Gumference, Zlín, 2012
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Možnosti spolupráce v rámci Centra polymerních systémů
Vladimír Pavlínek
O projektu
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Název projektu: Centrum polymerních systémůReg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111Datum zahájení: 1. 1. 2011
Celkové náklady: 896,9 mil. Kč (stavba, přístroje, start-up grant)
Financováno Evropským fondem pro regionální rozvoj a státním
rozpočtem ČR v rámci Operačního programu Výzkum a vývoj pro
inovace, prioritní osa 2.
Cíle projektu
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Cílem vybodování Centra polymerních systémů je podstatným způsobem rozšířit stávající výzkumnou infrastrukturu UTB a vytvořit dynamickou výzkumnou jednotku s dlouhodobou udržitelností.
Centrum polymerních systémů v pozici významného regionálního výzkumného centra se chce opírat o aktivní spolupráci s průmyslovými partnery a souběžně mezinárodně působit ve všech úrovních svých činností.
Stavebně-technická část projektu zahrnuje výstavbu nového objektu s předpokládanou kapacitou 112 pracovníků a jeho vybavení moderní přístrojovou technikou.
O projektu
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
O projektu
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
• Těžké laboratoře zpracovatelství plastů a pryže• Laboratoře fyzikální, chemické, biologické a mikrobiologické• Celková vybudovaná plocha 10 665 m2 (plocha užitková)
Výzkumné programy
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
1. Pokročilé zpracovatelství polymerních systémů (prof. Zatloukal)i. Příprava vícevrstvých kontinuálních
profilů s řízenými vlastnostmi
ii. Modelování procesů v pokročilých polymerních technologiích
iii. Obaly pro zdravotnictví, farmacii a potravinářství
iv. Příprava bioaktivních polymerních systémů
2. Příprava pokročilých polymerních kompozitních systémů (doc. Kuřitka)i. Vstřikování vysoce plněných materiálůii. Multifunkční polymerní nanomateriályiii. Příprava hybridních kompozitů pro
mikrovlnné absorbéry
Nabídka okruhů spolupráce
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
• Realizace smluvního výzkumu dle vašich požadavků
• Řešení společných projektů výzkumu, vývoje a inovací
• Řešení technických a technologických problémů praxe
• Zpracování analýz a odborných studií
• Optimalizace technologických procesů
• Poradenská a konzultační činnost
• Využití moderní přístrojové techniky
• Realizace odborných školení
Technologická zařízení
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
• Sušení, granulace, mletí, analýza tvaru a velikosti částic• Příprava polymerních směsí a koncentrátů – hnětič, dvoušnek• Míchání kaučukových směsí – hnětič, kalandr• Příprava laboratorních vzorků – lisování, vstřikování
Zpracovatelské technologie• extruze• vyfukování fólií (i vícevrstvých)• extruzní vyfukování (do 750 ml)• vstřikování (do 180t)• lisování• koextruze (včetně gumárenských směsí)
Analýzy materiálů
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
• Hodnocení tepelných vlastností materiálů (DSC, DMA, TMA, TGA)• Hodnocení mechanických vlastností (rázové, tahové, ohybové a tlakové zkoušky, tvrdost, odrazová pružnost)• Analýza složení a přísad (spektroskopické a chromatografické metody – FTIR, UV-VIS, RTG, GC-MS, GPC) • Povrchová modifikace polymerních systémů – plasmo-chemické úpravy za sníženého i atmosferického tlaku• Mikroskopické analýzy (SEM, TEM, AFM)• Hodnocení elektrických a magnetických vlastností materiálů a kompozitů (vodivost, povrchový a vnitřní odpor, relativní permitivita, ztrátový faktor)• Hodnocení barevnosti• Hodnocení reologických a viskoelastických vlastností (kapilární a rotační viskozimetry)
Příklady dosavadní kooperace
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
CONTINENTAL AG – analýzy vlastností gumárenských směsíJUTA a.s. - optimalizace materiálového složení ko-extrudovaných profilůPlastikářský klastr, z.s.p.o. – smluvní výzkum pro členy klastru, projektové žádostiPRAKAB PRAŽSKÁ KABELOVNA a.s. - spolupráce ve vývoji bezpečnostních kabelůELLA-CZ s.r.o., Medetron s.r.o. - extruze a ko-extruze zdravotnických profilů3M (Belgie, USA); SILON s.r.o. - optimalizace dávkování zpracovatelských aditivSPUR a.s., ELMARCO s.r.o. – spolupráce ve vývoji nanovláknitých produktůPOLYMER INSTITUTE BRNO – analýzy reologického chování polymerních směsí
Příklady řešených projektů
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Inovační vouchery Zlínského kraje
Elektroluminiscenční folie pro bezpečnostní interiérové osvětlení (MPO: FR TI3/424, NWT a.s.)
