O tworzywach na konferencji branżowej w Bydgoszczy

W dniach 22-23 listopada br. w Bydgoszczy odbyła się konferencja branżowa „Innowacyjne technologie i materiały w przetwórstwie tworzyw sztucznych”. Organizatorami spotkania było Stowarzyszenie Bydgoski Klaster Przemysłowy oraz Polska Izba Gospodarcza Elektrotechniki.

Konferencja zgromadziła blisko 80 gości, którzy mogli wysłuchać interesujących wykładów dotyczących wytłaczania i wtrysku tworzyw sztucznych, a także uczestniczyć w praktycznych pokazach maszyn i urządzeń w Laboratorium Wydziału Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy.

Pierwszego dnia zgromadzonych gości przywitali: Tadeusz Konek, członek zarządu Stowarzyszenia Bydgoski Klaster Przemysłowy i współwłaściciel firmy KONEK PSN oraz Janusz Nowastowski, wiceprezes zarządu Polskiej Izby Gospodarczej Elektrotechniki.

Następnie przyszedł czas na prezentacje. Na początek Łukasz Zatorski, Michał Rawecki i Dawid Sztuczka-Starosta z firmy 3D Team zaprezentowali zautomatyzowane systemy służące do pomiarów 3D znajdujące zastosowanie w branży narzędziowej. Dzięki systemom pomiarowym 3D można dokładnie przeanalizować konkretny produkt, sprawdzić jego jakość oraz znaleźć ewentualne braki. Z kolei inżynieria odwrotna umożliwia tworzenie modeli 3D, dokumentacji technicznej 2D oraz naprawę i modyfikację modeli CAD.

Heikki Saastamoinen z firmy Maillefer Extrusion, swoje wystąpienie poświęcił kwestiom bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Zwrócił on uwagę na postępującą urbanizację i związane z tym powstające w budynkach liczne sieci przewodów. Ważne jest, aby już w procesie ich produkcji zastosować odpowiednie środki, które ograniczą ich palność. Producenci kabli są dziś zobligowani do produkcji przewodów zasilających, telekomunikacyjnych i sygnałowych, przeznaczonych do trwałego zainstalowania w obiektach budowlanych o określonej odporności pożarowej, zgodnie z dyrektywą unijną CPR (Construction Products Regulation). Klasyfikacja ta oparta jest na parametrach związanych z rozprzestrzenianiem się płomienia, całkowitym wydzielaniu i szybkością uwalniania ciepła, wskaźniku szybkości wzrostu ognia, całkowitej ilości i szybkości powstawania dymu, gdzie klasa A wskazuje na niepalność produktu, a klasa E dotyczy produktów łatwopalnych. Są też klasy określające zachowanie się tworzywa w czasie spalania: niekapiące, samogasnące oraz intensywnie dymiące.

Zastosowana izolacja, wypełnienie czy masa okładzinowa kabla moją duży wpływ na poziom rozprzestrzeniania się pożaru. Z pomocą przychodzą tu materiały HFFR (Halogen Free Flame Retardand), czyli bezhalogenowe mieszanki nierozprzestrzeniające płomienia. Ich zastosowanie pozwala ograniczyć ryzyko rozprzestrzeniania się ognia do minimum. Jednakże mieszanki HFFR są bardzo wymagające w przetwórstwie. Dlatego trzeba zwrócić szczególną uwagę na parametry ich przetwarzania, takie jak: temperatura uplastyczniania masy, czas, moment obrotowy silnika wytłaczarki oraz poziom ciśnienia.

