Sieciowanie tworzyw za pomocą promieniowania

Niemiecka firma BGS Beta-Gamma-Service GmbH & Co. KG należy do pionierów w zakresie stosowania technologii wykorzystującej promieniowanie przyspieszonymi elektronami (promieniowanie beta) oraz promieniowanie gamma między innymi dla branży tworzyw sztucznych. Dzięki wykorzystaniu technologii promieniowania przemysłowego firma może zaoferować usługi w zakresie procesów optymalizacji produktów z tworzyw sztucznych oraz sterylizacji wyrobów medycznych.

Standardowe produkty z tworzyw sztucznych bardzo szybko osiągają granice odporności cieplnej. Konkurencyjną cenowo alternatywą dla drogich tworzyw wysokoodpornych mechanicznie są tworzywa, w których sieciowanie odbywa się przez promieniowanie.

Sieciowanie promieniowaniem optymalizuje odporność na ścieranie oraz odporność chemiczną standardowych plastików. Wyroby z plastiku sieciowane promieniowaniem są o wiele bardziej odporne na obciążenia niż niesieciowane, co wyraźnie przedłuża ich żywotność. Technologia używana przez firmę pozwala tak zmodyfikować wyroby z tworzyw sztucznych, że osiagną odporność na temperaturę do 350 stop. C.

Sieciowanie promieniowaniem polega na wywoływaniu przez przyspieszone elektrony (promieniowanie beta) reakcji chemicznej w napromieniowywanych materiałach. Energia z promieniowania jest absorbowana przez materiał, w wyniku czego powstają wolne rodniki, które wspólnie reagują i przy następującej reakcji chemicznej dochodzi do powstania struktury trójwymiarowej, sieci przestrzennej - żelu.

Reakcje sieciowe wywołane przez promieniowanie beta działają na termoplasty polikrystaliczne na poziomie makromolekularnym, w strefie amorficznej lub sferze krystalicznej, przy czym zmniejszona zostaje ruchliwość molekuł zależna od temperatury, a wraz ze wzrostem sieciowania dochodzi do podwyższenia przejścia szklanego.

Sieciowanie promieniowaniem przebiega w temperaturze pokojowej i bez dodatkowego zmęczenia napromieniowywanych wyrobów. Powstająca sieć na trwale nadaje materiałowi polepszone własności. Metodą tą w sposób prosty i tanio modyfikuje się sam surowiec oraz termoplastyki techniczne.

Najczęściej metodę stosuje się dla produktów z polietylenu, poliamidów, PBT oraz specjalnych elastomerów termoplastycznych. Dla wszystkich rodzajów wyrobów sieciowanie promieniowaniem staje się niezależnym procesem, który zawsze występuje dopiero po ich finalnym wyprodukowaniu.

Technologia jest przeznaczona między innymi dla przemysłu elektrotechnicznego czy motoryzacyjnego, a także dla producentów kabli, systemów grzewczych oraz techniki sanitarnej. Sprawdza się także w zastosowaniach specjalnych, np. przy wytwarzaniu komponentów mocno obciążanych, kompozytów wzmacnianych włóknem, folii oraz innych wyrobów i półproduktów.

Technologia zapewnia wyrobom sieciowanym nie tylko wyższą temperaturę pracy, ale także wyższą trwałość, poprawę własności trybologicznych, lepszą pamięć kształtu, wyższą odporność na rozwarstwianie powodowane przez naciąganie, niższy koeficjent rozciągliwości cieplnej i lepszą długookresową odporność cieplną. Do celowego sieciowania tworzyw wykorzystuje się dziś zasadniczo promieniowanie elektronowe beta (przyspieszonymi elektronami). Niekiedy dla wyrobów o znacznych wielkościach stosowane jest także promieniowanie gamma z uwagi na jego większą przenikliwość.

Innym zastosowaniem promieniowania w branży tworzyw sztucznych może być proces sterylizacji. W tym przypadku promieniowanie skutecznie niszczy patogenne mikroorganizmy dzięki promieniowaniu gamma lub beta, które nie stanowi zagrożenia dla środowiska, ponieważ sterylizowane wyroby nie są poddawane działaniu jakichkolwiek toksycznych chemikaliów. Sterylizacja promieniowaniem jest stosowana w sektorze zdrowia, w biotechnologii, technologii opakowań i innych sferach, w których wymagana jest sterylność produktów.

Firma posiada trzy lokalizacje na terenie Niemiec: w Wiehl koło Gummersbach, w Bruchsal nieopodal Karlsruhe oraz w Saale koło Ratyzbony. BGS dysponuje ośmioma akceleratorami elektronowymi oraz jednym promiennikiem gamma.