Mûanyagipari újdonságok ™ vérpumpa Lexan polikarbonátból Pulsar™ A RENAL SOLUTIONS és a SABIC INNOVATIVE PLASTICS szorosan együttmûködtek egy olyan anyag kifejlesztésében, amely kielégíti a vérpumpa optimális hemodinamikus töltésével szemben támasztott mechanikai és fizikai követelményeket, ugyanakkor a vérrel érintkezve még jobb tulajdonságokkal rendelkezik. A Lexan HPM kiemelkedõ tulajdonságai a szokásos polikarbonátokkal szemben lehetõvé teszik, hogy a Pulsar pumpa (1. ábra) profitálhasson a csökkentett trombocita- és fibrinogén-megkötõ tulajdonságokból, valamint a csökkentett leukocita és C3a protein aktiválásból, ezáltal az általános véralvadás csökkentését biztosítva.
Folyékony szilikongumi szerszámokhoz használható csúsztatóanyag Az amerikai ALBA ENTERPRISES folyékony szilikongumi és hõre keményedõ mûanyag szerszámokhoz új hõálló csúsztatót és tisztítószert hozott forgalomba. A csúsztató 300°C-ig megõrzi stabilitását. A tisztítóanyaggal, a szerszám és a gépalkatrészek kenése elõtt, eltávolíthatók a zsírok, olajok, mûanyagok és az egyéb szennyezõdések. Forrás: www.ptonline, 2007. december
Adsyl PP záróréteg BOPP fóliákhoz A BASELL NORTH AMERICA új Adsyl PP anyagcsaládját a legújabb, nagysebességû BOPP fóliagyártó sorokhoz tervezték. Ezek a Catalloy technológiával gyártott új típusok megfelelnek a 105 C záróréteganyag szabványoknak. „ST” márkajelzésük a „speed” (gyorsaság) és a „transparency” (átlátszóság) szavakra utalnak. Az európai próbagyártások során az Adsyl ST polipropilénnel 420 m/perc lehúzási sebességet értek el, ami meghaladja a szokásos 300–350 m/perc teljesítményt, ugyanakkor átlátszóbbak, mint a hagyományos típusoknál. A gyártott fóliákon kevesebb volt a hiba és egyenletesebb a vastagságprofil. Forrás: www.ptonline, 2007. december dr. L. L.
*
Nagyteljesítményû DuPont elasztomerek
1. ábra. A Lexan* HMP mûanyag alapanyag felhasználásával készült Pulsar™ vérpumpa
A hagyományos perisztaltikus (tömlõs) pumpák kompreszszióval préselik át a vért a dializátoron, míg a korlátozott nyomású Pulsar pumpa váltakozva gyakorol pozitív és negatív nyomást egy rugalmas membránra az egyes pumpakamrákon belül, csökkentve a keringés elzáródásakor a páciens belépési oldalán létrejövõ nyomást. A pumpa kialakítása megkönnyíti az egytûs alkalmazásokra való áttérést, mert a grafikus felhasználói felületen kiválasztható az egytûs üzemmód, míg ez a folyamat a hagyományos pumpáknál nehézkes és bonyolult. „A Pulsar pumpához kezdetben hagyományos polikarbonátot használtunk, de a dialízises kezelések után észrevettük, hogy fibrin termelõdött, és a pumpa falain alvadék rakódott le” – mondta John Maholtz, az OPERATIONS & ENGINEERING FOR RENAL SOLUTIONs igazgatóhelyettese. „Az alvadék-lerakódás csökkentése érdekében, amely gátolhatja a kezelést, a jobb hemokompatibilitás miatt a Lexan HPM1944 polikarbonátra tértünk át. Úgy tûnik, hogy e módosításokkal sikerült csökkenteni a trombózis valószínûségét vagy az alvadék lerakódását a pumpában. A maximum hatórás kezdeti kezelések során a Pulsar pumpa falai tiszták maradnak.” Forrás: Sabic Innovative Plastics sajtóközlemény, Bergen op Zoom, Hollandia, 2008. március 3. Dr. M. L.
