Anvendelse af termoplastmaterialer

Transkript

1 Side 1

2 Indholdsfortegnelse Anvendelse af termoplastmaterialer Stikordsregister... 4 INDLEDNING... 7 PLAST OG NATURENS KREDSLØB... 7 STARTSKUDDET TIL PLASTALDEREN... 8 De moderne plastmaterialer... 9 PLASTMATERIALERNES UDVIKLINGSHISTORIE PLASTENS OPBYGNING. GRUNDLÆGGENDE Grundstoffer MONOMER POLYMER. DET ER NÆSTEN LIGESOM AT LEGE MED LEGO RÅSTOFFER TIL PLAST Monomere stoffer FRA RÅSTOF TIL PLAST DEFINITIONEN PÅ PLAST: Fremstilling af plast Polymerisation og polymerisationsmetoder Katalysator EFTER POLYMERISATIONEN Forbrug af plast Danmark i 2000 & PLASTENS FORSKELLIGE STRUKTURER Termoplast Hærdeplast Elastomerer AMORF DELKRYSTALLINSK gode grunde til at anvende plast Plastens egenskaber: Omtalt i 22 punkter ADDITIVER OG TILSÆTNINGSSTOFFER A: Additiver B: Farvestoffer og pigmenter C: Blødgøringsmidler D: Fyldstoffer og armeringsmaterialer Phthalater BIOPLAST, BIONEDBRYDELIG PLAST EKSPANDERBARE PLASTTYPER Opskumningsmiddel Sikkerhedsdatablad eller leverandørbrugsanvisning Datablad og mærkning af plastråvarer PLASTMATERIALERS FORBEHANDLING PULVERFARVE, MASTERBATCH OG BLANDING Termisk følsomme materialer Reologi (Rheologi) Polyolefiner Copolymerer Specialplast, Teknisk og Konventionel plast PRIMÆRE OG SEKUNDÆRE BINDINGER OVERFLADESPÆNDING Plastens glasovergangs- smelte- og nedbrydningstemperatur T g og T s eller T m PLASTTYPERNES SELVANTÆNDELSESTEMPERATUR Dukadan test: Plasttypebestemmelse Side 2

3 PLASTTYPEBESTEMMELSESSKEMA NR PLASTTYPEBESTEMMELSESSKEMA NR Forarbejdningsprocesser Sprøjtestøbning Ekstrudering Folieblæsning Termoformning Pressestøbning Fremstilling af skumplast Blæsestøbning Kalandrering Forarbejdning af glasfiberarmeret polyester ANVENDELSESOMRÅDER FOR PLAST Plast til forbrænding HÆRDEPLAST Genanvendelse og mærkning af plastmaterialer Materialevalgsprocedure Plast-typernes egenskaber og anvendelse PE POLYETHYLEN PP POLYPROPYLEN PVC POLYVINYLKLORID PS POLYSTYREN ABS AKRYLNITRIL-BUTADIEN-STYREN ASA AKRYLESTER-STYREN-AKRYLNITRIL SB STYREN-BUTADIEN SAN STYREN-AKRYLONITRIL PA POLYAMID (NYLON) PET(P) OG PBT(P) TERMOPLASTISK POLYESTER PMMA AKRYLPLAST PC POLYCARBONAT POM POLYOXYMETHYLEN (ACETALPLAST) PTFE FLUORHOLDIGT PLAST BIOPOLYMERE HÆRDEPLASTTYPER FOTOSYNTESE PLASTTYPER MED FORKORTELSE Mini-ordbog & Det lille plastleksikon Side 3

4 Stikordsregister A ABS Additionspolymerisation Additiver... 31;32;33;34 aktivator alkohol... 8;18 aluminium... 25;91 amfetamin Amorf... 23;89 anion Antiblockingmidler Antioxidanter Antistatika... 32;33 Armeringsstoffer Aromatæthed B Bakelit... 9;10;57;89;92 barium Barriereegenskaber Bearbejdede Beilstein-prøven... 48;49;50 benzenring Benzenring benzin... 7;12;13;14;62;68;70;79;80;92 beton... 20;45;55;66 bindinger...12;18;22;56;90;95 bionedbrydelig Bioplast biopolymere Blok-Copolymerer... 18;19 bly Blæsestøbning... 52;54 Blødgørere Blødgøringsmidler Brandhæmmende brom Brændbarhed Brændeprøven bulk-polymerisation C CA CAB cadmium Celluloid... 8;9;10;16;89 Cellulose... 16;86;87 Copolymerer... 18;45 co-polymerisation Co-polymerisation cracking D datablad... 30;39 Datablad Definitionen på plast Delkrystallinsk delkrystallinske densitet Densitet 27;40;49;61;63;65;67;69;71;72;73;74;76;78;80;81;82 diblock Dispergeringsmiddel dobbeltbinding... 12;17;44 Dukadan test dyn-værdi E ekspanderbart plast Ekstrudering... 44;52;53;89 Elastomerer... 22;23;90 E-modul emulsionspolymerisation EPE epoxy... 9;17;18;20 EPP EPS... 21;26;37;54;67;87;89;90;93 F farvekode Farvestoffer... 32;34 fluor... 82;83;90 Flydende plast Flydeprøven Folieblæsning... 52;53 forbehandling... 24;40 Forbrug af plast Forbrænding formaldehyd... 9;10;43;57;62;64;77;79;81;91;92 Formbestandighed Fortørring Fotosyntese fraktioner... 7;14 Friktion friktionskoefficient... 24;26;82 Fugt Fugtoptag Fyldstoffer... 32;35 G Genanvendelse Genvinding glasfiberarmeret polyester... 54;55;93;94 glasovergangstemperatur Side 4

5 glukose granulater... 21;40;42 Grundstof Grundstoffer... 11;89 H Halogen... 87;90 Handelsnavn... 39;89;92;94 harpiks... 7;14;16 High Impact Polystyren homopolymer... 18;81;89 horn... 7;8;10;14;16 Hygiejne Hærdeplast... 10;21;22;56;85;90;91;92 I Inhibitor Initiator Isoleringsevne J jod... 11;90 K Kalandrering... 52;54 kamfer... 8;10 kasein / casein... 8;10 katalysatorer... 19;90 kation kautsjuk Kemikaliemodstand klor... 11;12;90 kondensationspolymerisation... 17;18 Kondensfugt Konventionel koordinationsforbindelse koronabehandling... 24;30;46 Krybning krystallitter kul... 7 Kulfiberforstærket... 9 kædepolymerisation... 17;61;63;65;67;69;78;82 Kærvfølsomhed L Lejesmøremiddel... 33;34 leverandørbrugsanvisning Limning.. 30;62;63;66;67;70;71;72;73;75;77;78;80;81;82 lineær Lysgennemgang M makromolekyle... 14;17;93 Masterbatch... 33;42;91 Materialevalgsprocedure Mini-ordbog molekyle... 11;12;13;14;17;18;22;91;92;93 molekyler... 7 molekylerne... 7 molekylkædelængde Monomer Mærkning... 39; Side 5 N nafta... 7;14 naturgas... 7 Naturgas... 12;91 naturgas... 14;16;56 Naturmaterialer nedbrydningstemperatur Neopren Nitrogen N O olie...7;9;13;14;15;16;25;45;56;59;64;92 Opløsningsmiddelprøven opløsningspolymerisation opløsningstemperatur opløsningstemperaturen Opskumningsmiddel Organiske... 16;34;92 Overfladebehandling... 30;62;63;66;67;70;71;72;73;75;77;78;80;81;82 Overfladespænding P PA PC... 47;49 PE... 7;47;48;49 Pelletering Permeabilitet PET PEX... 88;92 phenol... 9;75;92;93 Pigmenter... 32;92 plastleksikon Plasttypebestemmelsesskema... 50;51 PMMA... 47;49 Podede Copolymerer... 18;19 poly... 7 polyaddition... 17;45 polyethylen... 7;49 Polyethylen Polymer... 11;87;93;94 polymerbeton polymerisation... 7;14;17;19;22;72;74;76;80;81 Polymerisation polymerisationsgrad Polymerisationsgrad... 44;93 polymerisationsprocessen... 7 Polyolefiner... 44

6 Polypropylen polystyren POM... 47;49 PP... 47;48;49 Pressestøbning... 52;54 Primære Proceshjælpemidler PS... 47;48;49 Pulverfarve pulver-plast PVC... 47;48;49 R raffinering... 14;15 Random Rav... 7 Regenerat Reologi Råolie... 12;91 råplast... 7 råstof... 12;14 Råstoffer S salpetersyre... 8;89 salt... 7;12;21;59 SAN SB sekundære... 24;59 sekundære bindinger selvantændelsestemperaturen selvsmørende Sikkerhedsdatablad Silikone skumplast... 54;89 skydebomuld... 8 Slagstyrke Slidstyrke Smelteindeks... 28;40;44 smeltepunktet smeltetemperatur SMI Smøremidler spagetti Sprøjtestøbning Stabilisatorer... 32;33;94 Statistiske Copolymerer suspensionspolymerisation Svejsning 30;62;63;66;67;70;71;72;73;75;77;79;80;81;83 Syntetiske T tandhjul... 10;26;45;74;81;92 Termisk udvidelse Termoformning Termoplast... 10;22;56;89;90;91;92;93;94 Terpolymer... 18;87;94 Terpolymerer T g... 47;70;95 Tilsætningsstoffer... 31;33;90;94 tin titandioxid T m... 47;95 TPE... 23;88 treatning... 24;30 triblock trinvis... 17;74;76;80;81 Trækprøve træthedsbrud T s... 47;95 Tværbindinger tøjning U udvidelseskoefficient UHMWPE Uorganiske... 34;95 UV-bestandighed... 29;62;63;65;67;69;71;72;73;74;77;78;80;81;82;84 UV-stabilisatorer... 21;33;34;62;63;80 V vand Vandabsorbtion varmestabilisatorer... 21;33 vindmøller Viskositet... 44;95 vægtfylde... 25; Side 6

