Extruzní stroj: propustnost světla, vlastnosti a použití transparentních polymerů

Od lahví od mléka, přes optické čočky až po televizory nebo mobilní telefony… seznam aplikací pro průhledné plasty je nekonečný. Dnes jsme obklopeni mnoha druhy průhledných nebo průhledně modifikovaných plastových materiálů, díky nimž jsou výrobky atraktivnější a přenosnější než tradiční sklo.
Nyní několik výrobců využívá kvality a barevné stálosti průhledných plastových materiálů pro různé aplikace:
1. vyrábět lehké, odolné a nerozbitné výrobky;
2. Snížení výrobních nákladů;
3. výroba složitých geometrií a unikátně tvarovaných součástí;
4. Dosahuje propustnosti viditelného světla a/nebo optického indexu lomu srovnatelného se sklem
A tak dále…

Mezi oblíbené oblasti použití, které těží z výše uvedených výhod, patří:

1. Obaly (potraviny, kosmetika…)
2. Spotřební zboží (konzervy na potraviny, produkty pro ukládání dat, čočky…)
3. Architektonické sklo (akvária, bezpečnostní kryty…)
4. Automobilové a elektrické komponenty (LED, kryty světlometů ……)
5. Zdravotní péče (stříkačky……)
6. Zemědělská fólie
Stojí však za zmínku, že navzdory široké škále aplikací splňuje jen málo polymerů takto náročné materiálové specifikace.
Pojďme se podívat na tuto „zářivou“ kategorii plastů a zhodnotit vlastnosti a oblíbené aplikace některých transparentních polymerů (PC, PMMA, PET, SMMA, COC atd.)!
Vzhledem k omezenému prostoru se PS/SBC/ASA/MBS/PCTA+PCTG/PMP (polymethylpenten) a další nové transparentní polymery v tomto článku nebudou opakovat.

Polykarbonát (PC)
Polykarbonát (PC)je vysoce výkonný, houževnatý, amorfní a průhledný termoplastický polymer s unikátní kombinací vysoké rázové houževnatosti, rozměrové stability a dobrých mechanických vlastností. Propouští více než 90 % světla, blokuje UV záření a poskytuje 100% ochranu před škodlivými UV paprsky slunce.

Extruder na polykarbonátové desky/trubkypoužívá se v různých každodenních aplikacích:
Elektrické a elektronické výrobky (LED světla, konektory, mobilní telefony…)
Automobilový průmysl (rámečky světlometů, kliky dveří, mřížky chladiče a vnitřní čočky)
Zemědělství (materiály pro zakrytí skleníků)
Spotřební zboží (sklenice, spotřebiče, kontakt s potravinami…)
Lékařské (chirurgické nástroje, vybavení ……)
Průhledné desky vyrobené z PC jsou v nárazových testech 200krát pevnější než sklo stejné tloušťky a snadno se řežou.
Průhledný nylon (PA TR)
Změnou typu diaminu, dikyseliny nebo aminokyseliny lze získat odrůdy nylonu s různými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, včetně univerzálního nylonu, nylonu s dlouhým uhlíkovým řetězcem, nylonu odolného vůči vysokým teplotám, transparentního nylonu a nylonového elastomeru. Transparentní nylon je amorfní nebo mikrokrystalický termoplastický nylon s propustností světla až 90 %, blízký PMMA.
Protože průhledný nylon má lepší odolnost vůči oleji, korozi, oděru a poškrábání než jiné průhledné plasty, je široce používán v automobilovém průmyslu, elektrotechnice a elektronice, strojírenství, optice, sportu a dalších oblastech.
Akrylový PMMA
PMMA je tuhý, průhledný termoplastický materiál, který se široce používá jako „nerozbitná“ alternativa ke sklu. Tento polymer nabízí oproti jiným průhledným plastům (PC, PS) několik technických výhod, například:

