Polipropylen (PP)

Polipropylen jest tworzywem częściowo krystalicznym, ale o właściwościach zbliżonych do polietylenu. Otrzymywany jest w procesie niskociśnieniowej polimeryzacji propylenów przy katalizatorach, takich jak Zieglera-Natty. Polipropylen charakteryzuje się gęstością 900 kg/m3, dobrymi właściwościami dielektrycznymi oraz bardzo niską ścieralnością. Stosowany jest bez żądnych problemów w temperaturach od -30 °C do +130 °C. 

Przykładowe zalety to: 

• ma większą odporność termiczną
• większą odporność na rozciąganie
• mniejszą gęstość
• nie podlega korozji naprężeniowej
• ma bardzo dużą odporność powierzchni na uszkodzenia oraz zarysowania
• jest bardzo gładki w dotyku

Dłuższe użytkowanie polimeru w temperaturze wyższej niż 100 °C prowadzi do degradacji tworzywa, które przyspieszyć może występowanie metali, takich jak miedź, kobalt, mangan oraz ich stopy. Pod wieloma względami przypomina polietylen niskociśnieniowy. Na przykład pod względem, odporności na działanie czynników chemicznych oraz własności elektryczne. Dzięki dużej odporności termicznej znalazł duże zastosowanie przemysłowe do wyrobu najróżniejszych elementów maszyn, które są poddawane wysokim obciążeniom. Na przykład wałki drukarskie czy koła zębate przekładni. Naczynia i różne elementy używane do sterylizacji wysoką temperaturą, ale także wyroby wymagające łączenia oraz współpracy z elementami stalowymi.

W naszym kraju polipropylen jest produkowany w Płocku, w Mazowieckich zakładach Rafineryjnych i Petrochemicznych jako tak zwany homopolimer J-400 oraz kopolimer etyleonow-propylenowy J-330.

Poliamid 6T

Poliamid o nazwie przemysłowej 6T, właściwie powinien być nazywany poliheksametylenotereftalamidem. Włókno tego tworzywa powstaje w roztworze z kwasu siarkowego. Powstałe włókno jest rozciągane od 2x do 4x swojej pierwotnej wielkości w wysokiej temperaturze, która często wynosi nawet 180°C. Cechuje go stosunkowo duża wytrzymałość na temperatury, wynoszące od -30°C do +100°C. Obróbka CNC jest stosunkowo łatwa. Generalnie jest on łatwy w obróbce. Gęstość wynosi około 1.13 g/cm3. Biorąc pod uwagę, gdzie został zastosowany, doceniono jego odporność na ścieranie, dobre właściwości mechaniczne oraz mały współczynnik tarcia. Skrawane tworzyw nie stanowi wiekszego problemu.

Znalazł zastosowanie w:

• Elementach prowadzących
• Dmuchawach, rozdzielaczy
• Prowadnic
• Śruby
• Nakrętki
• Wsporniki
• Armatura
• Sprzęcie sportowym i innych

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.

Polipropylen

Polipropylen (inaczej „PP”) jest poliolefinem. Czyli polimerem niepolarnym. Powstaje w wyniku niskociśnieniowej obróbki propylenów. Należy do grupy tworzyw termoplastycznych. Czyli, bez zmian własności chemicznych, można wprowadzić go w stan płynny dzięki podwyższonej temperaturze, a następnie zestalić po jej obniżeniu. Materiał ten wykazuje się dużą odpornością na czynniki chemiczne i wysoką sztywność. Odporny jest na mocne kwasy i zasady, ketony, roztwory soli i alkohole. Cechuje się obojętnością fizjologiczną i nie absorbuje wody. Jednak należy pamiętać o tym, że jest materiałem palnym. Polipropylen charakteryzuje się niską gęstością, około 0,90 g/cm³. Materiał może pracować w temperaturze od 0 °C do 100 °C. W temperaturach poniżej 0 °C charakteryzuje się niską udarnością (czyli odpornością materiału na pękanie pod obciążeniem). Produkcja Polipropylenu wykazuje obecnie największą dynamikę wzrostu. Jest to odpowiedź na ciągle wzrastające zapotrzebowanie przemysłu na ten mateiał.