7 INDLEDNING Gennem tiderne har mennesket forstået at bruge de naturmaterialer, der lå fra naturens hånd, eksempelvis ler, træ, plantefibre, skind, horn og ben. Metallerne har været mere eller mindre tilgængelige, idet de sjældent findes i ren form, men er opblandet med sten og andre urenheder. Derfor har mennesket været nødt til først at lære at udskille metallerne fra urenhederne. Som oftest ved udsmeltning i ovne. Plastindustrien sidder ikke på hænderne, men er en industri i rivende udvikling. Blandt de mere naturligt forekommende materialer findes enkelte materialer som kan siges at være naturens eget plastmateriale, f.eks. rav. Rav stammer fra en harpiks som træer afgiver. Kendetegnet for en harpiks er, at det er en tyktflydende væske, som er sammensat af mange ens små byggestene (molekyler). I tidens løb sker der under luftens indvirkning en kemisk reaktion, således at molekylerne binder sig sammen i større grupper, eller kæder, og derved bliver til rav. Man kan sige, at den proces som rav gennemgår, i princippet er den samme, hvorved man fremstiller det syntetiske materialer, som plast er. Processen til fremstilling af plast kaldes for en polymerisation, deraf kommer, at mange plastmaterialer har fornavnet poly, f.eks. polyethylen (PE). Langt de fleste af de plastmaterialer, vi anvender i dag, foreligger ikke som naturstoffer, men de råstoffer der anvendes til fremstilling, er naturstoffer. De vigtigste er kul, olie, naturgas, salt og luft. Disse naturstoffer gennemgår forskellige processer, for at kunne bruges i polymerisationsprocessen. Plast og naturens kredsløb For flere hundrede millioner år siden var der tropisk klima med kæmpebregner over det meste af jorden. I havet levede mikroskopiske dyr og planter. Når de døde, sank de til bunds og blev dækket af slam og mudder. Efterhånden fik vægten af nye lag temperaturen og trykket til at stige, og gradvis blev det organiske materiale omdannet til kulbrinter, dvs. olie og gas. Som regel vil olien, der er lettere end vand, søge op mod overfladen, men nogle steder vil olien blive fanget i uigennemtrængelige lag. I sådanne oliekilder kan man i dag finde olie og pumpe den op til overfladen. Selv om al olie og gas består af kulstof og brint, kan der være forskel på sammensætningen fra sted til sted. Olien bliver ført ind til et raffinaderi, hvor den bliver adskilt i tunge og lette fraktioner som f.eks. fyringsolie og benzin. Den vigtigste fraktion til plastproduktion er råbenzin (nafta). Fremstillingen af plastråvarer sker ikke i Danmark, men på store petrokemiske anlæg i udlandet, bl.a. i Tyskland, England, Sverige, Finland og Norge. Fremstillingen af råplast sker ved en polymerisation, som afhængigt af de tilstedeværende monomerer, kan forløbe efter forskellige reaktionstyper. Dansk plastindustri er derimod en forarbejdende industri, eller en forædlende industri, om man vil Side 7

8 Startskuddet til plastalderen Plast er i dag en stor familie af tusindvis af materialer hvert med sine ofte enestående egenskaber. Men sådan har det ikke altid været. Faktisk blev de første plastmaterialer opdaget for mindre end 150 år siden - og herefter er det gået stærkt. De efterfølgende afsnit beskriver nogle af højdepunkterne på vejen ind i plastalderen. Fra sprængstof til plast Midt under den amerikanske borgerkrig gik en inkarneret billardspiller og ærgrede sig. De dyre elfenbenskugler løb ikke altid lige, hvilket skyldes de mange små uregelmæssigheder, som findes i ethvert naturstof. I dette tilfælde elefantens stødtænder. Op til århundredskiftet blev der årligt dræbt elefanter for at dække efterspørgslen på elfenben. Den inkarnerede billardspiller udlovede i 1868 en dusør på dollars til den, der kunne skaffe et bedre og mere ensartet materiale. Erstatningen for elfenben blev plast. Det blev måske elefanternes redning. De amerikanske brødre Hyatt havde netop gjort den opdagelse, at hvis man behandlede bomuld med salpetersyre, fik man et nyt og yderst farligt stof: skydebomuld. Englænderen Parker foreslog, at man tæmmede sprængstoffet ved at opløse det i en blanding af kamfer og alkohol, og resultatet blev et nyt produkt, som de kaldte Celluloid. Celluloid havde sensationelle egenskaber efter datidens målestok. Det var gennemsigtigt som glas, men sejere end læder. Det kunne indfarves, og hvad der var helt nyt, det kunne smeltes ved ret lave temperaturer. Materialet smeltede ganske vist ikke som metaller til en letflydende masse, men blev til en plastisk sej masse, som kunne formes efter ønske. Dette beviste brødrene Hyatt med deres patenterede sprøjtestøbemaskine, en maskine hvor den opvarmede plast under tryk blev sprøjtet ind i en form. Dermed gik startskuddet for den tidsalder, som fremtidens historikere sikkert vil kalde plastalderen. Celluloid blev brugt til fremstilling af bordtennisbolde, knapper, spænder, tegneog måleredskaber og til fotografisk film. På grund af materialets gennemsigtighed blev filmindustrien storforbruger. Materialets store ulempe var imidlertid, at det var let antændeligt. Derfor er Celluloid senere blevet erstattet af andre plastmaterialer. Knapper af mælk I årene efter fremkomsten af celluloid udnyttede man fortrinsvis naturstoffer til plastfremstilling. Mælkens æggehvidestof, kasein (casein), blev f.eks. brugt til fremstilling af syntetisk horn. Ved hjælp af et enzym fra kalvemaver udfældes kasein af skummetmælk, vaskes, tørres og formales. Før bearbejdningen står kaseinet først i vand, så det svulmer op, derefter indfarves det, presses i facon og hærdes. Det syntetiske horn blev hurtigt populært, og blandt andet meget anvendt til knapper, hvor det fortrængte ben, horn og træ Side 8

9 I pagt med at plast på grund af sine særlige egenskaber til stadighed erstatter andre materialer i en række vitale sammenhænge, stiger forbruget af plastmaterialer naturligvis. I 1998 var verdensproduktionen af plast ca. 90 mill. tons. Nok til at bygge en mur (1 m. høj og 1 m. bred) to gange rundt om jorden. Den danske plastindustris forbrug er 1/2 mill. tons, svarende til 100 kg for hver dansker. De moderne plastmaterialer Det egentlige gennembrud for plastindustrien kom i 1909, hvor belgieren Leo Baekeland præsenterede det første helsyntetiske plastmateriale. Dette fik navnet Bakelit. Bakelit fremstilles ved en reaktion mellem phenol og formaldehyd og tilhører den gruppe af plastmaterialer, der betegnes hærdeplast (se side 22) og har helt andre egenskaber end Celluloid. Bakelit blev straks sat i produktion og blev bl.a. meget anvendt til isolering af kontakter til apparater, hvor det erstattede porcelæn. Det næste spring i udviklingen skete i årene omkring de to verdenskrige, hvor olie og naturgas nu blev de vigtigste råvarer for plast. En kombination af knaphed på traditionelle materialer og de krigsførende landes behov for nye og bedre produkter satte skub i udviklingen. I 1838 lykkedes det Victor Regnault at fremstille polyvinylchlorid, PVC, i laboratoriet, men først 100 år senere blev materialet sat i kommerciel produktion. Så lang tid gik der ikke for polyethylen, PE, som efter opdagelsen i 1933 blev sat i storproduktion allerede under 2. verdenskrig. Disse materialers gode egenskaber og formbarhed blev udnyttet til en lang række nødvendige produkter og er fortsat blandt de vigtigste plasttyper. Der markedsføres imidlertid i dag flere tusinde plasttyper med vidt forskellige egenskaber og til meget forskellige anvendelsesområder. Nogle plasttyper er hårde og stærke - som metaller - andre er bløde og elastiske, nogle kan tåle opløsningsmidler, andre igen høje temperaturer. Og vi er stadig kun ved begyndelsen. De mange nye materialer har på afgørende vis medvirket til den eksplosive teknologiske udvikling, som finder sted. Blandt disse kan nævnes ABS og polycarbonat, der pga. en stor slagstyrke har afløst metaller til kabinetter, displays etc. Kulfiberforstærket epoxy indgår i mange vingedele til fly. Nogle nylontyper anvendes pga. styrke, elasticitet og evne til at modstå flere hundrede varmegrader, f.eks. til at fastholde varmeskjoldet på den amerikanske rumfærge. Nye velfungerende bilmotorer, som stadig er under udvikling, indeholder mere end 60 % plastmaterialer. Man har endog med held testet racermotorer, hvor kun selve stempeltoppen er af metal. Sådan kunne man blive ved - kun fantasien sætter grænser. Plast - Jorden rundt Plast er altså ikke et enkelt materiale til mange formål, men en mangfoldighed af materialer til en endeløs række af formål. Hvis man f.eks. prøver at forestille sig en bil helt uden plast. Så mangler der pludselig kofangere, skærmkasser, sædepolstring, indvendig dørbeklædning, loftsbeklædning, instrumentbræt, rat- og ratstammeovertræk, Side 9

