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