218
A mûanyag piramis legfelsõ fokán elhelyezkedõ, ún. nagyteljesítményû polimerek a teljes mûanyag-gyártásnak alig 1%át teszik ki, jelentõségük azonban súlyarányukhoz képest nagyságrendileg nagyobb. Két speciális elasztomer típust, melyeket alapanyagként és más polimerekhez feldolgozási segédanyagként is használnak, mutatunk be a DUPONT cég által rendelkezésünkre bocsátott sajtóinformációk alapján. Új megoldás a Viton® és Vamac® termékek forgalmazására A DUPONT 2008. január 1.-tõl a jobb kiszolgálás érdekében egyesítette a Vamac® és a Viton® vevõszolgálatát. A közös szervezet szélesebb választékot kínál, flexibilisebb és hatékonyabb az új anyagok kifejlesztésében. A cég az elasztomerek legszélesebb választékát kínálja a szigetelõ anyagok területén, a két típus egy kézbe kerülése is ezt a célt szolgálja. Mindkét anyag fontos szerepet játszik a folyadékok tárolásában szélsõséges hõmérsékleten vagy kémiai környezetben. Az autóiparban a szigorodó szabályozások miatt egyre nagyobbak a követelmények. A Vamac® etilén-akril elasztomer (AEM) termékek jó hõ- és vegyszerállóságuk folytán változatosan alkalmazhatók tömlõk és egyéb hajlékony megoldásoknál. Sok esetben elõnyösek az ACM és HNBR termékekhez viszonyítva, pl. stabilabbak alacsony hõmérsékleten, illetve 200°C-on. Nemrég új termékcsalád is megjelent Vamac® Ultra néven, mely jól alkalmazható az autók motorterében extrém körülmények között, kedvezõ áron. A Viton® fluorelasztomerek jól ismertek kiváló hõállósá-
2008. 45. évfolyam, 6. szám
gukról (idõszakosan 285°C-ot is elviselnek), agresszív folyadékoknak és vegyszereknek ellenállnak, számos elõnyük van az NBR, ACM, HNBR termékekkel szemben. 50 évvel ezelõtti bevezetése óta a Viton® számos területet hódított meg, és egyre jobban kiszolgálja a különbözõ iparágak követelményeit. Nagyobb teljesítményû és költséghatékony Vamac típusok A Vamac® Ultra IP kevésbé rakódik le a szerszámban, kevesebb a gyártási hulladék, nagyobb a forró darab berepedési szilárdsága, így rövidebb ciklusidõvel feldolgozható, mint a hagyományos Vamac® G típus. A nagyobb viszkozitás homogénebb keveréket eredményez és jobb az extrudált profil stabilitása. Magasabb hõmérsékleten is kedvezõbbek a termékek tulajdonságai, kis nyomás esetén kevésbé esik össze. Kisebb keménységgel is nagyobb szilárdság érhetõ el, és magas hõmérsékletû motorolajok hatására kevésbé öregszik. A Vamac® Ultra LT különösen elõnyös a költséghatékony, kis káros anyag kibocsátású motorok fejlesztésénél. Alacsony hõmérsékleten (–40°C-on vagy ez alatt) is rugalmas marad lágyító hozzáadása nélkül. Tömlõk és csõvezeték csatlakozások számára –40 és +160°C közötti hõmérséklettartományban alkalmazható. A Vamac® etilén-akrilát-kaucsuk (AEM) termékcsalád hõés vegyi anyagoknak jól ellenálló elasztomerekbõl áll, tömlõkhöz és tömítésekhez használható. Alacsony hõmérsékleten az ACM és HNBR típusokkal összehasonlítva elõnyösebb, ugyanakkor a +200°C csúcshõmérsékletet is elviseli. A HNBR típusnál jóval olcsóbb [1].