Polipropylen znalazł bardzo wiele zastosowań. Nie sposób wymienić wszystkich. Niektóre z nich, to:

• jako materiał antykorozyjny
• w wannach galwanicznych, jako wykładziny
• pozostałe, chemoodporne wykładziny
• zawory w pompach
• w przemyśle chemicznym, jako armatury
• w motoryzacji, jako pojemniki na płyny, spoilery, zderzaki, obudowy wentylatorów czy skrzyń akumulatorowych
• sztuczne trawniki dla różnych rodzajów sportu
• opakowania, takie jak kubki do jogurtów, margaryn czy leków.
• przewody do agresywnych cieczy i przewody gazowe
• zabawki i artykuły gospodarstwa domowego
• pojemniki i opakowania

Polieteroeteroketon.

Peek, inaczej Polieteroeteroketon, jest technologicznie bardzo zaawansowanym materiałem o wysokich właściwościach mechanicznych. O jego wyjątkowości może świadczyć choćby fakt, że w wielu mechanicznych konstrukcjach, nie ma, praktycznie, ani jednego materiału, który mógłby PEEK zastąpić. Tworzywa konstrukcyjne, takie jak PEEK należą do zbioru tworzyw tzw. Wysokosprawnych. Decyduje o tym wspomniane właściwości mechaniczne oraz odporność chemiczna i możliwość pracy w wysokich temperaturach. Ponad to, materiał ten jest odporny na wszelkie naprężenia i pęknięcia oraz charakteryzuje się niskim współczynnikiem tarcia. Materiał znalazł zastosowanie między innymi w wysoko obciążonych ślizgowych łożyskach, kołach zębatych czy pierścieniach, stanowi elementy armatur w przemyśle chemicznym oraz w maszynach narażonych na wysokie temperatury w przemyśle farmaceutycznym czy maszynowym.

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)

Tworzywa konstrukcyjne.

Tworzywa konstrukcyjne to elementy inżynierskie, które są wykorzystywane do budowy wszelkich urządzeń i maszyn. Zalicza się do nich kompozyty, ceramikę, metale i stopy metali oraz, oczywiście, polimery (syntetyczne). Warto dodać, że polimery powoli, ale systematycznie zastępują ceramikę, drewno, metal czy kauczuk. Jak napisałem we wcześniejszym wpisie, stanowią grupę materiałów, które nie mają zamienników. Obróbka CNC takich materiałów nie jest skomplikowana. Ich optymalne dostosowanie ma miejsce nie tylko w przypadku wymagań produktowych, ale też w przypadku fabrycznej obróbki.

Tworzywa konstrukcyjne muszą spełniać określone wymagania technologiczne, ale też ekonomiczne oraz eksploatacyjne. Wymagania eksploatacyjne dotyczą projektu i wytworzenia konstrukcji, która spełni stawiane przed nią zadania oraz okaże się niezawodna. Dlatego, tworzywa sztuczne przechodzą liczne testy poprodukcyjne, takie jak ścieralność, skrawalność, próbę kucia, próbę zawijania, próba tłoczności, oraz próba spawalności i zgrzewalności. Wymagania ekonomiczne wymuszają projektowanie elementów w oparciu o odpowiednie materiały, które jednocześnie sprawdzą się w danej sytuacji oraz nie będą zbyt drogie w stosunku do stawianych przed nimi wymagań. Wymagania te obejmują również czas produkcji i finalny koszt elementu. Do wymagań technologicznych zaliczymy poziom trudności wyprodukowania danego materiału oraz łatwość jego montażu/demontażu i ewentualnej naprawy. Która w najlepszym wypadku musi być łatwa i nie wymagająca specjalnych narzędzi.