10 greb/håndtag, gulvbelægning, kontakter, knapper, vandbeholder til vinduesvisker, kølergrill, kabelisoleringer, batterihuse, benzintanke, lydisolering, lak og endnu flere ting. Bilen ville faktisk slet ikke være funktionsdygtig! Plastmaterialernes udviklingshistorie Årstal Plastbetegnelse Plasttype Anvendelseseksempler i nyere tid Almindelig leveringsform Vigtige udgangsmaterialer Land 1859 Vulkanfibre Hærdeplast Kufferter, pakninger Halvfabrikata Cellulosehydrat Storbritannien 1869 Celluloid Termoplast Bordtennisbolde, hårpynt Halvfabrikata Cellulosenitrat, kamfer USA 1904 Syntetisk horn, kasein 1909/ 1923 Phenol- og aminoplast, carbamidplast (Bakelit) 1930 Polystyren PS 1933 Akrylplast PMMA 1938 Polyvinylchlorid, PVC 1938 Polyamid PA 1939 Polyethylen PELD 1940 Polyurethan PUR 1941 Polytetrafluorethylen, PTFE 1941 Umættet polyester, UP Hærdeplast Knapper, spænder Halvfabrikata Kasein Tyskland Hærdeplast Termoplast Termoplast Termoplast Termoplast Termoplast Hærdeplast, termoplast, elastomer Termoplast Hærdeplast Elektroisoleringsdele, askebægre, elektriske kabinetter Emballage, legetøj, skumisolering, husholdningsartikler Reflekser, lyskupler, brudsikkert glas, reklame og trafikskilte Grammofonplader, vinduesprofiler, gulvbelægning, kunstlæder, rør Typehjul til skrivemaskiner, tandhjul, skruer, bilbremseslanger Folier, hule emner som f.eks. flasker Sportsartikler, møbler, madrasser, isolering til køleskabe og byggeri Temperaturbestandige belægninger, tætninger, isolering Glasfiberarmeret: Møllevinger, tanke, telefonbokse, både, propeller, støbeplast 1943 Siliconeplast Termoplast Afstøbningsforme, fugemasser, kabler, tætninger, imprægneringsmidler 1946 Epoxyplast Hærdeplast Fiberarmeret: Sportsrekvisitter, EP fly- og skibsdele, støbeplast 1955 Polyethylen PEHD 1956 Polycarbonat PC 1957 Polypropylen PP 1958 Acetalplast POM Termoplast Termoplast Termoplast Termoplast Flasker, dunke, flaskekasser, trykrør, husholdningsartikler Sikkerhedsruder, visirer, kabinetter til husholdningsmaskiner, trafikskilte Batterikasser, rørledninger, husholdningsartikler, emballage, medicinsk udstyr Tandhjul, kontor- og husholdningsmaskiner, telefon- radio- og Tv-apparater Pulver, granulat Phenol, kresol, formaldehyd, delvis med fyldstoffer USA, Tyskland, Østrig Granulat Benzen, ethylen Tyskland Granulat Pulver, granulat Methakrylsyremethylester Ethylen, chlor Tyskland Tyskland Granulat Syreamider Tyskland Granulat Ethylen Storbritann ien Væsker Isocyanat, polyol Tyskland Pulver Tetrafluorethylen USA Flydende, opløst i styren Olier, pastaer Harpiks og hærdere Dikarbonsyrer, polyeller dioler Silicium, methylchlorid Epichlorhydrin, diphenylpropan USA USA Schweiz Granulat Ethylen Tyskland Granulat Bisphenol A Tyskland Granulat Propylen Tyskland Granulat Formaldehyd USA Side 10

11 Plastens opbygning. Grundlæggende Grundstoffer Grundstof er den mindste enhed i vores materialer. Der findes 92 naturligt forekommende grundstoffer, plus ca. 25 kunstigt fremstillede. Det periodiske system. Af de naturligt forekommende som er relevant for en del af plasten, kan f.eks. nævnes: O Oxygen (ilt) H Hydrogen (brint) C Carbon (kulstof) Cl Chlor (klor) Br Brom F Fluor Na Natrium I Iod (jod) P Phosphor (fosfor) N Nitrogen Monomer. En monomer (fra græsk mono som betyder "en" og meros som betyder "del") er et relativt lille molekyle, der kan bindes kemisk til andre monomerer, og dermed danne polymerer. Når monomerer sættes sammen i en polymeriseringsreaktion, danner de polymerer (lange kæder). Betegnelsen monomer bruges altså ofte om en mindre enhed i et større molekyle, men kan også bruges til at fastslå, at et molekyle kun består af én enhed. Hvis et molekyle består af flere ens monomerer, angives molekylvægten ofte for monomeren. Monomeren er altså den enkelte byggesten i en lang kæde, som antager en form eller konsistens, der kan anvendes som f.eks. plastmateriale. Afhængig af monomerens opbygning vil man få plastmaterialer med forskellige egenskaber. Som det ses af figurerne, er den eneste forskel på monomererne, at et af brintatomerne, et H i ethylen-monomeren er udskiftet med andre atomer eller atomgrupper. I de viste eksempler er et H udskiftet med et Cl, en CH 3, en C 6 H 5 også kaldet benzenring. Polymer. Det er næsten ligesom at lege med Lego En polymer er en naturlig eller syntetisk forbindelse med høj molekylvægt, som er dannet ved sammenkædning af op til flere tusinde, eller måske milliarder identiske, eller i hvert fald sammenlignelige enheder (monomerer). Polyethylen, som f.eks. bruges til plastposer, er en syntetisk polymer, som er fremstillet ved polymerisering af ethen (også kaldet ethylen) Side 11

12 Som det ses på tegningerne er der en dobbeltbinding i ethylen. Når ehylen-monomeren udsættes for tryk og varme kan dobbeltbindingen åbnes, hvorved den kan binde sig til den næste ethylen-monomer osv. osv. Derved dannes lange kæder som nu kaldes for polymerer. F.eks. Polyethylen eller bare PE. Råstoffer til plast Råstofferne som anvendes til plast kommer i overvejende grad fra naturgas og råolie fra undergrunden. Naturgas: består fortrinsvist af metan, men den indeholder også ethan, propan, butan og andre længere kulstofkæder. Råolie: er råstof for blandt andet benzin, dieselolie og petroleum, men bruges i dag også til produktion af såvel plast, sæber, parfumer, gødning, medicin, maling, gift og mange mange andre ting. Af andre råstoffer kan f.eks. nævnes salt, hvoraf man udvinder klor (Cl), som indgår ved fremstilling af PVC. Monomere stoffer Herunder vises nogle eksempler på monomere stoffer. Især 3 af disse har stor betydning for fremstilling af plast. Først vand. Det kender vi Vand: H 2 O Kogepunkt: ºC Kommer fra: Eksempler på anvendelse: Metan: naturgas CH 4 Kogepunkt: -161 ºC brændstof til f.eks. modelfly Ethan: naturgas / råolie C 2 H 6 Kogepunkt: - 89 ºC Plast / (tilføjes OH = ethanol - sprit) Propan: naturgas / råolie C 3 H 8 Kogepunkt: - 42 ºC Plast / flaskegas / lightergas Butan: naturgas / råolie C 4 H 10 Kogepunkt: - 1 ºC Plast / lightergas Pentan: råolie C 5 H 12 Kogepunkt: + 36 ºC lightergas Hexan: råolie C 6 H 14 Kogepunkt: + 69 ºC lightergas Heptan: råolie C 7 H 16 Kogepunkt: + 98 ºC benzin Oktan: råolie C 8 H 18 Kogepunkt: ºC benzin Kuglerne/grundstofferne har forskellig farve og antal bindinger. (C = Carbon) Kulstof sorte kugler med 4 bindinger. (O = Oxygen) Ilt røde kugler med 2 bindinger. (H = Hydrogen) Brint hvide kugler med 1 binding. Vand: Det mest almindeligt kendte er vand, derfor ser vi først på et vandmolekyle. Ilt-atomet O binder sig til 2 brintatomer H. Formlen er H 2 O Brint: 88 % af alle atomer i det kendte univers består af brint. Derfor bør du kende dette molekyle, som findes i solen og stjernerne. Formlen er H Side 12

13 Ilt: eller på latin oxygen, som stort set alle levende organismer har brug for. Frit ilt i atmosfæren består altid af 2 ilt-atomer. Bemærk dobbeltbindingen. Formlen er O 2 Metan: er den letteste af kulbrinterne. Metan kan f.eks. dannes på bunden af en sø, hvor der ikke er adgang til ilt. Metangas dannes også i vores mave. Dog er det svovlbrinte, der giver lugten. Formlen er CH 4 CO 2 kuldioxid. Dannes ved afbrænding af stort set alt, plast, træ, gas, olie osv. Acetylen: er en gas, der giver en meget varm flamme. Den bruges f.eks. til svejsning af jern. Bemærk trippel-bindingen. Det er bindingerne, der giver den højre temperatur ved forbrænding. Ethan: er en meget let kulbrinte, som bl.a. findes i naturgas fra Vesterhavet. Formlen er C 2 H 6 Ethylen: C 2 H 4 er monomeren til fremstilling af polyethylen ~ PE Propan: Anvendes f.eks. til flaskegas i husholdning og på camping. Formlen er C 3 H 8 Propylen: C 3 H 6 er monomeren til fremstilling af polypropylen ~ PP Butan: Anvendes f.eks. til lightergas. Formlen er C 4 H 10 Buthylen: C 4 H 8 er monomeren til fremstilling af polybuthylen ~ PB Heptan: Anvendes f.eks. til rensebenzin eller en bestanddel i almindelig benzin. Formlen er C 7 H 16 Benzin: består af en blanding af kulbrinter med alt fra 4 til 12 kulstofatomer i hvert molekyle. En blanding af 95 % iso-oktan og 5% heptan, har oktantallet 95. Ren C 8 H 18 = oktan 100. Benzenring: Benzen (C 6 H 6 ). Organisk aromatisk forbindelse der består af 6 kulstofatomer bundet sammen i en flad ring. Indgår i flere plasttyper, f.eks. PS, ABS, SAN, SB o.a. Tidligere har benzen været meget anvendt i opløsnings- og rensemidler. Ud fra de viste eksempler herover, fremgår det hvor lille forskellen er på f.eks. gas til lighteren og benzin til bilen. Ligeledes er der ingen, eller kun en lille forskel på råmaterialet til lightergas og plast Side 13