lizálták, beleértve az PE-LLD elõállítása során a direkt adagolást is. A PE-LLD fújt fóliákhoz, valamint PE-LLD/PE-LD blendekhez 1–3 közötti MFI tartományban LLDPE és LLD/LD keveréket használnak. A Viton® FreeFlow Z210-ben felhasznált polikaprolakton (PCL) felületaktív anyag szélesebb feldolgozási tartományban is hõ- és oxidációállóbb a hagyományos poli(etilén-glikol) (PEG) alapú adalékoknál. Fontos elõny, hogy a végterméknek kevésbé van szaga, és kevésbé reakcióképes az egyéb adalékokkal (antioxidánsok, antiblokkolók és UV stabilizátorok). A Viton® FreeFlow Z110 nagyobb teljesítményt biztosít és használatával kevesebb PEG-re van szükség. Fõ erényei: csökkent szaghatás, kisebb ömledékmegcsúszás az extruderekben (amit a túlzott PEG használat okozhat) és oxidációs degradáció, kevesebb a nemkívánatos interakció más adalékokkal. Várható, hogy ez a kiváló, minden körülménynek megfelelõ és gazdaságos adalék hamar kiszorítja versenytársait a piacról. A Z család termékei megfelelnek az élelmiszerekkel közvetlenül érintkezõ csomagolóanyagokra vonatkozó európai szabályoknak (3. ábra). Jól alkalmazhatók gyakori szerszámcserével járó, vagy pigment tartalmú gyártósorokban, mindezt kedvezõ áron és nagy kihozatallal. A végtermék tisztább, átlátszóbb, egyenletesebb minõségû lesz akár egyszerû, akár bonyolult fóliáról van szó [3].
Feldolgozási segédanyagok mesterkeverék gyártóknak A K 2007 kiállításon bemutatott, poliolefinekhez ajánlott Viton® FreeFlow Z210 és Z110 adalék hasonló segítséget jelentett, mint a Z200 és a Z100 a gumigyártóknak 2002-ben. Ezzel a Z családot kiterjesztik az extrudált lemez, film, csõ- és vékonyfalú termékekhez is. Elõnyeik az ömledéktörés gyorsabb megszüntetése, a kisebb extruziós nyomás, a kiváló hõ- és színstabilitás, a fólia átlátszóság, mindezeket kisebb mennyiségekkel, mint a szokásos adalékoknál (2. ábra) [2]. Mindkét adalékot átlagos keverési körülményekre optima-
3. ábra. Epercsomagolás
Viton® a Forma 1-ben résztvevõ BMW Sauber autókban
2. ábra. Fóliagyártás
2008. 45. évfolyam, 6. szám
A Forma 1 az emberek és az anyagok kemény versenye. A 350 km-es végsebesség, a motor percenkénti 19 000-es fordulatszáma, az akár 4 G nagyságú nehézségi erõ, és a féktárcsák hõmérséklete elérheti az 1000°C-ot is. Egy átlagos autó ilyen körülmények között tönkremegy, a versenyautóknak viszont biztonságosan kell mûködni. Ezért használja a tömítésekhez a BMW Sauber csapat a Viton® fluorelasztomert (4. ábra). A kémiai és mechanikai sajátságok alapján választották ki az anyagokat. Ellen kell állni a 60°C-os üzemanyagnak, a 160°C-os olajnak a váltókban és a 120°C-os hidraulika folyadéknak. A Viton® mindezen feltételeknek tökéletesen megfelel, így a fékrendszer kivételével mindenütt ezt használják. Bár a Sauber 2006-ban még csak elsõ szezonját töltötte a Forma 1-ben, teljesítménye figyelemre méltó volt. Második lett a konstruktõrök versenyében, és mindkét pilótája jó helyezést ért el a pontversenyben (5. ábra).
