PRZETWÓRSTWO TWORZYW Rocznik 2010, skróty artykułów (cz.3) Nr 5/2010 Władysław M. RZYMSKI, A. SMEJDA-KRZEWICKA, Magdalena KMIOTEK Instytut Technologii Polimerów i Barwników Politechniki Łódzkiej; ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź Elastojonomery W artykule przedstawiono zagadnienie elastojonomerów zwanych też jonomerami elastomerycznymi. Obiektem badań były nowe, wytworzone przez Autorów karboksylowane kauczuki etylenowopropylenowe (XEPM, XEPDM) [9], karboksylowany kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (XNBR) [10] oraz karboksylowany kauczuk butadienowo-styrenowy (XSBR) [11]. Uzyskane wyniki upoważniają do stwierdzenia, iż możliwe jest wytworzenie nowych karboksylowanych kauczuków o interesujących właściwościach. Elastoionomers. The problem of elastoionomers, which are also called elastomeric ionomers is presented in the article. The tests of new, developed by Authors carboxyl ethylene-propylene rubbers (XEPM, XEPDM) [9], carboxyl butadiene-acrylonitrile rubber (XNBR) [10] and carboxyl butadiene-styrene rubber (XSBR) [11] were presented. Obtained results proved that it is possible to produce new carboxyl rubbers possessing interesting properties. Elżbieta BOCIĄGA, Tomasz JARUGA, Katarzyna MAZIK Instytut Przetwórstwa Polimerów i Zarządzania Produkcją Politechnika Częstochowska, Al. Armii Krajowej 19 C, 42-201 Częstochowa jaruga@ipp.pcz.pl Odkształcenia wyprasek z polipropylenu wywołane różnicą temperatury formy wtryskowej Osiągnięcie odpowiednich wymiarów i kształtu wyprasek wtryskowych zależy od wielu czynników. Jednym z nich jest temperatura formy. Jej odpowiednia wartość umożliwia uformowanie korzystnej struktury materiału, natomiast odpowiedni rozkład temperatury w formie warunkuje równomierne ochładzanie tworzywa w gnieździe formującym i zapobieganie powstawaniu odkształceń po usunięciu wypraski z formy. W artykule przedstawiono analizę wpływu różnicy temperatury formy na przeciwległych ściankach na strukturę i odkształcenia wyprasek z polipropylenu. Czynnikami zmiennymi były: temperatura formy oraz grubość ścianki wypraski. Deformations of polypropylene mouldings caused by the difference of temperature of injection mould. Obtaining of proper dimensions and shape of injection mouldings depends on many factors. One of them is the temperature of mould. A proper value of this temperature enables forming of advantageous structure of material. An appropriate distribution of temperature in the mould is responsible for uniform cooling of plastic material in the mould form and prevents the deformations after removing the moulding from the mould. The analyses of the influence of temperature difference of the opposite walls of the mould on the structure and deformation of polypropylene mouldings was presented in the article. Variable factors were: mould temperature and wall thickness of moulding. Marian ŻENKIEWICZ 1), Józef RICHERT 2) 1) Uniwersytet Kazimierza Wielkiego; Wydział Matematyki, Fizyki i Techniki; Katedra Inżynierii Materiałowej; ul Chodkiewicza 30; 85-064 Bydgoszcz; tel. (+48)(52) 3419332; e-mail: marzenk@ukw.edu.pl 2) Instytut Inżynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników;
ul. M. Skłodowskiej-Curie 55; 87-100 Toruń; tel. (+48)(56) 6598422, e-mail: j.richert@impib.pl Meody otrzymywania, w³aoeciwooeci i Metody Metody otrzymywania, właściwości i zastosowania nanokompozytów polimerowych z montmorylonitem W artykule przedstawiono syntetyczny przegląd zagadnień dotyczących wytwarzania, właściwości i zastosowania nanokompozytów polimerowych z montmorillonitem (MMT), ze szczególnym uwzględnieniem polilaktydu (PLA). Jednym z warunków uzyskania właściwej jakości tych nanokompozytów jest wprowadzenie makrocząsteczek osnowy polimerowej między płytki MMT. Można to uzyskaæ stosując: (a) polimeryzację in situ, (b) metodęrozpuszczalnikową, (c) mieszanie MMT z osnową polimerową, będącą w stanie plastycznionym, z wykorzystaniem wytłaczarki. Tak wytworzone materiały mają wiele zalet, w porównaniu z osnową polimerową, z których najważniejsze