14 H H O O H H H C C C C H C N C C H C H C H H H H H Bemærk: Dette har intet med plast at gøre. Men det kan måske være en indikator for, hvor tæt forbindelsen er mellem de førnævnte materialer og f.eks. medicin. På billedet vises opbygningen af stoffet amfetamin. Hvad er plast? Plast tilhører familien af polymere materialer. En polymer er et meget stort molekyle - et såkaldt makromolekyle sammensat af mange ens byggestene. Her illustreret ved polyethylenmolekylkæder. Som det ses af figuren, består polyethylen af kulstofatomer og brintatomer. Disse to grundstoffer indgår som hovedbestanddel i alle plasttyper. Der kan også indgå ilt (O), kvælstof (N) og chlor (Cl), og i sjældnere tilfælde andre grundstoffer. Materialer opbygget ud fra kulstof og brint betegnes ofte som organiske materialer, da disse grundstoffer indgår som hovedbestanddel i alle levende organismer. Plastmaterialerne har derfor mange egenskaber fælles med de naturskabte organiske materialer såsom træ, horn og harpiks. Amfetamin. Fra råstof til plast Råstofferne til fremstilling af plastprodukter er i dag råolie og naturgas. Fra disse råstoffer hentes det nødvendige kulstof og brint. På raffinaderiet bliver olien adskilt i bestanddele (fraktioner) ved destillation/raffinering. Alt efter kogepunkt udskilles gas, benzin, petroleum, gasolie (fyringsolie) samt sværere olier (fuel olie). Som destillationsrest får man asfalt, som bruges til vejanlæg. Samtlige bestanddele er kulbrinter (molekyler af kulstof og brint), der kun adskiller sig ved molekylernes størrelse og form. Den vigtigste bestanddel fra raffineringen til produktion af plast er råbenzin (nafta). Nafta bliver nedbrudt i en termisk spaltningsproces (cracking = nedbrydning) til gasarter som ethylen, propylen, butadien og andre kulbrinteforbindelser. Som alternativ til cracking af råolie kan gasarterne fås fra naturgas. Disse molekyler - byggestenene er det egentlige udgangspunkt for selve plastfremstillingen. Byggestenene kaldes monomerer - enkeltdele - der ved en kemisk reaktion, en såkaldt polymerisation, bringes til at reagere med hinanden, så der dannes meget lange molekylkæder, som kaldes polymerer. Den vigtigste monomer er ethylen med to kulstofatomer, 4 brintatomer, og en dobbelt-binding (billedet) Denne anvendes til fremstilling af polyethylen, PE. Fra ethylen kan der dannes nye reaktionsprocesser, som igen danner andre monomerer, f.eks. styren eller vinylchlorid, som er basis for andre plastmaterialer. Det er vigtigt at bemærke, at raffinering, cracking og polymerisation er forarbejdningsprocesser. Selve plasten fremstilles ved polymerisationen Side 14

15 Det er vigtigt at få slået fast, at der til plastfremstilling kun anvendes 5 % af de olieprodukter, der kommer fra raffinaderierne. 5 % af olien anvendes til plast (1998) Herunder raffinering Andre måder at bruge olie og gas på. Som det kan ses på billedet, er der utallige ting i vores hverdag som har gjort os afhængig af olie og gas. Flere af disse ting fandtes kun som naturmaterialer, og i begrænset omfang, for 75 år siden, og var meget dyre. Andre var det slet ikke muligt at fremstille Side 15

16 Polymerer kan opdeles i tre hovedgrupper: 1. Naturmaterialer: Cellulose fra halm og træ, horn, harpiks, kautsjuk (naturgummi) og proteiner (de vigtigste byggesten i den menneskelige organisme). 2. Bearbejdede naturmaterialer: Gummi (vulkaniseret kautsjuk), Celluloid og syntetisk horn (kaseinplast). I afsnittene efter indledningen blev det beskrevet, at disse materialer var vigtige i industriens barndom. 3. Syntetiske materialer: Gruppen omfatter menneskeskabte makromolekyler, og dermed alle de plastmaterialer der primært fremstilles af olie og naturgas. Der findes i dag tusindvis af helsyntetiske plasttyper. Definitionen på plast: 1. Organiske materialer, der er opbygget af 2. makromolekyler - polymerer - og som opstår gennem 3. bearbejdning af naturprodukter eller syntetisering af primærstoffer fra olie, naturgas eller kul Side 16

17 Fremstilling af plast Polymerisation og polymerisationsmetoder Polymerisationsprocessen går ud på at sammenkæde de monomere gasser eller stoffer til lange kæder eller forgrenede kæder, som under et kaldes polymerer eller makromolekyler. Polymerisation er en kemisk reaktion, hvorved monomere omdannes til polymere. Ved polymerisationsprocessen udvikles der varme, fordi der frigøres energi ved reaktionen (processen er exoterm). Der findes flere former for polymerisation, men fælles for dem er at man sammenkæder monomererne, men under forskellige betingelser. Additionspolymerisation kaldes også kædepolymerisation, mens kondensationspolymerisation kaldes trinvis polymerisation, navne, der baserer sig på reaktionsmekanismerne. Kædepolymerisation eller Additionspolymerisation Udgangspunktet for denne proces er monomerer med mindst to kulstofatomer og en dobbeltbinding, f.eks. ethylen eller vinylchlorid. Reaktionen kan illustreres ved hjælp af dansende par (se figuren). Parrene i øverste række illustrerer tre ethylenmolekyler. I næste række ses et udsnit af den kæde, der dannes, når parrene slipper hinanden, rækker ud og danser kædedans. Det store molekyle som dannes er polyethylen, dvs. mange ethylendele (mange dansende par), som er bundet sammen. Reaktionen kræver en aktivering, der bryder dobbeltbindingen mellem kulstofatomerne i ethylenmolekylerne, som derefter meget hurtigt sammenkobles. Resultatet er et makromolekyle. Disse processer har været kendt siden 1930 og sker oftest under tryk og ved forhøjet temperatur i en kemisk reaktor, der indeholder en katalysator. En række af verdens vigtigste og mest anvendte plasttyper fremstilles ved denne reaktionstype. Ved additionspolymerisation eller polyaddition foregår der en gentaget, ofte meget hurtig addition af monomerer til den voksende polymerkæde, uden fraspaltning af vand eller andre molekyler. Blandt de syntetiske polymerer polymeriseres alle de mængdemæssigt vigtige monomerer af olefintypen (ethylen, vinylklorid, styren og propylen) og af dientypen (f.eks. isopren, kloropren og butadien) ved en additionsproces. Men også monomerer uden dobbeltbindinger, f.eks. epoxy, isocyanat, laktamer og laktoner, kan polymeriseres ved addition. Sker reaktionen uden fraspaltning kaldes det polyaddition. Trinvis polymerisation eller kondensationspolymerisation Ved denne reaktionstype reagerer monomerer, der hver har to kemisk reaktive grupper med hinanden. Der bruges to forskellige monomerer, der kan reagere med hinanden. F.eks. kan de to grupper være alkoholgrupper (OH) og syregrupper (COOH), som ved reaktion danner esterbindinger. Kondensationspolymerisation eller polykondensation foregår ved en gentagen Side 17

18 kondensationsproces, dvs. med fraspaltning af enkelt opbyggede molekyler (oftest vand). Polyestere fremstilles ofte ved kondensationspolymerisation af en disyre (syre med to syregrupper) og en divalent alkohol (f.eks. glykol) under vandfraspaltning. Polyamider (f.eks. nylon) kan tilsvarende fremstilles ud fra en disyre og en diamin. Mange harpikstyper fremstilles ved kondensationspolymerisation under afgivelse af vand, f.eks. epoxy, fenolformaldehyd og kresol. Et andet fraspaltningsprodukt fra en kondensationspolymerisation kan være hydrogenklorid som ved fremstilling af polycarbonater og polysulfoner. Sker reaktionen under fraspaltning af et mindre molekyle, f.eks. vand (H 2 O), kaldes det polykondensation. Co-polymerisation En polymerkæde af ens monomerer vil have samme styrke og stivhed igennem hele kædens længde. Hvis man nu f.eks. lader nogle af monomererne i kæden være af en anden egenskab, f.eks. blødere, så vil polymerkæden få en mindre tendens til at knække, hvis kæden bliver udsat for belastning. Den vil kort sagt bøje i de bløde "led". Et eksempel på en copolymer er ABS hvor der indgår 3 forskellige monomertyper, akryl (A), butadien (B) og styren (S). Både akryl og styren er hårde og sprøde plasttyper, medens butadien, som er den bløde del i kæden, reducere hårdheden og sprødheden. Ved at ændre indholdet af de 3 monomertyper i forhold til hinanden, kan man få en henholdsvis mindre hård eller blødere ABS. Der er flere måder man kan lave en co-polymerisation på. 1: Dette er ikke en copolymer. Dette er en homopolymer. 2: Man kan blande de 2 typer monomerer i en tank, og lade dem binde sig til hinanden i skiftende orden. Materialer fremstillet ved denne proces kaldes " Alternerende Copolymerer". 3: "Statistisk Copolymer" er copolymerer, hvor rækkefølgen af monomere følger en statistisk regel. Kaldes ofte for en "Random Copolymer". 4: "Blok-Copolymerer" består af to eller flere kortere homopolymere kæder, bundet til hinanden af kovalente bindinger. De korte afsnit gentages skiftevis flere gange i den færdige kæde. Blok-copolymerer med 2 typer af monomer-blokke kaldes diblock copolymerer. Blok-copolymerer med 3 typer af forskellige monomer-blokke kaldes triblock copolymerer, eller "Terpolymer". Denne er ikke vist på skitsen. 5: "Podede Copolymerer" er en særlig type af forgrenede copolymerer, hvor sidekæder er strukturelt adskilt fra de største kæder. Illustrationen viser et særligt tilfælde, hvor den store kæde og sidekæderne er sammensat af forskellige homopolymerer. Dog kan de enkelte kæder af en podet copolymer være homopolymerer eller copolymerer. Et eksempel. Copolymer PS. De gummiagtig kæder absorbere energi, når emnet bliver ramt, så det er meget mindre skørt end almindeligt polystyren. Produktet kaldes "High Impact Polystyren" ~ "stor slagstyrke polystyren", eller HIPS Side 18