219
4. ábra. BMW Sauber motor 7. ábra. Dean R. Rexford
5. ábra. BMW Sauber F1 kocsi startra készen
A motor- és az üzemanyag rendszerek fejlesztéseinél a LEV II, a PZEV (csökkentett kibocsátású, illetve részlegesen zérus kibocsátású) és az EURO 5 szabályozás követelményeinek teljesítése csak korszerû tömítõanyagokkal érhetõ el. A Viton® alkalmas arra, hogy a motor teljes élettartama alatt (15 év és 250 000 km) megfelelõen tömítsen az üzemanyagrendszerben –40 és +150°C között, bármilyen üzemanyag (benzin, alkohol és az új bioanyagok) esetében [4]. 50 éve jelent meg a Viton® fluorelasztomer 2007 a Viton® piaci megjelenésének 50. évfordulója, a fluorelasztomer ipar születése. Elõször 1957-ben a repüléstechnikában alkalmazták, azóta már széles körben elterjedt, 2007-ben 20 ezer tonnát használtak fel (6. ábra).
részlegében 1954-ben egy új elasztomerrel kísérletezett, melynek jó volt a hõ- és vegyszerállósága. Széleskörû alkalmazását azonban akadályozta, hogy potenciálisan veszélyes anyagnak számított. A munka 1962-ben szabadalmi bejelentéssel zárult. Az elsõ 100 grammot 1956 áprilisában állították elõ és 1957ben kezdõdött a kereskedelmi mennyiségek termelése (Mooney viszkozitása 30–60 volt). 1956 decemberében kapta a Viton® márkanevet. Korabeli versenytársaihoz képest a Viton® jelentõsen különbözött magas hõmérsékletû stabilitásában és kompressziós, illetve agresszív folyadékokkal szembeni ellenállásában. Elsõ felhasználója a repülõgépgyártás volt. Rövid idõ alatt sok új területen is megjelent, leginkább az autóiparban, ahol lehetõvé vált vele az egyre szigorúbb emissziós szabályok betartása. Az elmúlt 50 év fejlesztései során jelentõsen változott a gyártási folyamat, az egyik legfontosabb lépés a „továbbfejlesztett polimer szerkezet” (Advanced Polymer Architecture, APA) volt. A Viton® típusok teljesítménye a fluorpolimerek felsõ osztályát jelenti, azonban ezek gyártása mindig nehezebb volt. Áttörést jelentett, amikor 2001-ben 60 millió dollár befektetésével új technológiát vezettek be. Az APA változást jelentett a polimer szerkezetben, a folyási- és a végtermék tulajdonságokban. Az elsõ APA termékeket 2002-ben dobták piacra Viton® GF-S, GBL-S, GLT-S, GBLT-S és GFLT-S névvel [5]. A DuPont csúcsteljesítményû elasztomerjei [6]
6. ábra. Olajtömítések/gyûrûk (balra) és autóipari tömítések (jobbra)
Dr. Dean R. Rexford (7. ábra) a DUPONT szerves kémiai
220
A Hypalon klórszulfonált polietiléneket kiváló ózon/idõjárás-állóságuk, színstabilitásuk és keménységük miatt széles körben alkalmazzák, pl. autókban, huzal- és kábelszigetelésre, gumicsónakokhoz, egyrétegû tetõfedésre, víztározók bélelésére és fedésére. A Kalrez perfluorelasztomer kiváló teljesítménye leginkább kémiai rendszerek (vegyipari folyamatok) hõ- és vegyszerálló tömítésében, a félvezetõ-, az élelmiszer- és a gyógyszeripar ultra tiszta tömítéseiben nyilvánul meg. A Neoprene polikloroprén a világ elsõ szintetikus gumija, alkalmazásai: huzal- és kábelbevonatok, vízmentes/vízzáró rendszerek, ragasztók, autóút és híd csatlakozások tömítése, magas épületek ablakszigetelése. A Viton® fluorelasztomert elsõsorban gumitömítéseknél és dugattyúknál használják, kiváló a vegyszer- és hõállósága
2008. 45. évfolyam, 6. szám
(202°C). A Viton® FreeFlow™ speciális adalékanyag polietilénhez. A Vertex™ hatékony tömítéstechnika autóipari és elektronikai cikkek gyártásához.
