Profesjonalna diagnoza tworzyw w PlastigoLab

Badania tworzyw polimerowych wykonywane w profesjonalnych ośrodkach badawczych, stanowią klucz do efektywnej oraz zorientowanej na jakość produkcji. Analiza ich właściwości służy nie tylko rozwiązywaniu złożonych problemów technologicznych, ale przede wszystkim przekłada się na rosnącą jakość produktów. Jednym z miejsc na mapie Polski, gdzie można przeprowadzić tego typu badania, jest laboratorium firmy Plastigo w Częstochowie.

Powierzchniowe wady wyprasek, będące częstym problemem spotykanym w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych, można z powodzeniem diagnozować z użyciem mikroskopu stereoskopowego. Pozwala on na szczegółową analizę pęknięć, wtrąceń, pęcherzy powietrza oraz innych defektów, występujących na powierzchni detali. Dzięki temu możliwe jest dotarcie do najbardziej złożonych uwarunkowań powstawania wad, zarówno w trakcie procesu technologicznego, jak i po jego zakończeniu. W celu zweryfikowania powierzchniowych wad detali zaobserwowanych w postaci niewielkich wypukłości w Laboratorium Tworzyw Polimerowych Plastigo wykonano badanie mikroskopowe na dostarczonym przez producenta detalu. Po wnikliwej analizie połączonej z usuwaniem wierzchniej warstwy polietylenowej, dostrzeżono domieszki PMMA tworzące zgrubienia. Dzięki tej obserwacji udało się wykazać, że za wadliwe cechy detalu odpowiada złe przygotowanie maszyny do dalszej produkcji.

Niezwykle ważnym sygnałem dla przetwórcy jest zauważenie powierzchniowych defektów, przykładowo mających postać tzw. zjawiska zimnego płynięcia, które uwidocznia się dopiero w trakcie badania mikroskopowego. Wymaga ono zmodyfikowania parametrów przetwórstwa lub zweryfikowania jakości materiału użytego do produkcji. Szybka diagnoza problemów mających wpływ na pogarszające się walory wyprasek pozwoli uniknąć przestojów produkcyjnych oraz korzystnie wpłynie na poprawę jakości jej produktów.

Drugi poważny problem przetwórców stanowi niedopasowanie parametrów procesu technologicznego do wskaźnika szybkości płynięcia tworzywa (MFI), wynikające z różnicy pomiędzy podanymi wskaźnikami oraz ich rzeczywistymi wartościami. W badaniu przeprowadzonym w PlastigoLab zweryfikowano MFI dostarczonego przez przetwórcę tworzywa, uprzednio poddając je suszeniu. Zgodnie z przewidywaniami producenta – zaburzenie procesu technologicznego oraz wadliwe wypraski stanowiły skutek wykorzystanego do produkcji tworzywa, którego wartości masowego oraz objętościowego wskaźnika szybkości płynięcia znacznie różniły się od wartości podanych w karcie charakterystyki materiału.
Wskaźnik znany jako "szybkość płynięcia tworzyw termoplastycznych w procesie przetwórstwa" wyraża objętość (MVR) lub masę (MFR) stopionego tworzywa, wytłoczonego przez dyszę o średnicy 2,095 mm (±0,005) i długości 8 mm (±0,025), pod określonym obciążeniem, w określonej temperaturze oraz w danym czasie odniesienia, przyjętym jako 10 min. Jego systematyczna kontrola pozwala na skuteczne uniknięcie strat finansowych.

Kolejny sposób sprawdzenia jakości wyprodukowanych detali stanowią testy wytrzymałościowe. Badanie tego rodzaju przeprowadzono w PlastigoLab na przykładzie taśm pełniących funkcję pasów bezpieczeństwa. Celem analizy, wykonanej z użyciem uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej, była weryfikacja parametrów wytrzymałości podanych przez producenta. W badaniu udało się osiągnąć zadowalające dla klienta wyniki. Wartość wynikowa odbiegała od normy zawartej w specyfikacji o niespełna 5 proc., co mieściło się w granicy błędu pomiarowego. Spośród 6 pomiarów, zaledwie jeden okazał się być niższy od pozostałych, co zdaniem laboranta wynikało z mechanicznego uszkodzenia fragmentu taśmy, do którego doszło po zakończeniu prawidłowo przeprowadzonego procesu produkcji.

Testy wytrzymałości: statyczne – przeprowadzane na maszynie wytrzymałościowej oraz dynamiczne – wykonane z użyciem młota udarnościowego, to najlepsza forma bieżącej kontroli produkcji oraz weryfikacji parametrów wykorzystywanego w jej procesie materiału.

Poszukiwanie nowych alternatyw dla oferty produktowej skłania przetwórców do modyfikowania składu tworzyw. Z zamysłem odtworzenia pożądanych właściwości wskazanego produktu w PlastigoLab poddano badaniu dwuelementowy pojemnik kosmetyczny. Jego zaletą była wyjątkowa lekkość zamykania. Dzięki weryfikacji składu tworzywa zidentyfikowanego metodą spektroskopii FTIR w podczerwieni, udało się ustalić jakim domieszkom badany produkt zawdzięczał swoje właściwości. Na tej podstawie możliwe było odtworzenie jego składu i w konsekwencji wdrożenie do produkcji detalu w lekko zmodyfikowanej postaci, ale wyższej jakości. Badanie z wykorzystaniem spektrometru FTIR pozwala na precyzyjne określenie składu tworzywa oraz identyfikację zawartych w nim domieszek.

Największą zaletą identyfikacji składu tworzywa w podczerwieni (ale i innych substancji w postaci stałej, gazowej i ciekłej) jest szybkość jego wykonania oraz możliwość wykorzystania do weryfikacji niewielkiej ilości tworzywa (ok. 0,01 g). Dzięki modyfikowaniu składu wytwarzanych produktów, wpływanie na ich cechy jakościowe staje się niezwykle proste i opłacalne.

Jak podkreślają przedstawiciele Plastigo, specjalnością częstochowskiego ośrodka badawczego jest diagnoza problemów związanych z tworzywami termoplastycznymi oraz elastomerami. W ofercie dostępnych jest ponad 30 rodzajów badań, prowadzonych z wykorzystaniem profesjonalnej aparatury badawczej. Urządzenia dostępne w PlastigoLab, to m.in. uniwersalna maszyna wytrzymałościowa Zwick/Roell, spektrometr FTIR ThermoScience iS5, młot Charpy'ego Zwick/Roell, twardościomierz Shore’a A i D Zwick/Roell, plastometr obciążnikowym Zwick/Roell, mikroskop stereoskopowy inspekcyjny z systemem rejestracji wideo, waga analityczna i wagosuszarka Radwag, połyskomierz dwukątowy IGS oraz spektrofotometr x-Rite.

Pracy w laboratorium Plastigo można się przyjrzeć oglądając materiał wideo przygotowany przez częstochowską firmę.