19 Katalysator eller? Katalysator Betegnelse for et kemisk stof som igangsætter, eller fremskynder en kemisk reaktion, uden selv at deltage i den. Der bruges forskellige katalysatorer til at styre polymerisationsprocesserne, og katalysatoren har stor betydning for strukturen i den færdige polymer. Katalysatoren kan sammenlignes med musikken der får parrene til at danse. Der skal, som regel, også en bestemt slags musik til, for at få dansende par til at skifte over til kædedans. På samme måde er det med katalysatorer ved plastfremstilling. De forskellige typer katalysatorer skaber forskellige kædetyper. F.eks. med eller uden sideforgreninger, Statistiske Copolymerer, Blok-Copolymerer, Podede Copolymerer osv. Industriel fremstilling af plast I praksis udføres en polymerisation ved en af fire processer. Ved massepolymerisation (bulk-polymerisation) er monomeren i en homogen fase (gas, væske eller fast stof) uden opløsningsmiddel eller dispergerende medium. I opløsningspolymerisation er monomeren opløst i et opløsningsmiddel, og reagerer under dannelse af en polymer, som kan være opløselig eller uopløselig i opløsningsmidlet. I en suspensionspolymerisation er monomeren dispergeret som små dråber i vand eller et andet egnet inert medium. Endelig er emulsionspolymerisation en polymerisation, hvor der anvendes emulgeringsmidler til at dispergere og stabilisere monomeren i form af meget små dråber, hvilket fører til dannelsen af en latex (dvs. en opslæmning af små polymerpartikler i vand). Ved at styre procesforhold som temperatur, tryk og koncentration af monomer og additiver kan den fremstillede polymers molekylvægt og struktur kontrolleres. Polymerisationen igangsættes normalt af en tilsat initiator*, og molekylvægten kan begrænses ved tilsætning af en inhibitor**. De teknologisk meget vigtige additionspolymerisationer initieres oftest ved generering af frie radikaler, som så polymeriseres. Industrielt anvendes additionspolymerisation også til anion-, kation- og koordinationspolymerisation, hvor enden på den voksende polymerkæde er hhv. en anion (negativ ladet ion), en kation (positiv ladet ion) og en koordinationsforbindelse***. *Initiator: Stof anvendt i ringe mængde for at igangsætte en kemisk reaktion, f.eks. en polymerisation. Eksempler på initiatorer er peroxider, hydroperoxider og azoforbindelser, der alle spaltes ved opvarmning og tilvejebringer frie radikaler. Fragmenter af initiatorerne indgår i det endelige produkt, f.eks. som ende-grupper i polymerer. **Inhibitor: Stof brugt i ringe mængde til at hæmme en kemisk reaktion, f.eks. en polymerisation. Ofte tilsættes vinylmonomerer inhibitorer under opbevaring og transport for at forhindre utilsigtet polymerisation. Inhibitorer kan også tilsættes ved polymerisation for at begrænse molekylvægten, f.eks. mercaptan ved fremstilling af styrenbutadiengummi. Hydrokinon og difenylamin er andre eksempler på effektive inhibitorer. ***Koordinationsforbindelse: Molekylær entitet (enhed), hvori der til et karakteristisk atom (centralatomet) er bundet andre atomer eller atomgrupper (ligander) ved covalente bindinger, hvis elektronpar stammer fra den ene af bindingens to parter. En koordinationsforbindelse tilhører klassen af komplekse forbindelser Side 19

20 Efter polymerisationen Plastens egenskaber efter polymerisationen I skemaet vises stoffernes og plastens egenskaber ved forskellig molekylkædelængde. Emne Antal kulstofatomer (C) i kæden Konsistens ved rumtemperatur Metan Etan Propan Butan Pentan Hexan Heptan Oktan Nonan Dekan Benzin Petroleum Diesel Motorolie Vaselin Paraffin Voks Gas Væske Tyktflydende væske Pasta Fast / Sprød Fast / Sprød Ethenplast PE Ethenplast PE Ethenplast PE ca ca ca Konsistens ved forarbejdningstemperatur Letflydende sprøjtestøbekvalitet, noget sprød Sejtflydende ekstruderingskvalitet, sej og mere slagfast Ikke smeltbart kvalitet, pressestøbning, meget sej Som det kan ses i skemaet bliver plasten sejere og hårdere, jo længere molekylkæderne vokser. Antallet af monomerer, i molekylekæder i fast form, kan være alt fra ca. 500 og op til ca Antallet af monomerer i materialer til sprøjtestøbning er generelt lavt, da der ønskes letflydende materialer, som hurtigt kan fylde formen. Ved anvendelse af materialer med korte molekylkæder, kan man opnå finere detaljer i emnerne. Antallet af monomerer i materialer til ekstrudering er generelt højt, da der ønskes sejtflydende materialer til denne proces. Emner støbt af flydende akryl. Her er det muligt at indstøbe næsten alle tænkelige ting, f.eks. ure, emblemer, modelbiler osv. Desuden kan man lave lasergravering indvendigt i akrylemnerne. Flydende plast Ved fremstilling af flydende plast stopper man polymerisationen, når plasten har den konsistens man ønsker, og kvaliteten er opnået. Flydende plast kan f.eks. være "polyester" eller "epoxy" som kan anvendes til hærdeplast. Akryl som kan anvendes til lim, maling og støbning af fancy akrylemner, eller PVA-lim som f.eks. anvendes i træ- og papirindustrien. I de senere år er man også begyndt at anvende flydende plast som bindemiddel i beton. Polyesterbeton eller polymerbeton. Her anvendes en syntetisk harpiksmatrix, eller polyesterharpiks. Den tætte struktur, og i nogle typer fraværet af cement, gør materialet vandtæt og frostsikkert Side 20

21 Fra pulver-plast til granulat Når plasten til f.eks. sprøjtestøbning og ekstrudering er færdigfremstillet i polymerisationsprocessen, fremstår det som pulver. Konsistensen er som en mellemting mellem fint mel og fint salt. Pulveret kan udmærket bruges direkte i sprøjtestøbe- eller ekstruderingsprocessen. Men for at undgå at det støver, samt for at opnå en lettere håndtering, vælger man normalt at køre plasten gennem en ekstruder. Her presses den opvarmede og smeltede plast gennem en dyse med en masse små runde huller. Nu kommer plasten ud af dysen, næsten som spagetti. Man kan vælge at klippe "spagettien" ved dysen med en roterende kniv, hvorefter stumperne (granulaterne) falder ned i vand og bliver afkølet. Man kan også vælge at lede de uklippede og endeløse "spagetti" gennem et vandbad, hvor de nedkøles. Efter nedkølingen kan man klippe dem op i små korte stykker, granulater. Under denne ekstruderingsproces vælger man ofte at tilføre materialet en række forskellige ting eller stoffer. Det kan f.eks. være varmestabilisatorer, farve, blødgører, UVstabilisatorer, slipmidler osv. osv. Herved er det muligt at "designe" plasten til kundens behov. Nogle virksomheder vælger dog at købe plasten som pulver. Derefter tilfører virksomheden selv de ting som der er behov for i deres emner, eller ved produktionen. Forbrug af plast Danmark i 2000 & 2001 I Europa udgør termoplast ca. 80 % af forbruget, mens hærdeplast tegner sig for de resterende 20 %. Det samlede danske forbrug af plast var i 2000 på ca ton og i 2001 på ton, hvoraf noget videreeksporteres i færdige produkter. Man har på baggrund af den samlede mængde, og en fordeling på plasttyper der svarer til det europæiske gennemsnit, beregnet det danske forbrug af de mest almindelige plasttyper i 2000 til: PE: ton 27 % af det samlede plastforbrug PP: ton 15 % af det samlede plastforbrug PVC: ton 12 % af det samlede plastforbrug PS/EPS: ton 7 % af det samlede plastforbrug PET: ton 7 % af det samlede plastforbrug Øvrig termoplast: ton 9 % af det samlede plastforbrug Hærdeplast: ton 23 % af det samlede plastforbrug Plastens forskellige strukturer Side 21