Források [1] DuPont sajtóinformáció, Wilmington, Delaware, USA, 2007. október 16. [2] www.dupontelastomers.com: 07 ELAS 07 EU, 2007. október 24. [3] 04 ELAS 07 EU, 2007. október 26. [4] 06 ELAS 07 EU, 2007. november 2. [5] 05 ELAS 07 EU, 2007. október 9. [6] 02 ELAS 07 EU, 2007. október 24. Gyimesi Györgyné
*
Elektronikus gázpedál Ticona alapanyagok segítségével
jó elektromos tulajdonságaival tûnik ki, melyeket az idõjárási körülmények nem befolyásolnak. A mozgó alkatrészeknél a tribológiailag módosított Hostaform® kiváló siklási és kopási tulajdonságai kapnak fõszerepet. A Hostaform® XAP emellett az autóipari beltéri alkatrészekre elõírt alacsony emissziós követelményeknek is megfelel. Forrás: Ticona sajtóközlemény, 2008. május K. Á.
LNP Verton Xtreme kompaundok A GE PLASTICS dollármilliókat fektetett be, beleértve az új extrudereket, berendezéseket és a speciális száltervezést, hogy kifejlessze az új LNP Verton Xtreme termékcsaládot. A STEELCASE INC. már vizsgálja a fröccsöntött LNP Verton XC keveréket díjnyertes Leap® irodaszéke hátlapjának gyártásához (9. ábra). A két granulátumos eljárásról az Xtreme keverékre való áttéréssel a STEELCASE a felület tapintásának és színének egyenletesebbé válását tapasztalta. Az XC használatával, gazdag és egyenletes minõségû színei révén, átfogó esztétikai javulást és a rendszerköltségek csökkenését várják.
Az intelligens motorvezérlés a gázpedállal kezdõdik. A legújabb trendnek megfelelõ elektronikus gázpedál a TICONA három mûszaki mûanyagának felhasználásával valósult meg a HELLA fejlesztésében (8. ábra). A Celstran® LFT, a Hostaform® POM és a Celanex® PBT alkalmazásának eredményeképpen – például a BMW Mini márkánál – nõ a biztonság és a komfort, miközben csökken az energiafelhasználás és a CO2 kibocsátás.
8. ábra. Különbözõ formatervezésû elektronikus gázpedálok
9. ábra. A Steelcase Leap® irodai székének hátlapja LNP Verton Xtreme kompaundból
A gázpedállal a pedál állásából származó jel elektronikusan továbbítódik a motorvezérlõ egységhez, és nem a hagyományos mechanikus úton. Ez lehetõvé teszi a motor mûködését befolyásoló különbözõ tényezõk jobb koordinálását. Ezáltal az egység sokkal finomabban tudja a motor teljesítményét az adott közlekedési helyzethez igazítani. Így csökken a fogyasztás és a CO2 kibocsátás. Az elektronikus gázpedál minden fontosabb elemében a TICONA mûanyagai gondoskodnak a megbízható mûködésrõl. A pedál lapja és háza hosszúszál erõsítésû Celstran® LFT-bõl van, mely biztosítja a nagy szilárdságot és a csekély tömeget. A Celstran® nagy méretstabilitással rendelkezik, érzéketlen a nedvesség, illetve a hõmérséklet változásaira. Ezáltal lehetséges a vezetõ által adott impulzusok precíz érzékelése. Celanex 2300 GV1/30 szenzor ház nagy merevségével és
Az LNP Verton XC kompaund jelenleg poliamid bázispolimerrel, az FR típus pedig polikarbonát/akril-nitril-butadién-sztirol (PC/ABS) mûanyagokban áll rendelkezésre. Az XW egy akril-nitril-sztirol-akrilát (ASA) amorf terpolimer. Rendkívül ellenáll az UV fénynek és az idõjárásnak, kiváló alapanyagnak bizonyulhat tehergépjármûvek és mezõgazdasági berendezések alkatrészei számára. Az LNP Verton Xtreme család mindhárom tagja a szilárdságot kivételes ütésállósággal párosítja. A szerkezeti alkalmazások területén a teljesítmény és költség egyensúlyát is megvalósítják. A kompaundok hagyományos és gázbefúvásos fröccsöntéssel, szerkezeti habosítással, kompressziós fröccsöntéssel dolgozhatók fel, illetve profilextrudálhatók. A termékcsaláddal kapcsolatos további tervek között szerepelnek olyan egy granulátumú megoldások is, amelyek a fogaskerék-áttételek és csavaralátétek jobb kenését, illetve a por-