Pozostając w temacie uniepalniania dr inż. Jolanta Szlachta z firmy Polimarky przedstawiła przebieg procesu spalania tworzyw sztucznych oraz wskazała miejsca przerwania cyklu przy zastosowaniu odpowiednich dodatków zmniejszających palność. Możemy tu wyróżnić związki halogenowe, które dezaktywują rodniki podtrzymujące palenie, ale przy tym wywołują duże zadymienie wydzielając jednocześnie toksyczne gazy. Dużo bezpieczniejsze są związki oparte na fosforze, jak również wodorotlenki nieorganiczne, które cechuje niska toksyczność i korozyjność oraz które zmniejszają emisję dymu. Mieszanki tworzyw sztucznych, które wytwarza firma Polimarky, stanowią odpowiedź na wymagania normy CPR. Wśród nich szczególne miejsce zajmują termoplastyczne bezhalogenowe mieszanki kablowe powłokowe i izolacyjne (do1kV) Reslen REF, które można stosować przy produkcji kabli i przewodów nierozprzestrzeniających płomienia.

O bezhalogenowych termoplastach i ich zastosowaniu w przemyśle kablowym mówił też Sebastian Kahmann z firmy Melos GmbH. Przedstawił liczne testy porównawcze ukazujące jak ważne jest stosowanie uniepalnionych mieszanek przy produkcji różnych rodzajów kabli i jak drastycznie dzięki nim spada możliwość rozprzestrzeniania się ognia i poziom zadymienia. W drugiej części swojego wystąpienia przedstawił termoplasty bezhalogenowe do zastosowań w aplikacjach narażonych na skrajne temperatury od -70 do +150 st.C (od statków pływających po lodowatych wodach Arktyki po platformy naftowe).

Temat palności i uniepalniania tworzyw polimerowych został rozwinięty przez dr hab. Kazimierza Piszczka, prof. nadzw. UTP. Przedstawił on właściwości polimerów ze szczególnym uwzględnieniem aspektu odporności termicznej, która rośnie wraz ze wzrostem chloru, fluoru, pierścieni aromatycznych lub heterocyklicznych. Zaprezentował również metody badań stosowane przy określanie odporności termicznej polimerów. Wśród nich możemy wyróżnić: ekspozycję w warunkach eksploatacji i oznaczanie postępujących zmian (starzenie cieplne), termograwimetrię, badania DSC w różnych gazach, OIT (indeks tlenowy, na ogół gdy jest większy od 26, to tworzywa gasną po odstawieniu źródła ognia) oraz czas do pierwszej zaobserwowanej zmiany w określonej temperaturze.

Jeżeli chodzi o parametry badane przy określaniu palności polimerów, to możemy wyróżnić: wskaźnik tlenowy, temperaturę zapłonu, minimalną energię zapłonu, czas potrzebny do zapalenia się tworzyw w danej temperaturze, czas dopalania, całkowitą ilość wydzielanego dymu i tlenku węgla, szybkość wydzielania się ciepła, stopień zwęglenia materiału po spaleniu, objętość i szybkość wydzielania się wytworzonych dymów, szybkość ubytku masy, stopień zadymienia, ilość wydzielonego tlenku węgla i innych gazów, korozyjność gazowych spalin, szybkość rozprzestrzeniania się płomienia oraz toksyczność spalin.

Głównym zadaniem uniepalniaczy (antypirenów) jest spowolnienie bądź zatrzymanie procesu palenia się tworzyw. Ponadto mają one ograniczyć powstawanie toksycznych produktów podczas recyklingu i spalania kompozytów, ograniczyć emisję dymów podczas spalania oraz stworzyć możliwość przetwarzania i użytkowania polimerów o podwyższonej temperaturze. Przy tej okazji prof. Piszczek zwrócił uwagę na bardzo istotny problem, podnoszony przez przeciwników PVC: podczas rozkładu termicznego polichlorku winylu nigdy nie powstaje chlorek winylu, bo wyklucza to budowa łańcuchów. Lobby antypolichlorkowe twierdzi, że PVC jest tworzywem trującym, ponieważ zawiera chlor. Idąc tym tropem powinniśmy uznać, że trująca jest sól kuchenna, leki, zielone warzywa i owoce zawierające chlorofil czy woda pitna uzdatniana chlorem.