22 Rummelig struktur for hærdeplast. Anvendelse af termoplastmaterialer Der markedsføres flere tusinde forskellige plasttyper med forskellige egenskaber og anvendelser, og der kommer hele tiden nye til. Plast er altså ikke bare plast, men en hel familie af spændende og ofte meget forskellige materialer med vidt forskellige egenskaber. Ud fra egenskaber og struktur opdeler man normalt plastmaterialerne i 3 hovedgrupper: Termoplast. Hærdeplast. Elastomerer. Termoplast Navnet termoplast skyldes, at disse materialer bliver plastiske - smelter når de tilføres varme, og ved afkøling igen bliver faste ligesom stearin, en proces der kan gentages mange gange. Denne egenskab udnyttes i forarbejdningen, hvor materialerne opvarmes, formes og afkøles. Tilsvarende kan produktionsaffald og gamle produkter smeltes og genanvendes. I termoplast ligger makromolekylerne mere eller mindre sammenfiltret mellem hinanden. De holdes sammen af denne filtring, og af relativt svage bindingskræfter mellem atomer i ét molekyle og atomer i et andet molekyle. Antal og styrke af disse bindinger, sammenholdt med de enkelte makromolekylers længde, er medbestemmende for materialets fysiske og kemiske egenskaber. Efter opvarmning er bindingerne mellem kæderne ikke stærkere, end at molekylekæderne kan glide mellem hinanden. Derved kan man give materialet en ny form. Overgangen fra fast til flydende form sker oftest over et bredt temperaturområde, og ingen termoplast har et veldefineret blødgørings-, smelte- eller kogepunkt. Hærdeplast I modsætning til termoplast kan hærdeplast ikke smeltes efter formgivning og hærdning. Det skyldes, at den endelige polymerisation sker under hærdningen, og at polymerisationen for disse materialer fører til dannelse af meget store tredimensionale netværksstrukturer. De enkelte polymerkæder er bundet sammen med meget stærke kemiske bindinger, i modsætning til de svagere bindinger i termoplast. Ved opvarmning vil kæderne derfor ikke glide i forhold til hinanden, hvilket betyder, at materialet ikke kan smelte. Hærdeplast kan derfor ikke genanvendes på samme måde som termoplast. Opvarmes hærdeplast til meget høje temperaturer, sker der i stedet for en forkulning af materialet. Råvarerne til hærdeplast leveres normalt som tyktflydende væsker, eller som pulvere. Råvaren består af delvist polymeriserede molekyler, som i molekylekæderne har indbygget reaktive grupper. Ved tilsætning af en aktivator - en hærder - bindes kæderne sammen via de reaktive grupper til den færdige polymer. På grund af netværksstrukturen kan man opnå meget hårde, stive og stærke materialer, som med deres ringe vægt har fortrængt tidligere brugte materialer, oftest metaller. De vigtigste typer hærdeplast er polyester, polyurethan, melaminplast og phenolplast Side 22

23 Elastomerer Hvis makromolekylerne er tværbundet i store masker, fås en gummielastisk plast, en såkaldt elastomer, der ved påvirkning af en lille kraft kan deformeres op til flere hundrede procent, og alligevel vende tilbage til den oprindelige form. Egenskaberne kan henføres til mange, lange og fleksible molekylkæder i strukturen, der er sammenholdt af spredte stive knudepunkter. De pågældende knudepunkter kan være baseret på termoplast, og man taler da om en termoplastisk elastomer - TPE, der kan smeltes og forarbejdes som termoplast. Dette giver en lang række forarbejdningsmæssige fordele. Knudepunkterne kan dog også være baseret på hærdeplast, man taler da om vulkaniseret elastomer, eller gummi. Vigtige eksempler på elastomerer er butadiengummi, isoprengummi og neopren*. *Neopren eller polychloropren er betegnelsen for et materiale af syntetisk gummi, der er fyldt med luftbobler. Det er fleksibelt og har, på grund af luftboblerne, en god isoleringsevne. Det benyttes til en lang række formål, blandt andet våddragter. Neopren fremstilles ved polymerisering af chloropren. Termoplastisk elastomer TPE TPE er gummilignende, men adskiller sig ved at tværbindingerne ikke er af termostabil kemisk struktur. Tværbindingerne finder sted i områder med krystallinsk struktur, men ved opvarmning kan disse områder opløses, og elastomeren forarbejdes da som almindelig termoplast. De elastiske egenskaber er afhængige af strukturen mellem områderne med krystallinske blokke. Amorf Amorf Når de kædeformede og vilkårligt forgrenede makromolekyler ligger fuldstændigt uordnede mellem hinanden - som filt, eller en tot vat betegnes materialet som amorft (uden form). Amorfe plastmaterialer er glasagtige, transparente og oftest sprøde. Forskellige forhold gør sig gældende, når et polymert materiale ved overgang til fast tilstand bliver amorft. En af årsagerne til denne tilstand kan være meget store sidegrupper, der umuliggør pakningen af polymerkæderne i en tæt struktur. Dette er tilfældet for polystyren PS, og for polyvinylklorid PVC. Der er nogle generelle kendetegn ved de amorfe materialer. Molekylkæder ligger hulter til bulter Kan fås i transparente (glasklare) udgaver Er hårde og sprøde Er lette at termoforme Har ikke noget fast smeltepunkt, men bliver gradvis blødere, og mere flydende ved stigende temperatur Er forholdsvis lette at påføre trykfarve eller maling Og hvilke plasttyper drejer det sig så om? Det er f.eks. ABS, ASA, CA, CAB, CP, PC, PES, PMMA, PS, PSU, PVC, SAN, SB samt visse varianter af PET (PET-A) Side 23

24 Delkrystallinsk Delkrystallinsk Molekylekæderne kan imidlertid ligge i fuldstændigt velordnede parallelle bundter i nogle afsnit. Lidt ligesom tændstikker i en æske. Makromolekylerne kan dog ikke deltage med deres fulde længde i en sådan velordnet struktur, og disse områder er derfor altid meget små. De pakkede områder kaldes krystallitter, og de ligger som små afgrænsede krystaller i en ellers uordnet struktur. Den delvis krystallinske plast er uklar (mælket), men samtidig mere varmebestandig end amorf plast. Når delkrystallinsk plast opvarmes til smeltetemperaturen, glider molekylkæderne fra hinanden, og materialet optræder derefter som et amorft materiale (hulter til bulter). Samtidigt vil materialet fylde meget mere (større volumen). Men under nedkølingsfasen pakker molekylekæderne sig i bundter igen, og det betyder, at hvis man fylder en form med smeltet plast, vil plasten under afkølingen pakke molekylkæderne, og derved svinde kraftigt. Under nedkølingen får plasten også sit matte og mælkede udseende tilbage. Der er nogle generelle kendetegn ved de delkrystallinske materialer. Optræder som regel matte eller mælket i udseendet. Er relativ bløde og seje. Er vanskelige at termoforme. Bliver kun delvis blødere ved opvarmning, og har et relativt fast smeltepunkt. Formgivning uden hvidtrækning kræver, at temperaturen er oppe på, eller over, smeltepunktet. Er vanskelige at påføre trykfarve eller maling, og kræver derfor en forbehandling, f.eks. treatning eller koronabehandling. Har et stort kølesvind. Og hvilke plasttyper drejer det sig så om? Det er f.eks. PA, PE-LD/MD/HD, PP, POM, PTFE Delkrystallinsk struktur kan opstå enten ved, at de forskellige polymere kæder tiltrækkes af hinanden, og derfor lejres i en micellestruktur, eller fordi dele af den enkelte polymerkæde foldes. Det er de sekundære kræfter i materialet, der optræder her, sådan at polymerkæderne er i stand til at pakke tæt. Miceller Foldede kæder Projekt-bil baseret på plast, og med solceller 8 gode grunde til at anvende plast Stor forarbejdelighed - mange formgivningsmuligheder Lav vægt Stor styrke i forhold til vægten Minimal vedligeholdelse Modstandsdygtighed over for opløsningsmidler og mange andre kemikalier Lav ledningsevne overfor såvel varme som elektricitet Slagfaste og ofte bøjelige materialer Lav friktionskoefficient Side 24

25 Plastmaterialernes fordele Plastdele kan fremstilles hurtigere, billigere og med lavere energiforbrug end stål og aluminium. Plastdele kan skræddersyes, f.eks. til karosseriet i en bil, og en benzintank kan formes efter undervognen og bagagerummet, og dermed optage mindst mulig plads. Bilkonstruktionerne skal i dag have lavest mulig vægt af hensyn til benzinforbruget, men samtidig stilles stadig større krav til sikkerheden, og det forøger vægten. Uden brug af plast ville bilerne derfor være meget tunge. En formindskelse af vægten med 100 kg giver en brændstofbesparelse på ca. 1/2 liter for hver 100 kilometers kørsel. Plastens egenskaber: Omtalt i 22 punkter De kemiske og mekaniske egenskaber hos en plastpolymer afhænger af den kemiske sammensætning, og makromolekylernes størrelse, struktur og indbyrdes orden. Den kemiske sammensætning har også indflydelse på vægtfylden. De fleste plasttyper har vægtfylde mellem 0,9 g/cm 3 og 1,4 g/cm 3, men hvis tungere grundstoffer indgår i molekyleopbygningen, kan plastmaterialet have en vægtfylde på 2,2 g/cm 3. Lav vægt Letmetallet aluminium vejer dobbelt så meget som PVC, og ca. 3 gange så meget som polyethylen. Man kan derfor opnå ganske betragtelige vægtbesparelser, ved at erstatte traditionelle materialer med plast. Som eksempel kan nævnes, at man ved at vælge plast frem for glas til flasker, kan reducere vægten for en 1 liter flaske fra ca. 750 g til 50 g. Dette er en fordel for forbrugeren, men også ved transport til og fra fabrikken, butikken osv. Der kan kort sagt lastes flere flasker på lastbilen. Tilsvarende overvejelser gælder ved anvendelse i fly, tog og biler, hvor en lavere totalvægt på drastisk vis kan forbedre brændstoføkonomien. Barriereegenskaber Den kemiske sammensætning har også indflydelse på modstandsdygtigheden over for kemikalier som syrer, lud, opløsningsmidler og olie. De forskellige plastmaterialer har forskellige barriereegenskaber, og til næsten ethvert kemikalium findes plasttyper med god bestandighed. Disse egenskaber har medført anvendelse til kar, beholdere, belægninger osv. i den kemiske industri, men også i hjemmet, hvor plastflasker anvendes til rengøringsmidler og husholdningskemikalier, og til at emballere fødevarer og læskedrikke. Isoleringsevne Den gode isoleringsevne hos plast gælder både for elektrisk strøm, og for varme. Varmeledningsevnen for polystyren er eksempelvis 2400 gange lavere end varmeledningsevnen for kobber. Det betyder at en varmemængde, som er en time om at passere en kobberplade, vil være 2400 timer om at passere en polystyren Side 25