to: zwiększona wytrzymałość mechaniczna, znacznie zmniejszona przenikalność pary wodnej i gazów, zwiększona stabilność termiczna i zwiększona szybkość biodegradacji, szczególnie nanokompozytów z osnową biopolimerową. Nanokompozyty te stanowią nową klasę materiałów i wkrótce mogą zastąpić w wielu przypadkach tradycyjne polimery otrzymywane z surowców kopalnych. Manufacturing methods, properties and applications of polymer/montmorillonite nanocomposites. A short literature review concerning manufacturing methods, properties and applications of polymer/montmorillonite (MMT) nanocomposite, particularly with polylactide (PLA), is presented. One successful method to produce polymer/mmt nanocomposites is to intercalate macromolecules of polymeric matrix into the galleries ofmmt. It can be done by three methods: (a) insertion of suitable monomer in the galleries of MMT and subsequent polymerization (polymerization in situ ), (b) direct insertion of these macromolecules into the galleries from solution or (c) melt intercalation, done by intensive mixing MMT and melt polymer, using extruder. Polymer/MMT nanocomposites possess several advantages in comparison with their polymeric matrix. These are: improved mechanical properties, very much improved barrier properties, increased thermal stability and enhanced rate of biodegradation, especially for nanocomposites containing biodegradable matrix. These nanocomposites are entirely new type of materials and may soon be competitive with the commonly used fossil plastic materials. Marian ŻENKIEWICZ* a), Krzysztof MORACZEWSKI a) Piotr RYTLEWSKI b) a) Katedra In ynierii Materia³owej, Instytut Techniki, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz, e-mail: marzenk@ukw.edu.pl b) w Toruniu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń *) Autor do korespondencji Powłoki metaliczne nanoszone na tworzywa polimerowe W artykule dokonano przeglądu niektórych zagadnień związanych z metalizowaniem tworzyw polimerowych. Scharakteryzowano i wskazano przy tym na coraz większe znaczenie fizycznych (PVD) oraz chemicznych (CVD) metod nanoszenia metalu z fazy gazowej lub ciekłej na te tworzywa. Omówiono główne sposoby nanoszenia powłok metalicznych metodami PVD i CVD oraz podstawowe ich uwarunkowania Przedstawiono możliwości obniżenia temperatury prowadzenia procesów CVD, co umożliwia metalizowania wielu tworzyw. Wskazano także na duże znaczenie prekursorów stosowanych w tych procesach. In this article a review of some problems of polymer metallization has been presented. Increasing importance of physical (PVD) and chemical (CVD) vapor deposition methods of metals has been show and characterized. The main methods of PVD and CVD processes and basic conditions of metal deposition has been discussed. The methods of reducing the temperature of CVD processes, which allows metallization of plastics has been presented. The importance of precursors used in these processes also has been shown. Janusz W. SIKORA Politechnika Lubelska, Katedra Procesów Polimerowych 20-618 Lublin; ul. Nadbystrzycka 38D, Polska e-mail: janusz.sikora@pollub.pl
František GREŠKOVIČ Technicka Univerzita v Košiciach, Strojnicka Fakulta 040 01 Košice, Mäsiarska 74, Słowacja wyprasek wtryskowych... Wpływ rodzaju napełniacza oraz czasu ochładzania na właściwości mechaniczne wyprasek wtryskowych z osnową polipropylenową Badania obejmują otrzymanie w procesie wtryskiwania polipropylenowych próbek, o znormalizowanym kształcie i wymiarach z różną zawartością napełniacza: kredy, włókna szklanego oraz talku. Przeprowadzenie badań polega na scharakteryzowaniu czynników badawczych stosowanych w badaniach, opisie stanowiska do procesu wtryskiwania oraz tworzywa użytego w badaniach, a także na przedstawieniu stanowiska badawczego rozciągania i opisie techniki prowadzenia pomiarów. Otrzymane wyniki badań przedstawiono w postaci tabelarycznej, a wybrane z nich, dla lepszej interpretacji fizykalnej, również w postaci graficznej. Sporządzono zależności największego naprężenia rozciągającego _z naprężenia