Módosított műanyagok

Szálerősítésű és kompozit anyagok

A műanyag tulajdonságprofilja célzottan megváltoztatható olyan adalékanyagok vagy töltőanyagok hozzáadásával, amelyek célja egyedi tulajdonságok elérése. Az így létrejövő műanyag-keverékek különböző (általában megnövelt) termikus, mechanikai, elektromos, optikai vagy egyéb tulajdonságok javítását teszik lehetővé, amelyek meghaladják a nem módosított (töltetlen) alappolimer jellemzőit. A leggyakoribb töltőanyagok és adalékanyagok a színezőanyagok mellett az erősítő szálak, a stabilizátorok és a súrlódáscsökkentő adalékanyagok.

Szálerősítések

A szálerősítésű polimerekben az erősítőszálak határozzák meg az anyag mechanikai tulajdonságait. Sok esetben a szálak szilárdsága meghaladja a mátrixanyagok szilárdságát és ez a szilárdság nagyobb, mint a fémes anyagok szakítószilárdsága. A leggyakrabban használt szálak térfogatsűrűsége viszont kisebb, mint az alumíniumé, ami nagy lehetőségeket kínál a könnyűszerkezetes építőelemek és alkatrészek tervezésében. A szálerősítésű műanyagokban a legtöbb esetben üveg-, szén- és aramidszálakat használnak. A tervező szempontjából különösen fontos az anyag mechanikai jellemzői.

Üvegszálas műanyagok

Az üvegszálak az erősített polimerekben leggyakrabban használt erősítőszálak. Az üveggel töltött anyagok az alappolimerhez képest jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, például nagyobb merevséggel vagy szilárdsággal, és a felületük keménysége is javulhat.


Szénszálas műanyagok

A szénszál-erősítésű polimerek rendkívül erősek és könnyűek. 
Előállításuk drága lehet, így leginkább ott használják őket, ahol nagy szilárdság/tömeg arányra és merevségre van szükség. Ezeket a módosításokat gyakran alkalmazzák a repülőgépiparban, az autóiparban és sok más magas műszaki igényű alkalmazásban.

Aramidszálas műanyagok

Az aramidszálak a hőálló és erős szálak egy osztályát alkotják, amelyeket olyan alkalmazásokban használnak, ahol szélsőséges követelményeket támasztanak az ütésállóság, az anyagcsillapítás és a kopásállóság tekintetében, és ahol az alacsony tömeg is szempont.



További töltőanyagok

Más töltőanyagok általában nem vagy csak minimális műszaki előnyökkel járnak, és elsősorban a költségek vagy a tömeg csökkentését szolgálják: Az Ensinger például krétát, talkumot vagy üreges üveggömböket kínál.

Az Ensinger kínálatában szerepelnek kerámiával töltött műanyagokat is, mint egy újabb innovatív összetett megoldás, amely többek között növeli a fizikai tulajdonságokat és a megmunkálási jellemzőket.


Súrlódáscsökkentő és kopállállóságot növelő adalékok

A kiváló siklású PTFE (Teflon®) mellett a klasszikus siklócsapágy-anyagokat, mint a PA-t, PET-et és a POM-ot is gyakran használják töltetlen állapotban, jó csúszósúrlódási tulajdonságaik miatt. Természetesen minden anyag, így a poliamid és az acetál súrlódási és kopási tulajdonságait is lehet javítani különböző, a polimer mátrixba keverhető adalékanyagok alkalmazásával. Az alábbiakban a négy leggyakoribb adalékanyagtípust soroljuk fel:

Grafit

A grafit tiszta szén, amely finomra őrölt formában hozzáadva jelentős kenőanyag-hatást fejt ki. A grafit egyenletes bedolgozása a műanyagba a súrlódási együtthatót drámaian csökkenti, különösen nedves környezetben.

Polietilén

A polietilén hozzáadása hasonló hatást eredményez, mint a PTFE használata. A súrlódási tulajdonságok javulnak, de nem egészen olyan mértékben, mint a PTFE esetében. 

Molibdén szulfid

A molibdén-szulfidot elsősorban nukleálószerként használják, és finom kristályos szerkezetet képez, még akkor is, ha csak kis mennyiségben adják hozzá. A nagyobb kristályosság eredményeként a műanyagok nagyobb kopásállóságot és csökkentett súrlódási együtthatót érnek el. Az Ensinger olyan speciálisan összeállított keverékeket is kínál, amelyek alacsony súrlódású adalékanyagokat kombinálnak. Ilyen például az Ensinger PVX anyagcsaládja, amely egyenként 10% PTFE-t, grafitot és szénszálat tartalmaz. A PTFE és a grafit kombinációja kiváló csúszási súrlódási tulajdonságokat biztosít az anyagnak, míg a szénszálak hozzáadása nagyobb szilárdságot és kopásállóságot eredményez. Ezek az anyagok nagy terhelés mellett is kiváló száraz és vészhelyzeti futási tulajdonságokkal rendelkeznek.

politetrafluoretilén

A PTFE egy magas hőmérsékletnek ellenálló fluorműanyag, amely jelentős tapadásgátló tulajdonságokkal is rendelkezik. A PTFE-vel töltött műanyagokból származó koptatott anyag nyomófeszültség hatására finom polimerfilmet képez az illeszkedő felületeken. Ez a jelenség nagyon alacsony súrlódási együtthatót eredményez. Megfelelő módosítással az ún. stick slip hatás is csökkenthető, vagy teljesen elkerülhető.

kopmozit anyagok

A TECATEC családon belül az Ensinger PEEK kompozit anyagot kínál. A TECATEC extrém mechanikai szilárdságot és termikus méretstabilitást kínál a szőtt szénszálas szövetnek köszönhetően, amely nyomás alatt kötődik az alap PEEK polimerhez. Emellett nagyfokú ellenállást biztosít a túlhevített gőzzel és a vegyi anyagokkal szemben, így a TECATEC ideális az orvostechnikai alkalmazásokban való felhasználásra. A TECATEC 50 vagy 60% szénszálas szövet tartalommal kapható. Speciális gyártási eljárásával kiváló szál- és mátrixintegráció érhető el.