26 plade af samme tykkelse. Isoleringsevnen for plast bliver endnu bedre med opskummede typer, f.eks. polystyrenskum EPS, der på grund af et luftindhold på 98 % isolerer endnu 10 gange bedre. Nu er forholdet blevet 1 til Plastmaterialernes fordel er endnu mere udtalt for den elektriske ledningsevne. Kobber leder den elektriske strøm 100 trillioner gange bedre end plast (et 1-tal med 20 nuller). Plast er derfor et helt enestående materialer til isolering af elektriske ledninger, kontakter, el-apparater etc. På grund af de gode isolerende egenskaber møder vi ofte fænomenet statisk elektricitet i forbindelse med plast. Stor styrke Molekylernes indbyrdes størrelse og orden har indflydelse på de mekaniske egenskaber. Der kan fremstilles plastiske, blødt elastiske, hårdt elastiske og hårde, ja endog sprøde plastmaterialer med forskellig varmebestandighed. I forhold til vægten er plastmaterialerne særdeles stærke og har i flere tilfælde fortrængt metaller i anvendelser, hvor man samtidig prioriterer lav materialevægt. Det gælder rum- og flyindustri, hvor lav vægt, styrke samt modstandsdygtighed over for træthedsbrud betyder, at man i dag bruger plast til bærende vingedele i flere amerikanske kampfly. Plastmaterialerne har også en meget lav friktionskoefficient (lav gnidningsmodstand), hvilket gør dem egnet til tandhjul og selvsmørende lejer i den mekaniske industri. Termisk udvidelse Plastmaterialer udvider sig meget mere end metallerne ved opvarmning. Den lineære varmeudvidelseskoefficient er et tal, der angiver, hvor meget materialet udvider sig pr. ºC pr. meter. Følgende eksempler på termisk udvidelseskoefficient, skal ganges med 10-6 (disse værdier er ca. tal) PEHD 200 PP 160 POM 120 PA ABS 95 PVC 75 PC F.eks. PP = 160 x 10-6 = 0, m/m ºC eller det samme som: 0,16 mm. pr. meter pr. ºC Dvs., har man et PP emne på 1 m, vil en forøgelse af temperaturen med 1 ºC ændre emnets længde til 1000,16 mm. Det lyder måske ikke af ret meget, men-- Det betyder reelt, at hvis et rør afkortes på 10 m. når det kommer ud af kølekassen, og rørets temperatur er 60º, vil røret, når temperaturen er faldet til 20º, kun være 9936 mm langt, altså 64 mm. kortere. Gældende kontrolmålinger foretages ofte efter 24 timer og altid ved samme temperatur, typisk ºC. Den præcise temperatur fremgår af gældende Side 26

27 standart for produktet. Kemikaliemodstand Plastmaterialerne kan i nogle tilfælde angribes af forskellige stoffer eller kemikalier. Kemikaliemodstanden er afhængig af plastmaterialernes struktur og kemiske opbygning. Termoplastiske materialer har med få undtagelser god modstandsevne over for syrer og baser, mens bestandigheden mod organiske opløsningsmidler generelt er dårligere. Materialernes kemikaliemodstand må ikke kun sættes i relation til opløsningsog korroderingsforhold, men i højere grad til mulighederne for skader i form af revnedannelser (spændingskorrosion), hvilket er produktet af mekaniske spændinger og aggressive stoffer. Densitet Et materiales densitet defineres som materialets vægt, divideret med dets rumfang. Vægt _ Rumfang = Densitet Densiteten opgives ofte i g/cm³ eller kg./m³ Formbestandighed i varme. (ISO/R75) Formålet er at give en antydning af det temperaturområde, i hvilket et materiale kan benyttes. Metode: ISO-metoden anvender en rektangulær stang understøttet ved enderne, og påvirket med en belastning på midten. Prøveemnets tykkelse og tilberedning er bestemt af normen. Et måleapparat angiver nedbøjningen på midten af prøvestykket. Det hele anbringes i et oliebad, hvis temperatur hæves med 2 ºC pr. min.. Prøveresultat: Nedbøjningen af prøveemnet observeres under prøven. Når nedbøjningen har nået en værdi på 0,21-0,33 mm aflæses oliebadets temperatur, og denne angiver materialets formbestandighedstemperatur ifølge ISO/R75. Prøvestand til bestemmelse af formbestandighed i varme Side 27

28 Smelteindeks Smelteindekset "SMI" er et praktisk udtryk for polymerisationsgrad og molekylekædevægt. Smelteindeksmålingen er udviklet til brug for de mange polyethylentyper, men anvendes også i modificeret form på visse andre plasttyper. Definitionen på smelteindeks er i øvrigt: Det antal gram af materialet, som i løbet af 10 min. kan ekstruderes gennem en dyse med en diameter på 2,09 mm., under et tryk på 3 atm. ved 190 C. Smelteindeks angives oftest som "SMI" eller "MFR" eller "MFI" eller "MI" eller "I", afhængigt af hvilket land det kommer fra. Rent praktisk opnår man de 3 atm., ved at belaste med et lod på 2,16 kg. Ofte oplyses hvilket lod man har anvendt ved SMI-testen. Hvis intet er angivet, er der anvendt et lod på 2,16 kg. Der findes lod på 2,16 kg., 5 kg., 10 kg. og 21,6 kg. Højt smelteindeks, f.eks. SMI 20, kendetegner et letflydende materiale med forholdsvis korte molekylekæder - altså lav polymerisationsgrad, lav molekylekædevægt og lav viskositet. Velegnet til sprøjtestøbning. Lavt smelteindeks, f.eks. en polyethylen med SMI 0,2 kendetegner et tungtflydende materiale med lange molekylekæder, altså høj polymerisationsgrad, høj molekylekædevægt og høj viskositet. Velegnet til ekstrudering. Såfremt metoden modificeres f.eks. til 5 kg. angives SMI 5. Slagstyrke For at teste et plastmateriales slagstyrke, findes en række testmetoder, der har det fælles mål at kontrollere om råvarekvalitet og forarbejdningskvalitet er blevet overholdt. Testen kan gå ud på, at man udsætter et antal emner for et eller flere slag, med en given vægt og/eller faldhøjde på loddet. Går et eller for mange emner i stykker ved testen, bliver produktionen kasseret, og man må finde årsagen til det dårlige resultat, som jo både kan være fejl i råvare, blanding, maskiner og udstyr, eller forarbejdningsparametre. Trækprøve Vi ved alle, at man kan puste en ballon op. Molekylekæderne i ballonen ligger fra starten af, i krøllet og uordnet tilstand. Når den pustes op retter molekylekæderne sig ud, og kommer til at ligge helt udstrakt. Fortsætter man med at puste, vil kæderne på et eller andet tidspunkt skulle flytte sig i forhold til hinanden. Det kan de ikke under normale temperaturforhold, og ballonen springer. En trækprøve er i princippet det samme som at puste en ballon op. Her strækker man blot et prøveemne mekanisk Side 28

