Polietylen (PE)

Jest znany nam od 1937 roku i bardzo dobrze rozpowszechniony w szeroko pojętej technice. Zaraz po zakończeniu syntezy jest tworzywem o barwie białej oraz granulowanej, proszkowej konsystencji. Bardzo przypomina parafinę. Powierzchnia, pomimo tego, że jest zwarta, bardzo łatwo ulega zarysowaniom. Generalnie Polietylen jest bardzo odporny na działanie kwasów, soli, zasad i większości substancji organicznych. Wykazuje bardzo dobre właściwości dialektyczne. Polietylen ma tendencję do pęcznienia w węglowodorach alifatycznych, chlorowcopodobnych i aromatycznych. Procesowi temu towarzyszy pogorszenie jego właściwości fizycznych. Polimer w glebie (na przykład jako przewód), staje się doskonałym źródłem węgla dla mikroorganizmów glebowych. Dlatego trzeba pamiętać, że w takich warunkach podlega procesowi, który możemy uznać za odpowiednik procesu korozji w metalach.

Podczas polimeryzacji tego tworzywa można otrzymać polietylen o małej gęstości: PE mg. Trzeba jednak pamiętać o spełnieniu kilku warunków: proces musi odbywać się pod bardzo wysokim ciśnieniem (ok. 200 MPa), w obecności odpowiednich inicjatorów oraz temperaturze przekraczającej 150 °C. Dlatego PE mg zwany jest często wysokociśnieniowym. Stopień polimeryzacji wynosi od 500 do 1500, krystaliczność około 60% oraz temperaturę mięknienia 80-90 °C. Proces polimeryzacji można również prowadzić po odpowiednich katalizatorów, takich jak na przykład Zieglera-Natty, pod ciśnieniem normalnym oraz w zakresie temperatur od 30 do 160 °C. Otrzymujemy wówczas polietylen o dużej gęstości, niskociśnieniowy - PE dg. Stopień polimeryzacji wynosi od 1500 do 9000. Faza krystaliczna, znajdująca się w tworzywie sięga 86%, a temperatura mięknienia wynosi ponad 90 °C. Tworzywo to znajduje zastosowanie w produkcji folii i innych opakowań, do wyrobu rur doprowadzających wodę pitną czy ścieków. Włącznie ze ściekami chemicznymi. Do wyrobu elementów gospodarstwa domowego, kuchennych, jako powłoki kablowe. Nie jest stosowany tylko do wyrobu pojemników na tłuszcz zwierzęcy oraz mleko. Dobre właściwości dielektryczne polietylenu nie ulegają pogorszeniu w atmosferze wilgotnej i nie są zależne od częstotliwości i temperatury.

Polietylen znajduje również wiele zastosowań jako tworzywo powłokowe. Na powłoki stosowany jest polietylen o gęstości 912-950 kg/m3 i wskaźniku płynięcia 7-22 g/10 min, zazwyczaj w formie proszkowej, która uzyskiwana jest przez przemiał granulatu. Temperatura topnienia proszku wynosi o 100 °C (dla niskich gęstości) do około 140 °C (dla większych gęstości), a górne granice pracy ciągłej wynoszą 70-100 °C. Również w zależności od gęstości tworzywa.

Powłoki poliamidowe cechuje bardzo dobra wytrzymałość na działanie soli, zasad i kwasów oraz różnych rozpuszczalników. Co bardzo ważne, są fizjologicznie obojętne. Są jednak bardzo wrażliwe na światło słoneczne. Działanie światła przyspiesza procesy starzenia się tworzywa. W naszym kraju, tworzywo o małej gęstości produkowane jest w Zakładach Chemicznych w Blachowni Śląskiej na proszki przeznaczone do wytwarzania różnych powłok wraz z jego modyfikacją prowadzą zakłady "Xenon". Powstaje w ten sposób produkt, zwany Fluoxenem. Zakłady Chemiczne Boryszew w Sochaczewie również prowadzą przemiał tego granulatu.

Prowadnice ślizgowe.

Prowadnice ślizgowe są pod względem konstrukcyjnym, chyba najprostszymi rozwiązaniami. Do produkcji tworzyw wykorzystywany jest głównie PA6-G. Rzadziej PET, PEEK, czy PTFE. Prowadnice ślizgowe muszą spełnić szereg wymagań. Najważniejszym jest twardość i odporność na duże obciążenia. Parametrem charakteryzującym tą odporność, jest "sztywność". Prowadnicę muszą mieć odpowiedni rozmiar, ze względu na przenoszenie dużych obciążeń. To wszystko nie oznacza jednak, że produkcja prowadnic ślizgowych jest prosta. Obróbka CNC jest bardzo skomplikowana i wymagająca. Operator musi wykazać się dużym doświadczeniem i przygotowaniem do ich produkcji i montażu.