W dalszej części swojego wystąpienia prof. Piszczek zaprezentował metody wykrywania metali i substancji niedozwolonych w masach kablowych. Obalił też kilka mitów dotyczących rzekomej szkodliwości stosowania PVC, który wbrew powszechnej opinii jest najbardziej „ekologicznym” polimerem. Wprowadzane zakazu stosowania PVC (chociażby w obiektach użyteczności publicznej) to generowanie zbędnych kosztów. Podobnie jak nakaz poprawy odporności na palenie i działanie promieniowania UV przy jednoczesnym zakazie stosowania wielu skutecznych modyfikatorów (PVC jest materiałem samogasnącym i bardzo odpornym na UV). Identyczna sytuacja jest w przypadku ftalanów, gdzie wystarczyła zmiana łańcuchów wiązań i dopuszczony do użytku został tereftalan.

Na koniec pierwszego dnia konferencji nastąpiło uroczyste podpisanie porozumienia o współpracy pomiędzy Polską Izbą Gospodarczą Elektrotechniki a Bydgoskim Klastrem Przemysłowym, po czym zgromadzeni goście przenieśli się do kuluarowych rozmów podczas uroczystej kolacji w bydgoskim Hotelu City.

Drugiego dnia konferencja przeniosła się do Regionalnego Centrum Innowacyjności na Uniwersytecie Technologiczno-Przyrodniczym w Bydgoszczy. Ponownie jako pierwsi swoje wystąpienie mieli przedstawiciele firmy 3D Team. Tym razem temat dotyczył automatyzacji pomiarów 3D w przemyśle tworzyw sztucznych, który wymaga spełniania coraz wyższych wymagań jakościowych. Szybkie i precyzyjne pomiary 3D są niezbędnym ogniwem w procesie produkcji. Umożliwiają kontrolę gotowych części, analizę narzędzi, wirtualne złożenia, a nawet wsparcie metrologiczne w przypadku reklamacji.

W kolejnym punkcie konferencji Maciej Duszczyk z firmy KRAIBURG TPE przedstawił innowacyjne uniepalnione bezhalogenowe materiały TPS (stosowane szczególnie tam, gdzie liczy jest bezpieczeństwo, m.in. przy produkcji siedzisk pojazdów komunikacji zbiorowej, elementów elektrotechnicznych, budowlanych i in.), materiały TPS odporne na ścieranie i zarysowania (wycieraczki samochodowe, uszczelki, elektronika użytkowa) oraz materiały TPS z adhezją do metali. Te ostatnie można bezpośrednio stosować w procesie obtrysku na części metalowe, zarówno hartowane jak i bez obróbki termicznej, tworząc również struktury wielowarstwowe.

Artur Błachnio z firmy Eastman Chemical zaprezentował zalety kopoliestrów konstrukcyjnych Eastman Tritan, będących nową generacją kopoliestrów o unikalnej kompozycji cech. Charakteryzuje je znakomita odporność chemiczna, przezroczystość, łatwość przetwórstwa, wytrzymałość, podwyższona odporność na temperatury i brak BPA. Nowością w ofercie firmy są także biotworzywa konstrukcyjne Eastman TRĒVA bazujące na naturalnej celulozie. Zapewniają one wysoką wydajność przetwórstwa i są bezpieczne dla środowiska naturalnego. Mogą być stosowane przy produkcji przedmiotów pozostających w kontakcie ze skórą. Posiadają również wysoką odporność chemiczną. Biopolimery konstrukcyjne Eastman TRĒVA cechuje bardzo dobry współczynnik płynięcia, co umożliwia swobodę projektowania i produkcji skomplikowanych elementów i opakowań cienkościennych.

Jako swoiste podsumowanie wiedzy teoretycznej i przełożenia jej na poziom praktyczny, po zakończonych prezentacjach uczestnicy konferencji udali się do laboratoriów Wydziału Inżynierii Mechanicznej, gdzie mogli wziąć udział w pokazach przy pracujących maszynach.

Więcej zdjęć z konferencji znajdą Państwo w naszym fotoraporcie.