Výzkum a vývoj funkčních vlastností prostředků pasivní ochrany pasažérů automobilů použitím inovativních polymerních materiálů a výrobních technologií (TAČR: TA01011211, INDET SAFETY SYSTEMS a.s.)
Hybridní nanokompozity (TAČR: TA02011308, SYNPO a.s., 5M s.r.o.)
Projekt Centra kompetence „Centrum pokročilých polymerních a kompozitních materiálů“ v konsorciu UTB a 5 firem (TAČR: TE01020216, Fatra a.s., Spur a.s., Quinn Plastics s.r.o., Zlin Precision
s.r.o. a 5M s.r.o.)
Příklady využití – termická analýza
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
DSC – teplota skelného přechodu (např. vliv na těsnící a tlumící schopnosti), krystalizace kaučuků, tepelná stabilita (termooxidace)TGA – složení směsí (těkavé podíly, kaučuk, saze, plnivo-popel)TMA – botnání, teplotní roztažnost, měknutíDMA – změna modulu pružnosti s teplotou
DSC – teploty skelného přechodu Složení – organický podíl, saze, popel
Analytické metody
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Spektroskopie UV-VIS, FTIR – hodnocení složení, kontaminací (i
lokálních) organických látek, měření barevnosti
Plynová chromatografie – hodnocení pachů
Kapalinová chromatografie – extrahovatelné přísady (podíly),
distribuce molekulových hmotností
FTIR analýza přírodního a nitrilového kaučuku
nitrilová skupina - vlnočet 2250
Příklady využití – 3D tomografie
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
• Pórovitost, homogenita, trhliny, skryté defekty
• Vnitřní struktura produktů, rozložení materiálu nebo součástí uvnitř
objemu, tloušťka stěn, rozměry vnitřních částí
• Vady a oslabená místa
Pěnový materiál Kombinace kov-plast (pryž)
Příklady využití – Reologie a modelování
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
WallFree surfaceNegative pressure
Flow direction
Wall Free surface
• Modelování mechanického chování pryže
• Modelování tokového chování kaučukových směsí
• Optimalizace procesu vytlačování kaučukových směsí
• Hodnocení reologického chování kaučukových směsí
Příklady využití – Analýza plniv
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
• Analýza distribuce velikosti částic – suchý, mokrý způsob (10nm-3mm)• Tvar částic plniva, distribuce plniva v matrici, apod. – elektronová
mikroskopie (SEM, TEM)• Složení plniva - Rentgenová difrakce, rentgenová fluorescenční
spektroskopie
Anatasová (a) a rutilová (b) forma TiO2Částice - polystyren
Příklady využití – Povrchové úpravy
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
S využitím plazmy za sníženého nebo atmosférického tlaku:
• Vytvoření či přidání/odebrání nových funkčních skupin na
upravovaný povrch – změna smáčivosti (potisk)
• Depozice tenkých vrstev o nanometrových tloušťkách –
oděruvzdornost, propustnost pro plyny a páry a pod.
Smáčivost před úpravou Smáčivost po úpravě
Dielektrický předehřev gumárenských směsí
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Stanovení materiálových parametrů:• permitivita (frek. ohřevu 0.9 GHz)• elektrická a tepelná vodivost
Modelování distribuce intensity elmag. vlnění v komoře pomocí metody konečných prvků (FEM)
0.9 GHz
Příklad pořizovaného vybavení
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Koextruzní linka pro vyfukování vícevrstvých fóliíVíceválcová kalandrovací linka Linka pro zvlákňování polymerní taveninyKoextruzní gumárenská linkaDvoukomponentní vstřikovací strojHydraulický laboratorní lisDvoušneková kompoundační linkaLaboratorní hnětič a mikrohnětičVysokotlaký kapilární viskozimetr, rotační viskozimetrPlanetární kulový mlýnZařízení pro dynamické měření kontaktního úhlu smáčení
Profilometr
Mikrospopy (SEM, TEM, AFM, FTIR, Ramanův)
Centrum polymerních systémů
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
www.cps.utb.cz
doc. Dr. Ing. Vladimír Pavlínek