Największą wadą stosowania prowadnic ślizgowych, jest fakt, że elementy robocze, w odróżnieniu od np. łożysk tocznych, są odkryte i tym samym podatne na zanieczyszczenia. Piszę o tym w kontekście smarowania prowadnic celem zmniejszenia tarcia i podniesienia żywotności elementów ślizgowych. Jeżeli prowadnice nie są obudowane w żaden sposób, nie chronione przed kurzem i pyłem, to jakakolwiek próba smarowania nie przyniesie pożądanych rezultatów. Z kolei zabudowanie prowadnic, znacząco zwiększy ich gabaryty i wagę. Jednak to nie koniec problemów. Ich zastosowanie wiąże się z kolejnymi niedogodnościami. Prowadnice ślizgowe narażone są na zniszczenia podczas ich docierania a nawet montażu. Stosowanie tego systemu pod wysokim obciążeniem wiążę się z bardzo krótką żywotnością. Ponadto, częstym problemem jest tzw. korozja cierna. Występuje ona, gdy dwa elementy są do siebie dociskane i nadal są w ruchu.

Poliacetal.

Poliacetal, inaczej POM C, jest tworzywem zazwyczaj stosowanym w następujących przemysłach: rolniczym, spożywczym, maszynowym czy chemicznym. Jest tworzywem sztucznym o wysokiej wytrzymałości mechanicznej oraz temperaturowej. Ponadto posiada dobre właściwości przeciwcierne. Czyli umożliwia użycie tego polimeru, w roli elementu pracującego intensywnie ślizgowo. Dalej charakteryzuje się wysoką odpornością na środki chemiczne (smary, gorąca woda, kwasy, materiały pędne, alkaloidy). Dużą stabilnością wymiarową i niską chłonnością wilgoci. Obecnie prowadzone są pracę nad odmianą POM, wykrywalną przez detektory metali. Jest to swoista odpowiedź na potrzeby przemysłu, głównie przetwórczego i spożywczego. Skrawanie tworzyw i inne procesy obróbki nie zmieniły się.

Nazwy handlowe, z jakimi się spotkałem, to:

• Boracetal
• Delrin
• Tecaform
• Ertacetal

Poliacetal stosowany jest do produkcji elementów, takich jak:

• łożyska
• elementy przekładni
• sprężyny
• dźwignie i rolki
• uszczelki
• elementy robocze pomp
• jako części maszyn w  przemyśle spożywczym i przetwórczym (cechuje się obojętnością fizjologiczną)

Maszyny do obróbki CNC

Frezarka CNC to maszyna, używana do obróbki skrawaniem wszelkich powierzchni, takich jak jak płaskie, czy kształtowe. Elementem roboczym maszyny jest, jak sama nazwa wskazuje, jest frez. Wykonując ruch obrotowy przesuwa się po obrabianym materiale, zgodnie z planem rysunku technicznego i parametrami, jakie ten rysunek zawiera. Współczesne frezarki CNC wyposażone w specjalny komputer, który można dowolnie programować. Wcześniej, były to urządzenia o sterowaniu numerycznym. mogły wykonywać tylko stałe, wcześniej zaprogramowane ruchy. Obróbka skrawaniem CNC, rozwinęła się dzięki temu w latach siedemdziesiątych. Natomiast jej gwałtowny rozwój nastąpił w latach osiemdziesiątych. Ten rozwój, nadał maszynom cechy, które są do dziś podstawą przemysłu:

• prędkość i przesuwność są regulowane bezstopniowo
• zastosowano prowadnice toczne, eliminując prowadnice ślizgowe
• wyeliminowano przekładnie zębate
• automatyzacja w przypadku wymiany elementu roboczego oraz pomiaru materiału

Specyficznym rodzajem frezarki, jest frezarka do asfaltu. Nie ma ona jednak niczego wspólnego z zabiegami, takimi jak toczenie i frezowanie CNC. Najważniejszym elementem roboczym jest tutaj wytrzymały bęben, stosowany do swoistego wgryzania się w ziemię, celem zerwania określonej warstwy (jej grubości) bitumicznej. Maszyna jest wykorzystywana na drogach celem usuwania kolein czy jako zabieg przygotowujący nawierzchnie do remontu. Warto odnotować, że wprowadzenie urządzeń do użytku, znacznie przyczyniło się do obniżenia kosztów budowy i remontu dróg, ale także do skrócenia czasu, potrzebnego na wykonanie tych zabiegów.

Polietylen

Polietylen, został odkryty pod koniec XX wieku, przez niemieckiego chemika Hansa von Pechmana, który podgrzewając diazometan, otrzymał nową substancję. Ze względu na zawartość bardzo dużej liczby grup -CH₂-, został nazwany polimetylenem. W 1939 roku, rozpoczęto masową produkcje tego tworzywa w oparciu o metodę wysokociśnieniową. Od tamtego roku znany jest jako polietylen. Jest giętkim, przezroczystym termoplastem. Jednak wystawiony na światło słoneczne lub wilgoć, traci te właściwości.

Tworzywa konstrukcyjne zbudowane z PE są najszerzej stosowanymi, praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu. Polietylen charakteryzuje się dużą odpornością na działanie soli, zasad i kwasów i wiele innych związków organicznych i chemicznych. Charakteryzuje się również bardzo wysoką odpornością na ścieranie, dlatego często jest używany jako materiał do obróbki tworzyw ślizgowych, właśnie przez tę właściwość. Jednak PE znalazł zastosowanie również w łożyskach ślizgowych, jako materiał do budowy ślimaków transportujących, rolek napinających, czy kół pasowych i łańcuchowych.