŘECHODU PS je cca. 90 °C (může se lišit při kopolymeraci a u HIPS)
•
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
4

16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
5
výroba PS _ 24032013809.jpg

PS  - základní informace 3
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
6
Tg__________623.jpg Tg versus tuhost ----624.jpg
•Tuhost versus Tg & Tm
•Tg měřené pomocí DSC

PS – technologie výroby
•Výroba:
•Suspenzní (dominantní)
•Emulzní (téměř se nepoužívá)
•Blokový (minoritní, ale velmi čistý)
•Zpěňovatelný
•Dodavatelská forma:
•Granulát
•Mikrokuličky (Zpěňovatelný)
–
–
•
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
7

PS – technologie zpracování
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
8
•Vstřikování (cca. 75 % výroby) – LEGO, Igráček, vláčky PIKO atd.
•Zpěňování
•Vytlačování > tvarování za tepla (termoforming)
•

16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
9
vSTŘIKOVACÍ CYKLUS_ 24032013812.jpg

Co to je houževnatý PS?
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
10
HIPS řezy _ 24032013811.jpg

Houževnatý PS (HIPS) versus standardní PS (Crystal clear)
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
11
HIPS _ 24032013810.jpg

Proč jsou styrénové termoplasty vhodné pro vstřikování?
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
12
•Smrštění výrobku
•Co to je smrštění výrobku?
•Jaká smrštění rozlišujeme?
•Semikrystalické versus amorfní termoplasty
•Normy na smrštění (ČSN, ISO, ASTM, ….)

Styrénové termoplasty pro vstřikování
PŘÍKLADY
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
13
536.jpg
OBECNĚ:
Různé díly  domácích spotřebičů a spotřební elektroniky

Výroba zpěňovatelného PS
•Pouze homopolymer
•Během suspenzní polymerace se přidá n-PENTAN (b.v. 36 °C) •Ten je zadržen ve výsledném produktu,
tzv. PERLIČKÁCH •Omezená skladovatelnost, protože může n-pentan vytěkat!
•
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
14

Technologie zpěňování PS
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
15
•Předpěnění,
–Zrání
•Dopěnění
•
•
•
Původní perlička
Předpěněná částice (20 – 50x větší objemově)
ZRÁNÍ > pentan ven, vzduch dovnitř
DOPĚNĚNÍ

ABS – akrylonitril – polybutadien - styrén
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
16
535.jpg 538.jpg
OBECNĚ:
Různé díly  domácích spotřebičů a spotřební elektroniky s vyššími nároky na houževnatost

Pokovování ABS
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
17
•Odmaštění
•Přeúprava povrchu oxidací > dříve „chromsírovka“, dnes asi peroxid vodíku nebo kyselina fosforečná
s KMnO4 > polární povrch
•Nános galvanicky Cu nebo Ag
•Chromování
•Většina drobných chromovaných dílů do koupelen a na pračkách je chromované ABS!

Pokovování ABS – příklad
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
18
537.jpg
OBECNĚ:
Různé díly na domácích spotřebičích a uzávěrech (příklad ukázat)

Vstřikování semikrystalických versus AMORFNÍCH TERMOPLASTŮ
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
19
•cp = f (T) celkem podobné u semi i amorf
DHt = u amorf NENÍ! U PP je např. 100 mJ/g u reálných vzorků s KRYSTALINITOU cca. 60 % hmot. • semi
tedy musíme napřed teplo dodat a pak toto odebrat!

Lepení PS a jeho kopolymerů 1
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
20
•Rozpouštědla pro PS:
–PS je rozpustný v mnoha organických rozpouštědlech
–Mnohá další rozpouštědla vyvolávají v PS mikrotrhliny, tzv. cracking
•Lepení rozpouštědly :
–Rychle leptající: toluen, chlorbenzen, trichloretylen, dichloretan, chloroform, …
–POMALU leptající: metylacetát, etylacetát, metyletylketon, cyklohexan, …
–
•
–
•

Lepení PS a jeho kopolymerů 2
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
21
•Lepení lepidly:
–Roztoky PS a jeho kopolymerů v metyletylketon > plastikové modely letadel
–Epoxidová lepidla > přeúprava povrchu oxidací > dříve „chromsírovka“, dnes asi peroxid vodíku nebo
kyselina fosforečná s KMnO4
•
–
•

Lepení zpěněného PS
16. 3.2015
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYRÉN 5_2015
22
•Lepení rozpouštědly a roztoky PS: NE
•DISPERZNÍ LEPIDLA:
–akrylátové,
–vinylacetátové,
– …………..
•Dvousložková lepidla
–Epoxidová, i k lepení na jiné podklady (dřevo, kov, ..)
–
•
–
•