plastikace a plastikační činidla
DESCRIPTION
Plastikace a plastikační činidla. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Plastikace a plastikační činidla
Střední odborná škola Otrokovice
www.zlinskedumy.cz
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil VašíčekDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.
Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Charakteristika DUM
Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /2
Autor Ing. Emil Vašíček
Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-GT/2-PV-4/12
Název DUM Plastikace a plastikační činidla
Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání
Kód oboru RVP 28-52-H/01
Obor vzdělávání Gumař-plastikář
Vyučovací předmět Gumárenská technologie
Druh učebního materiálu Výukový materiál
Cílová skupina Žák, 16 – 17 let
Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího, náplň: plastikace kaučuku, způsoby plastikace, plastikační činidlo, stroje pro plastikaci
Vybavení, pomůcky Dataprojektor
Klíčová slovaPlastikace kaučuku, radikál, plastikační činidlo, Peptazin, plastikace mechanická, plastikace termická, rekombinace, teplota plastikace, dvouválec, hnětič, dvojšnekový vytlačovací stroj, Gordonův plastikátor
Datum 22. 10. 2012
Plastikace a plastikační činidla
Náplň výuky (obsah hodiny)
Princip plastikace
Způsoby plastikace
Plastikační činidlo
Plastikace na dvouválci, hnětiči a dvojšneku
Princip plastikace
Pod pojmem plastikace (starší termíny lámání či mastikace) se u kaučuku rozumí jeho uvedení do stavu, kdy je možno z něj připravit kaučukovou směs [2], jedná se o snížení molekulové hmotnosti [1].
Prakticky to znamená změkčení kaučuku snížením polymeračního stupně. To se realizuje zkrácením (štěpením) makromolekulárních řetězců.
Plastikují se syntetické kaučuky (hlavně butadien-akrylonitrilový kaučuk (NBR)) i přírodní kaučuk (NR).
Obr. 1: butadien-akrylonitrilový kaučuk
– CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH – CH2 – I CN
Důsledky plastikace
Plastikace má za důsledek
snížení tuhosti
zvýšení plasticity
snížení odporu při míchání či hnětení
zlepšení zpracovatelnosti
Plastikovat je nutno tuhé, obtížně zpracovatelné kaučuky
Obr. 2: snadnější míchání
Stabilizace radikálů
Přetržením řetězce vznikají dva radikály schopné reakce.
Obr. 3: vznik radikálů
R – C – C – R R – C C – R . .
Možnosti stabilizace radikálu:
rekombinace – dva radikály se opět spojí (nežádoucí stav)
reakce s kyslíkem – pouze v povrchové vrstvě
reakce s plastikačním činidlem
Plastikační (peptizační) činidlo je záměrně dodávaná příměs usnadňující štěpení a schopná reagovat se vzniklým radikálem.
Plastikační činidlo
Pro přírodní a izoprenový kaučuk je přídavek plastikačního činidla 0,05 dsk až 0,2 dsk, pro regenerát 1 dsk až 4 dsk.
Nejrozšířenější plastikační činidla jsou
Peptazin BAFD Peptazin BFT
bis(o-benzamidofenyl)disulfid N,S-dibenzoyl-o-aminothiofenol
Obr. 4: Peptazin BAFD Obr. 5: Peptazin BFT
Účinnost plastikace
Mechanická plastikace se s růstem teploty snižuje, termická zvyšuje
Při mechanické plastikace je třeba teplotu udržet pod 90 °C
Při termické plastikaci se teplota nad 130 °C
Obr. 6: účinnost plastikace
Nejmenší účinnost plastikace je při teplotě cca 115 °C – tuto teplotu využíváme při míchání směsi, kdy již nechceme dále plastikovat
Intenzita plastikace
Zavedením plastikačních činidel se podstatně zkracuje doba plastikace. Tato činidla zamezují rekombinaci (ukončují řetězce účinněji než při reakci s kyslíkem).
