Plastikace a plastikační činidla Střední odborná škola Otrokovice Plastikace a plastikační činidla Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

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 slova Plastikace 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

Obr. 1: butadien-akrylonitrilový kaučuk 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). – CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH – CH2 – I CN Obr. 1: butadien-akrylonitrilový kaučuk

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 . R – C – C – R R – C C – R Přetržením řetězce vznikají dva radikály schopné reakce. R – C – C – R R – C C – R . Obr. 3: vznik radikálů 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 Nejmenší účinnost plastikace je při teplotě cca 115 °C – tuto teplotu využíváme při míchání směsi, kdy již nechceme dále plastikovat Obr. 6: účinnost plastikace

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 1 – dusík, 2 – vzduch, 3 – kyslík, 4 – ozón Obr. 7: intenzita plastikace

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). 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 Obr. 10: mezní teplota

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 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. Obr. 11: mezní teplota

Šnekový vytlačovací stroj Gordonův plastikátor se dvěma šneky nad sebou je používaný pro kontinuální plastikaci. Jak šneky, tak plášť jsou chlazeny cirkulující vodou. 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. Obr. 12: řez komorou pro dva šneky

Kontrolní otázky: Co to je plastikace a kdy se používá? Jaké jsou způsoby plastikace? 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