Plasty na priemyselné využitie

Plast je materiál tvorený prírodnými alebo syntetickými polymérmi – dlhými reťazcami molekúl. Je možné ho tvarovať a formovať pomocou tepla a tlaku. Plasty sa stali nepostrádateľnými pomocníkmi v priemysle aj v každodennom živote najmä vďaka svojej odolnosti, ľahkosti, trvanlivosti a nižším nákladom na výrobu v porovnaní s tradičnými materiálmi. Ich ekologický vplyv však predstavuje významnú výzvu.

Kto vynašiel plast?
Brit Parkes – v roku 1862 predstavil prvý syntetický plast z nitrocelulózy, Parkesin, ktorý bol pružný a tvárny.
Američan Hyatt – v roku 1869 zdokonalil celuloid, ktorý bol pevnejší a pružnejší ako Parkesin, bol používaný najmä na výrobu filmových pásov.
Belgičan Baekeland – vynašiel v roku 1907 Bakelit, prvý plne syntetický plast z fenolu a formaldehydu. Bakelit bol vďaka veľkej odolnosti a nevodivosti ideálnym materiálom na elektrické a mechanické aplikácie.

Dôvody na vynález plastov:

Nutná alternatíva prírodných materiálov (Tento dôvod bol v popredí najmä v čase po druhej svetovej vojne.)

• obmedzené zdroje
• vysoká cena (slonoviny, korytnačiny, živíc, skla, kovu)

Zlepšenie vlastností materiálov

• vyššia odolnosť voči teplu, vlhkosti a chemikáliám

Priemyselná výroba

• Plasty umožnili lacnú a jednoduchú hromadnú výrobu ďalších produktov – najmä v automobilovom, farmaceutickom a obalovom priemysle či v elektronike.

Výhody plastov:

• nízka hmotnosť (ľahšia ako kovy a sklo) – zníženie nákladov na dopravu a manipuláciu
• odolnosť voči vlhkosti a škodcom, nižšia náročnosť na údržbu
• ľahká tvarovateľnosť do rôznych foriem a veľkostí
• odolnosť voči korózii
• dobré elektrické a tepelnoizolačné vlastnosti
• obvykle lacnejší výrobný variant v porovnaní s tradičnými materiálmi

Nevýhody plastov:

• nižšia tepelná a chemická odolnosť v porovnaní so sklom
• nižšia pevnosť a odolnosť voči mechanickému namáhaniu v porovnaní s kovmi
• ekologická záťaž
• neľahká recyklácia
• potenciálne zdravotné riziká (uvoľňovanie mikroplastov, obsah ftalátov)

Doterajšie využitie:

• obaly
• automobilové súčiastky a diely
• stavebné rúry, izolácia, prvky (napr. okná)
• elektronické komponenty: kryty, izolácia vodičov
• spotrebný tovar

Má zmysel v používaní plastov v súčasnom priemysle pokračovať? *

V súčasnej dobe si nemožno napríklad rozvoj takmer všetkých strojárskych odvetví bez použitia plastových materiálov predstaviť. Konštrukcia technických výrobkov teraz smeruje k využívaniu symbiózy kovov a plastov. Plasty prinášajú do strojárenstva úplne nové materiálové hodnoty – pre strojných inžinierov sú atraktívne najmä:

• nízka hustota plastov
• mechanické tlmenie aj tlmenie zvuku prostredníctvom plastov
• plasty umožnia väčšiu flexibilitu v navrhovaní nových konštrukčných riešení
• uplatnenie kompozitných materiálov s polymérnou matricou najmä v automobilovom a leteckom priemysle
• materiálová recyklácia je možná vďaka vývoju biopolymérov a biokompozitov
• plastové diely a súčasti so svojimi mechanickými vlastnosťami sa môžu vyrovnať oceli za predpokladu výberu vhodného konštrukčného plastu, optimálneho konštrukčného riešenia a vhodných spracovateľských podmienok
• snaha vedcov i konštruktérov vylúčiť negatívne ekologické dopady v prípade strojárskych aplikácií plastov

Chcete sa rýchlo zorientovať v jednotlivých typoch plastov?

Vykonali sme pre vás porovnanie základných typov a to aj s ohľadom na ich odlišné správanie pri zahriatí:

Termoplasty

• pri zahriatí zmäknú, je možné ich opakovane tvarovať, ohýbať
• po spracovaní sa ochladia a spevnia, fyzická zmena je vratná

Reaktoplasty

• sú tvarovateľné iba po určitú dobu po zahriatí
• vytvrdené plasty nemožno ďalej spracovávať, výsledná podoba je definitívna

Poznámka:
Cenové vyhodnotenie: 10 × $ = najvyššia cena; 1 × $ = najnižšia cena. Cenové porovnanie je iba orientačné, môže sa líšiť v závislosti od dodávateľa a aktuálnych trhových podmienok.
Teplotné odolnosti jednotlivých plastov sa môžu líšiť v závislosti od špecifického zloženia plastového materiálu z dôvodu typu polyméru, prítomnosti aditív, spôsobu spracovania, molekulárnej hmotnosti a pod. Teplotný rozsah použiteľnosti konkrétneho plastu zo sortimentu GUMEX nájdete v pripojenom technickom (katalógovom) liste výrobcu.
Zdroj: https://copilot.microsoft.com/; https://chatgpt.com/; prompt: Porovnání výhod, nevýhod, vlastností, teplotního chování, cen a použití plastů

Tip:
S plastami pracujeme už od roku 2020 a dokážeme ich spracovať tak, aby ste hotové výrobky mohli len „vziať a namontovať“.
Od júna 2024 sme naše služby rozšírili o novinku – strojné obrábanie a CNC frézovanie plastov, gumy, kompozitných materiálov, pien a neželezných kovov.

Zaujíma vás, ako u nás nový tím PLASTY vznikal a ako funguje? Prečítajte si rozhovor s jeho vedúcim Michalom Zháňal.

*)Zdroj: Inžinierska akadémia ČR, Prof. Josef Steidl, emeritný profesor ČVUT,  https://www.mmspektrum.com/clanek/plasty-pomahaji-modernizovat-strojirenstvi; krátené