Intenzita plastikace závisí na koncentraci kyslíku
Obr. 7: intenzita plastikace
1 – dusík, 2 – vzduch, 3 – kyslík, 4 – ozón
Způsoby plastikace
K přetržení řetězce je třeba dodat energii.
Při teplotě do 115 °C dochází k trhání molekul mechanicky (smykovou silou), radikály reagují se vzdušným kyslíkem, v bezkyslíkové atmosféře radikály zpět rekombinují
Při teplotě nad 115 °C se řetězce místo trhání „vyvlékají“, ale dochází k termické degradaci (trhání) řetězců.
Přetrhnout řetězec tedy lze
mechanicky – mechanickým namáháním
termicky – zahříváním
Obr. 8: mechanické dělení
Zařízení pro plastikaci
Plastikace se provádí na stejných zařízeních jako míchání směsí.
Jedná se o
dvouválec
hnětič
šnekový vytlačovací stroj
Obr. 9: hnětič
Dvouválec
Historicky nejstarší způsob, válce klasicky vedle sebe, stavitelná štěrbina, válce duté pro chlazení (NR teplota 30 – 50 C a SBR teplota 70 – 80 C) po dobu 15 – 20 min, nestejný směr otáčení, nestejná obvodová rychlost (frikce 1:1,1 až 1:1,5).
Obr. 10: mezní teplota
max. 90 °C
Při plastikaci na dvouválci se využívá mechanická plastikace – válce jsou intenzivně chlazené.Radikály mají možnost reagovat se vzdušným kyslíkem – přídavek plastikačního činidla není nezbytný
Hnětič
Kaučuk se plastikuje v uzavřeném prostoru za vyšší teploty (130 – 160 °C) a tím se podstatně zkrátí doba plastikace (3 – 5 minut). Přídavek plastikačních činidel zamezuje rekombinaci radikálů. Kromě zkrácení času je významná i úspora energie
Obr. 11: mezní teplota
min. 130 °C
Při plastikaci na hnětiči se využívá termická plastikace – intenzivním hnětením se směs silně zahřívá na 130 °C a více.Uvnitř komory je jen omezené množství vzduchu a kaučuk má malý povrch, proto přídavek plastikačního činidla je nezbytný, jinak dochází především k rekombinaci.
Šnekový vytlačovací stroj
Gordonův plastikátor se dvěma šneky nad sebou je používaný pro kontinuální plastikaci. Jak šneky, tak plášť jsou chlazeny cirkulující vodou.
Obr. 12: řez komorou pro dva šneky
Plastikovaný kaučuk se vytlačuje ve tvaru hadice a po rozříznutí do tvaru pásu se chladí se vzduchem, případně se vypustí do peletizéru a pelety ve tvaru krátkých tyčinek se chladí v suspenzi vody s práškovadlem.
Kontrolní otázky:
1. Co to je plastikace a kdy se používá?
2. Jaké jsou způsoby plastikace?
3. Co to je rekombinace
Seznam obrázků:
Obr. 1: vlastní
Obr. 2: anonym, [vid. 22. 10. 2012], dostupné z: www.CelySvet.cz
Obr. 3: vlastní
Obr. 4: vlastní
Obr. 5: vlastní
Obr. 6: vlastní
Obr. 7: vlastní
Obr. 8: anonym, [vid. 22. 10. 2012], dostupné z: www.FreePik.com
Obr. 9: Vašíček Emil, Gumárenská technologie 2, učební texty SOŠ Otrokovice, 2011
Obr. 10: vlastní
Obr. 11: vlastní
Obr. 12: anonym, Reklamní prospekt firmy Carl Aug. Picard GmbH
Seznam použité literatury:
[1] Vašíček Emil, Gumárenská technologie 2, druhé vydání, učební texty SOŠ Otrokovice, 2011
[2] Ducháček Vratislav, Polymery výroba, vlastnosti, zpracování, použití, VŠCHT, Praha 1995, ISBN 80-7080-617-6,
Děkuji za pozornost