zrywającego _r, odkształcenia względnego przy największym naprężeniu _z, odkształcenia względnego przy zerwaniu _r oraz twardości wyznaczonej metodą Shore a od zawartości _ napełniacza i czasu T chłodzenia wypraski w formie. The research comprises the receiving of polypropylene samples in the process of injection moulding. They have normalised shape and size but various content of the filler: chalk, short glass fibre and talc. The research consists in the characteristic of the parameters used in research, description of the injection moulding stand and the polymer used in research as well as the presentation of the stand for tension tests and the description of measurement techniques. The received research results were presented in table form and selected ones also in a graphic form for better physical interpretation. The dependences were made of the ultimate tensile stress _z, breaking strength _r, strain at ultimate stress _z, strain at break _r and Shore hardness H on the content _ of the filler and cooling time of the moulded part in the mould. Nr 6/2010 Wiesław FRĄCZ*, Tomasz TRZEPIECIŃSKI Politechnika Rzeszowska, Katedra Przeróbki Plastycznej, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów * e-mail: wf@prz.edu.pl Optymalizacja i prognozowanie deformacji wyrobów wtryskowych yrobów W pracy przedstawiono sposób optymalizacji procesu wtryskiwania w oparciu o metodę Taguchi oraz sposób wykorzystania sztucznych sieci neuronowych (SSN) do prognozowania deformacji wyrobów wtryskowych. Analizy wykonano dla procesu wtryskiwania mikroporującego, jako wstępne badania przed uruchomieniem produkcji wyrobu. Dane uczące dla badanych modeli sieci neuronowych oraz dane dla celów optymalizacyjnych uzyskano z symulacji procesu technologicznego w programie Autodesk Moldflow Insight 2010. Wykonano w praktyce 27 istotnych ewaluacji komputerowych procesu wtryskiwania, przy różnych konfiguracjach parametrów technologicznych. Wyboru konfiguracji parametrów dokonano za pomocą metod planowania czynnikowego z wykorzystaniem planu ortogonalnego typu L27, z 7 czynnikami sterującymi, zmiennymi na 3 poziomach, opracowanego przez G. Taguchi. Ustalono optymalną konfigurację parametrów wtryskiwania. Jako parametry planowania czynnikowego oraz uczące sieci neuronowe zastosowano: temperaturę formy, temperaturę wtrysku, czas wtrysku, czas docisku, ciśnienie docisku, objętość wtryśniętego tworzywa oraz koncentrację środka porującego. Słowa kluczowe: Wtryskiwanie mikroporujące, sztuczne sieci neuronowe, planowanie eksperymentu, plany ortogonalne, metoda Taguchi, Moldflow MPI THE WARPAGE OPTIMIZATION AND WARPAGE PREDICTION OF INJECTION MOULDED PARTS In this work the warpage prediction and optimization of the injection microcellular moulded piece, using CAE simulations results, were developed. The Taguchi method and artificial neural
networks (ANN) were used to make this ones. Fill, flow, cool and warpage analyses, using CAE (Autodesk Moldflow MPI 2010) commercial code have done for warpage determination of the plastic part. Process parameters such as mold temperature, melt temperature, packing pressure, packing time, volume filled at start of foaming and initial gas concentration are considered as process variables. The design of experiment (DOE), standard L27 Taguchi orthogonal array with seven, 3-level parameters, and main effect analysis were used to optimize warpage value in the range of analysed process parameters. To predict the warpage values by ANN, the three multilayer perceptrons learned by backpropagation algorithm were used. Finally, results of the prognostic neural models were verified with FEM simulation results. The best results to CAE data were obtained by network model with 12 neurons in hidden layer. Keywords: Microcellular injection moulding process, artificial neural networks, design of experiments, Taguchi method, Moldflow MPI Krzysztof BAJER, Andrzej STASIEK Ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń e-mail: k.bajer@impib.pl Charakterystyka mieszanin PE-LD i PE-LD/EVA