Vysoká odolnost proti UV záření a povětrnostním vlivům.
S propustností světla až 92 % a optickými vlastnostmi neomezené možnosti barvení.
Díky těmto výhodám je extruder PMMA desek vhodný pro architekturu a stavebnictví k výrobě skleníků, námořních center; oken automobilů, stínidel lamp, světel, displejů elektronických zařízení, designového nábytku atd.
Polyethylentereftalát (PET)
PET je všestranný průhledný termoplastický polymer, který se vyznačuje vynikající kombinací mechanických, tepelných, chemických vlastností a rozměrové stability. PET se může jevit neprůhledný, bílý a průhledný v závislosti na své krystalické a amorfní struktuře.
PET je díky svým žádoucím vlastnostem (průhlednost, nízká hmotnost, vysoká pevnost, tuhost, vysoká chemická odolnost, bariérové ​​vlastnosti a nízká cena) preferovaným materiálem pro:
Láhev na vodu
Nádoby na sycené nealkoholické nápoje
Vlákna
Filmový film

PET je upřednostňován před polykarbonátem (PC) kvůli nižším nákladům, lepší estetice a lepší manipulaci.
Amorfní kopolyester (PETG)
Amorfní kopolyestery, jako je PETG, jsou všestranné a lze je použít v široké škále aplikací. Amorfní kopolyestery kombinují vynikající čirost a houževnatost s vynikající tepelnou a chemickou odolností.
PETG lze s drobnými úpravami nebo bez nich použít jako přímou náhradu za PC, PMMA a PC/polyester.

Polyvinylchlorid (PVC)
PVC je amorfní termoplast s vynikající průhledností. Průhledné PVC desky kombinují vynikající mechanické vlastnosti a rázovou pevnost s průhledností, která je čirá i pro vodu, a vynikající chemickou a požární odolností.
Průhledné PVC trubky jsou také speciálně navrženy tak, aby blokovaly škodlivé UV záření. Tyto trubky se široce doporučují pro venkovní aplikace, které jsou vystaveny slunečnímu záření a vyžadují průhlednost.

Optické vlastnosti průhledných PVC výrobků sahají od vysoké propustnosti světla přes vysokou průhlednost a antireflexní povrchy až po vysokou rázovou houževnatost, což je činí vhodnými pro venkovní použití. Mezi klíčové aplikace extruzních linek na průhledné PVC desky, trubky a průhledné fólie patří:
Architektura – světlo, bezpečnostní sklo, skleník ……
Balení – blistrové balení, potravinářská fólie, průhledný obal ……
Lékařské – vaky, hadičky, kapačky, konektory, ventily ……
Tekutý silikonový kaučuk (LSR)
Tekutý silikonový kaučuk je nízkoviskózní, transparentní termosetová elastomerová směs s:
Vynikající optická čistota (propustnost 94 %)
Trvanlivost (odolnost vůči vysokým teplotám až do 150 °C)
Výborná zpracovatelnost
Svoboda designu

Jedná se o lehký materiál, který úspěšně nahradil sklo a další termoplasty v řadě aplikací, jako je vysoce výkonné LED osvětlení, elektronika, automobilové osvětlení, spotřební zboží, zdravotnictví atd., kde jsou klíčovými požadavky vysoká průhlednost, odolnost vůči teplu/UV záření a dlouhodobá trvanlivost.
Cyklický olefinový kopolymer (COC)
Cyklický olefinový kopolymer (COC) je amorfní, transparentní termoplast vyrobený řetězcovou kopolymerací cyklických monomerů s etanem. Ve srovnání s komoditami, jako je polypropylen a polyethylen, se jedná o relativně novou třídu polymerů a je známý svou vynikající optickou čirostí, dobrými mechanickými vlastnostmi a odolností vůči vlhkosti.

Vynikající optické vlastnosti COC z něj činí ideální materiál pro fólie na balení potravin, optické datové disky, vysoce přesné čočky, optické filmy a další. Cyklické olefinové kopolymery jsou navíc odolné vůči vlhkosti, rozpouštědlům a sterilizaci, což je činí užitečnými v lékařských a biologických vědách, jako jsou blistrové obaly, lékařské podnosy a další.
Polyethylen (PE)
Polyethylen je velmi odolný termoplast, který se široce používá v několika odvětvích (obalový průmysl, automobilový průmysl, elektrotechnika atd.) k výrobě fólií, trubek, plastových dílů, laminátů a dalších. Je to nejvíce vyráběný plast na světě a používá se téměř každý den.

Výrobní linka na plasty LDPE: LDPE je flexibilní, pevný a průhledný a je široce používán v plastových sáčcích, průhledných fóliích, laboratorním vybavení a dalších oblastech.