2008. 45. évfolyam, 6. szám
221
szórt alkatrészek nagyobb elektromos vezetõképességét eredményezik. Forrás: GE Plastics sajtóközlemény, Bergen op Zoom, Hollandia, www.geplastics.com, 2007. június
Elektromosan vezetõ Noryl GTX® ecomagination® termékcsalád A GE ecomagination környezetkímélõ mûnyagokat a porszórásos technológiához optimalizálták, mivel olyan töltõanyagot tartalmaznak, amelynek révén a mûanyagok elektrosztatikus feltöltése feleslegessé válik. A porszórásos eljárásoknál a GTX mûanyagok helyettesíthetik a fém hordozóanyagot, így elkerülhetõ a költséges és veszélyes vegyi elõkezelés, a formatervezés szabadsága viszont megnõ. A Noryl típusok lehetõvé teszik a fém és mûanyag munkadarabok porszórását ugyanazon a gyártósoron, így érvényesülnek a gazdaságosság és az egységes külsõ megjelenés szempontjai (10. ábra).
A hagyományos festési folyamattal összehasonlítva, a porszórásos technológiára való áttérés az illékony szerves anyag (VOC) kibocsátását 98%-kal csökkentheti. Ezenkívül a gyártóknak és beszállító partnereiknek rugalmasságot kínál: a fém könnyû, nagy teljesítményû mûanyaggal helyettesíthetõ, többféle anyag munkálható meg a gyártósoron. Az elektromosan vezetõ Noryl GTX hordozóanyagként való használata kiküszöbölheti a fém munkadarabok vegyi tisztítását és elõkezelését, ami kisebb költséget és kevesebb illékony szervesanyag kibocsátást eredményez. Egy konkrét példán szemléltetve: havonta 762 ezer m2 porszórással kezelt felület esetén a Noryl GTX mûanyagokra való áttérés 105 ezer USD elõkezelési költség megtakarítását eredményezi, és több mint 3 tonnával csökkenti az évi VOC kibocsátást. A GTX mûanyagok kielégítik az eredményes porszórásos bevonás két fõ kritériumát: az elektromos vezetõképességet és a magas hõállóságot. E mûanyagok poliamid (PA) és módosított poli(fenilén-éter) (MPPE) keverékébõl állnak elektromosan vezetõ töltettel megerõsítve, biztosítva a porszórás elektrosztatikus tapadását. Ráadásul nagy a hõállóságuk a jelenlegi porszórásos technológiában alkalmazott beégetési hõmérsékleten. Míg a hagyományos mûanyagokat elektrosztatikus primerrel kell bevonni, a fémeknél a szennyezést vegyi elõkezeléssel kell eltávolítani, addig a GTX csak a munkadarab tisztítását igényli a porszórásos folyamat elõtt. A Noryl GTX kiválóan alkalmazható pl. a bútoriparban, a hajómotor alkatrészek gyártásakor, a gépjármûiparban, valamint az elektromos és a világítóberendezések elõállításakor. Léteznek égésgátolt és nem égésgátolt, valamint üveggel és ásványi anyagokkal erõsített típusok. Fröccsönthetõk és extrudálhatók is. Forrás: GE sajtóközlemény, Bergen op Zoom, Hollandia, 2007. május, www.geplastics.com dr. M. L.
10. ábra. Acélköpenyes tartályok fedeleinek védõrétege elektromosan vezetõ Noryl GTX®-bõl készül
222
2008. 45. évfolyam, 6. szám