porowanych chemicznie W pracy określono wpływ kopolimeru etylen/octan winylu (EVA) oraz wybranych środków porujących na właściwości polietylenu niskiej gęstości PE-LD. Proces otrzymywania wytworów porowanych przeprowadzono dwuetapowo. W pierwszym etapie przygotowano mieszaninę PE-LD/EVA, zawierającą środek porujący, w postaci granulatu. Następnie otrzymany granulat poddano wytłaczaniu porującemu. Określono wpływ środka porującego i zawartości EVA na masowy współczynnik płynięcia, właściwości wytrzymałościowe, twardość oraz gęstość i stopień śik strat dielektrycznych oraz przenikalność dielektryczną otrzymanych mieszanin po pierwszym etapie wyt³aczania. Stwierdzono między innymi, że wzrost zawartości EVA w mieszaninie wpływa na poprawę parametrów wytrzymałościowych natomiast pogarsza właściwości elektryczne, a dobranie poroforu istotnie wpływa na parametry wytrzymałościowe oraz gęstość i stopień porowatości mieszanin. CHARACTERIZATION OF LD-PE AND LD-PE/EVA BLENDS FOAMED BY CHEMICAL BLOWING AGENTS In this work, properties of low density polyethylene and its blend with poly(ethylene vinyl acetate)( LD-PE/EVA) and also selected chemical blowing agents were characterized. Processing of blends was obtained by extrusion in two steps. The first was extruded pellets consist of LD-PE/EVA and blowing agent and the next foaming. The effect of EVA content and kind of blowing agent on tensile strength, hardness, mass flow index, density and expansion after first and two step of extrusion was investigated. The tangent delta and dielectric constant was determined too. The results show that the increasing of EVA content reduces electrical properties and the other hand improve mechanical properties. Selection of proper blowing agent to foaming LD-PE on strength properties and density has important effect. Andrzej STASIEK, Dariusz ŁUBKOWSKI ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń e-mail: a.stasiek@impib.pl Polipropylenowe folie nieorientowane oraz wybrane elementy linii technologicznej do ich wytwarzania ich wytwarzania Opakowania z polipropylenu (PP) stosowane są w wielu dziedzinach gospodarki. W ostatnich latach rośnie zastosowanie folii polipropylenowych w technice opakowaniowej. W artykule przedstawiono jeden z rodzajów folii z PP tj. folię nieorientowaną po angielsku Cast Polypropylene (CPP) w skrócie zwaną potocznie folią cast. Omówiono proces technologiczny jej wytwarzania oraz skład typowej linii produkcyjnej. Bardziej szczegółowo Autorzy omówili takie
elementy linii jak głowica wytłaczarska i zespół walca chłodzącego. Folie nieorientowane z PP wykazują wysoką przezroczystość i połysk, dobrą barierowość, wysoką odporność termiczną i mechaniczną a także dobrą zgrzewalność. Bogusław KRÓLIKOWSKI 87-100 Toruń, ul. M. Sk³odowskiej-Curie 55 b.krolikowski@impib.pl Wp³yw konfiguracji ślimaków wytłaczarki typu W2W na niektóre w³aoeciwooeci polimerów w symulowanym procesie recyklingu. Część 2 W drugiej części pracy przedstawiono wp³yw konfiguracji uk³adu uplastyczniającego wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej (W2W) na niektóre właściwości fizykochemiczne regranulowanych pierwotnych tworzyw polimerowych w symulowanym procesie recyklingu. Pod uwagę wzięto wyniki badań DSC, TGA, oraz FTIR zarówno dla tworzyw pierwotnych jak i regranulowanych. S³owa kluczowe: wytłaczanie dwuślimakowe współbieżne tworzyw, recycling tworzyw, granulowanie tworzyw, właściwości termiczne i strukturalne THE INFLUENCE OF CONFIGURATION OF SCREWS THE EXTRUDER TYPE W2W ON SOME PROPERTIES OF POLYMERS IN SIMULATED RECYCLING PROCESS. The influence of screw configuration of co-rotating twin-screw extruder on changes of the physicalmechanical properties of re-granulated polymers in simulated recycling process has been presented in the second part of the work. The following results of tests have been taken into consideration like DSC, TGA and FTIR for primary as well as re-granulated polymers. Key words: co-rotating twin-screw extrusion of polymers, re-granulated polymers, thermal and structural properties.