Průhledný polypropylen (PP)
Polypropylen je vynikající pryskyřice s dobrými fyzikálními vlastnostmi, cenovou efektivitou a recyklovatelností, ale vzhledem ke své krystalické povaze je obtížné získat průhledné PP desky. Dnes však díky novým vysoce účinným čiřícím přísadám (známým také jako čiřidla) bylo dosaženo významného pokroku v oblasti průhledného polypropylenu (PP), protože tyto polymery nabízejí flexibilitu designu, snadnější zpracovatelské možnosti, lepší barvitelnost/dekorativní vlastnosti a úsporu nákladů díky nízké hmotnosti.

Kombinace rychlého kalení a správného tepelného zpracování může navíc zlepšit průhlednost extrudovaných polypropylenových desek. Mezi další výhody, které činí z čirého PP životaschopnou alternativu k dražším průhledným materiálům, jako je sklo a průhledné plasty (PS, PC, PETG), patří:
Dobrá rovnováha tuhosti a nárazu;
Dobrá bariéra proti vlhkosti
Fluorovaný ethylenpropylen (FEP)
Fluorovaný ethylenpropylen (FEP) je chemicky kopolymer hexafluorpropylenu a tetrafluorethylenu. Tento polymer propouští vysoké procento ultrafialového a viditelného světla. FEP ve formě fólie má propustnost denního světla přibližně 96 %. FEP fólie propouští více ultrafialového, viditelného a infračerveného záření než běžné sklo.
Styrenmethylmethakrylát (SMMA)
SMMA neboli styrenmethylmethakrylát (SMMA) je vysoce transparentní kopolymer styrenu a kyseliny akrylové s vynikajícím lesklým povrchem. Spojuje vynikající zpracovatelské výhody a cenovou atraktivitu styrenových polymerů s vysokou bělostí a čirostí. Další výhody SMMA jsou:
Vynikající tepelná stabilita;
Lepší odolnost vůči alkoholu než akryl;
Mechanické vlastnosti lepší než GPPS;
Odolnost proti poškrábání;
Stížnost na FDA.

Ve srovnání s PMMA, PC a PET je SMMA levnější a má podobnou kvalitu povrchu.
SMMA je vhodný pro aplikace vyžadující pevné, tuhé a vodotěsné vlastnosti, jako jsou například výrobky pro domácnost, sklo, kosmetické obaly, zdravotnické prostředky, výrobky osobní hygieny atd.
Polystyren (univerzální – GPPS)
Univerzální polystyren (GPPS), známý také jako křišťálově čistý polystyren, je průhledný polymer s následujícími vlastnostmi:
Vysoká tuhost;
Dobrá rozměrová stabilita;
Nízká měrná hmotnost a vynikající tepelná odolnost
Dobré elektroizolační vlastnosti

Díky své amorfní povaze má oproti jiným polymerům výhody, pokud jde o transparentnost, nízké náklady a snadnost zpracování. Mezi aplikace GPPS patří hračky, pouzdra na CD, ramínka na kabáty, boxy na zeleninu v chladničkách, sprchové panely, IT vybavení, průhledné šperkovnice, police a zásuvky v chladničkách a plastové kelímky. Používá se také při výrobě jednorázových zdravotnických prostředků, jako jsou zkumavky, pouzdra testovacích souprav, diagnostické produkty, Petriho misky atd.
MABS (průhledný ABS)
ABS je nárazuvzdorný technický termoplast složený ze tří monomerů: akrylonitrilu, butadienu a styrenu. Kopolymery styrenu a akrylonitrilu poskytují tuhost, zatímco butadien zajišťuje odolnost proti nárazu.
Výrobce přidává do fáze SAN monomer methylmethakrylátu za vzniku vysoce transparentní pryskyřice ABS s názvem MABS (methylmethakrylát akrylonitril butadien styren). MABS nabízí vlastnosti, jako například:

Vysoká propustnost světla;
Nízký opar;
Konzistentní a stabilní barva;
Vylepšené průtokové vlastnosti.
Čirý ABS má lepší odolnost proti nárazu než polystyren, SAN a PMMA a nabízí dobrou zpracovatelnost. Druhy MABS se zlepšenými tokovými vlastnostmi lze použít jako zajímavou alternativu k polykarbonátu (PC). Čirý ABS se používá ve spotřebních spotřebičích, lékařských aplikacích, sportovním zboží, zdravotnických zařízeních atd.