29 Trækprøve. Spænding og tøjning Den kraft der anvendes per fladeenhed (arealet af prøvestangen) benævnes spændingen. Ud fra forlængelsen beregnes tøjningen, der er den faktiske forlængelse divideret med den oprindelige længde. Ved trækprøvningen optegnes et spændingstøjningsdiagram, hvoraf man kan aflæse den maksimale spænding, brudspændingen, tøjningen ved brud og materialets stivhed. Elasticitetsmodul Stivheden aflæses som materialets elasticitetsmodul (E-modul), der er hældningen af den rette linie, arbejdslinjen, i et spændings-tøjningsdiagram. Et stift materiale er karakteriseret ved at have et højt E-modul, mens et blødt materiale har et lavt E-modul. Et materiale siges at være stærkt, når det har en stor maksimal styrke (spænding). Et materiale er fleksibelt, hvis det har et lille E-modul og en stor brudtøjning. Et materiale er hårdt, hvis der skal en stor kraft til at give en blivende indtrænging i materialet. Et materiale er sejt, hvis det har en stor tøjning. Den strækevne man måler, er den længde et givet stykke kan opnå inden dette brister. Udtrykkes som brudforlængelse. Samtidigt måler man hvor stor styrke der skal til for at rette molekylekæderne ud, altså et udtryk for plastens styrke. Udtrykkes i Newton for tynde emner, og Kilonewton for tykke emner. Eksempel: Der kan f.eks. være specificeret et krav om 400 % brudforlængelse, altså 4 gange det oprindelige mål, som er afsat på folien eller emnet. Man afsætter kontrolpunkter på kødbenet, f.eks. 20 mm. Målet, der i dette tilfælde skal opnås, er altså 80 mm. (20 x 400 %). Under strækningen kontrolleres, om man opnår denne afstand inden brud indtræffer. Desuden får man også et udtryk for, hvor stor styrke (spænding og tøjning) der er i plastmolekylekæderne, før disse retter sig ud, og får varig deformation. Udtrykkes som E-modul. Slidstyrke / Friktion Der er meget stor forskel på hvordan plast slides/ridses ved berøring mod andre materialer. Det burde måske være et kendt fænomen, at en opvaskebørste som ofte er fremstillet med PP børster (polypropylen), kan have en særdeles ødelæggende virkning på visse plastskåle og køkkenmaskiner. De bliver simpelthen ridset, matte og grimme i overfladen. Anderledes er det med f.eks. PA (nylon) og PTFE (Teflon) som i stor udstrækning bruges til lejer ved roterende metalaksler. De 2 plasttyper har særdeles gode egenskaber når det drejer sig om at have kontakt mod andre materialer, uden at slides og uden at udvikle friktionsvarme. Stivhed Der udføres stivhedstest for at undersøge ved hvilken belastning, tid og temperatur et prøveemne begynder at bøje. Testen kan udføres på flere måder. Både som hule emner, f.eks. rør der belastes på toppen, og som prøveemner der understøttes i begge ender og belastes på midten. Desuden kan testen udføres med stigende belastning, måling på hvor lag tid der går før nedbøjning og ved stigende temperatur. UV-bestandighed Nogle plasttyper har det dårligt med sollys i ufarvet tilstand. Der sker kort sagt en kemisk nedbrydning af disse plasttyper. Emnerne bliver skøre, hårde og stive og springer ved den mindste belastning. I værste fald opløses eller smuldrer plasten væk. Dette kan til en vis grad forsinkes eller forhindres ved tilsætning af farve eller UV-stabilisator. Dette forhindrer UV-strålerne i at gå ind og ødelægge molekylekæderne. Modsat har mange andre plasttyper særdeles gode egenskaber når det gælder udendørs anvendelse. På grund af disse forhold er det derfor vigtigt at vælge den korrekte plasttype til formålet Side 29

30 Svejsning Der er meget stor forskel på plasttyperne når det gælder svejsning af disse. Enkelte plasttyper kan umiddelbart opvarmes/smeltes og presses sammen medens de afkøles. Derefter er svejseområdet lige så stærkt som den øvrige del af emnerne. Til andre typer plast skal der tilføres en smeltet masse fra en svejsetråd af samme, eller i nogle tilfælde, en anden plasttype. Af svejsemetoder nævnes f.eks. stuk- varmluft- varmetråds- impuls- ultralydseller HF-svejsning. Valg af svejsemetode vælges ud fra oplysninger fra datablad eller generel råvarebeskrivelse. Limning Limning af plast kræver kendskab til hvilken limtype der skal anvendes, samt eventuelt hvilket opløsningsmiddel der skal anvendes til opløsning af overfladen Mange plasttyper har så glat en overflade, at det næsten er umuligt at få noget til at hæfte på denne. Derfor anvendes ofte et opløsningsmiddel, til at ødelægge overfladen, således at limen kan binde. Vær opmærksom på mærkningen på lime og opløsningsmidler. Flere af dem er ret aggressive overfor huden og lungerne. Så derfor, følg sikkerhedsanvisningerne. Overfladebehandling Som nævnt under limning kan det være svært at få lim til at binde på visse plasttyper. Derfor er det ofte nødvendig at overfladebehandle plasten inden der påføres maling eller trykfarve. En ofte anvendt metode er treatning eller koronabehandling. Metoden går ud på, at man ved hjælp af elektriske gnister eller en gasflamme svitser overfladen på plasten. Derved brydes de molekylekæder som ligger i overfladen, og malingen får mulighed for at hæfte til disse frie ender. Aromatæthed Fejlagtigt tror mange mennesker at plastposer er tætte for alt. Dette er ikke helt sandt. Aromatætheden er begrænset for de fleste plasttyper. Kun enkelte plasttyper formår at holde duftstoffer tilbage. En enkel prøve med opbevare kaffe i en almindelig frysepose (PE), vil afsløre at duften trænger ud. Derfor er det overordentligt vigtigt at f.eks. flasker til sodavand er fremstillet af en forholdsvis aromatæt plasttype, oftest PET. PVC er sandsynligvis uovertruffen når det gælder aromatæthed. Derfor har PVC i stor stil været anvendt til f.eks. stomiposer, kloakrør, hospitalsartikler mm. Vandabsorbtion Visse plasttyper suger fugt både før og efter forarbejdningen. F.eks. opnår polyamid (PA) først sin optimale styrke efter at være mættet med vand. Disse forhold må i visse tilfælde respekteres ved efterbearbejdning af færdige emner. Før termoformning af plader og folier er det derfor ofte nødvendig at fortørre pladerne eller folien Side 30

31 Side 31

32 Kærvfølsomhed Kærvfølsomhed er et udtryk for om plasten er følsom overfor ridser eller kærv/fuge. Et emne eller en plade af visse plasttyper kan have en stor bøjestyrke så længe overfladen er glat, men hvis emnet får en ridse knækker for ved en svag bøjning. Hvis man f.eks. saver i akrylplader må man ikke belaste pladen imens, så løber en revne i forlængelse af saveretningen. Når der bores huller og evt. skæres gevind gør det samme sig gældende. Lysgennemgang Lysgennemgang har stor betydning for valg af plastmateriale til f.eks. briller, kontaktlinser, lamper, vinduer osv.. Enkelte plasttyper har lige så stor lysgennemgang som glas. En enkelt plasttype, akryl (PMMA) har faktisk større lysgennemgang end glas. Dette udnyttes f.eks. ved instrumentbelysning i nogle biler. En centralt placeret pære leder lyset gennem plasttråde, ud til de enkelte målere, speedometer, askebæger og anden instrumentering. Oxygen Index % Flammen dør næsten. Brændbarhed Plastmaterialernes evne til at brænde er meget forskellig. Oxygen Index (OI) er et udtryk for hvor meget ilt der skal til, for at materialet brænder. Jo højere OI værdi, jo vanskeligere brænder materialet. For at en brand kan opstå, skal der være brændbart materiale, ilt og varme til stede. Når noget brænder, indgår det i en kemisk reaktion med ilt, som udvikler mere varme, end branden kræver for at gå i gang. Det betyder, at processen kan fortsætte, indtil der enten ikke er mere brændbart materiale eller ilt tilbage, eller indtil processen er kølet ned. Brænder godt. Atmosfærisk luft har et iltindhold på cirka 21 %. Det betyder at alle plasttyperne over den røde markering brænder lystigt videre, selv om man fjerner gasflammen. Hvis PET og PC skal brænde videre uden hjælp fra gasflammen, skal man vende prøvestykket nedad. Ligesom tændstikken til højre på billedet. Ellers går flammen ud. Plasttyperne under den røde markering er selvslukkende når man fjerner gasflammen. Additiver og Tilsætningsstoffer Mange af plastens egenskaber kan forringes, ændres eller forbedres ved iblanding af andre stoffer eller plasttyper. Der findes et utal af muligheder for at ændre et plastmateriales egenskaber i form af tilsætningsstoffer, blandinger, forarbejdningstemperatur, køletemperatur og efterbearbejdning. Ligeledes vil maskinopbygning, ændrede forarbejdningshastigheder og formgivningsudstyr have stor indflydelse på det færdige produkts egenskaber. Disse forhold betyder, at det er meget vigtigt at være opmærksom på råvarerne, processen, samt kontrollere det færdige produkt ved en række test, for at opfange evt. fejl og ændringer. De plastråvarer, en plastvirksomhed modtager fra råvareleverandøren, er normalt tilsat en række stoffer, dels for at lette forarbejdningen, dels for at forbedre egenskaberne i det færdige produkt Side 32

33 Tilsætningsstofferne er med til at give en endnu større vifte af egenskaber og sikrer dermed, at man kan skræddersy plastmaterialerne til helt specifikke opgaver. De vigtigste tilsætningsstoffer omfatter i grove træk: Armeringsstoffer, f.eks. glas- og kulfiber, giver materialet større styrke. Blødgørere gør stive materialer bøjelige. Pigmenter giver farve. Stabilisatorer giver holdbarhed mod bl.a. ultraviolet lys og termisk nedbrydning. Antistatika modvirker statisk elektricitet. Brandhæmmende midler. Fyldstoffer (bl.a. kalk og dolomit) De fleste plasttyper skal holdes adskilt for at kunne genanvendes. Herudover mindsker tilsætningsstofferne ofte genanvendelsesmulighederne, da det kan være vanskeligt både økonomisk og teknisk at separere plasttyper med forskellige indholdsstoffer. I de fleste termoplastiske materialer er indholdet af additiver og tilsætningsstoffer som regel under 1-2 vægtprocent, men så snart der stilles krav om særlige egenskaber, eksempelvis høj stivhed og styrke, kan plastråvaren indeholde 10 til 50 % tilsætningsstoffer, hvoraf en stor del kan være armeringsmateriale. For termoplast gælder i øvrigt, at når man har behov for en plast med et additiv, vil man normalt købe den specielle type brugsklar fra råvareleverandøren. Det skyldes dels, at mange additiver er vanskelige at fordele homogent, og dels, at et korrekt valg af additiv, art og mængde, kan forudsætte stort kendskab til den rene polymers egenskaber, som producenten er bedre i besiddelse af, end aftageren. Farvestoffer er dog en undtagelse fra denne regel, og under forudsætning af, at virksomheden disponerer over et egnet plastificeringsudstyr, er der også en mulighed for iblanding af f.eks. fyldstoffer. Tilsætningsstofferne kan opdeles i: A. Additiver (anvendt som små mængder). B. Farvestoffer og pigmenter. C. Blødgøringsmiddel. D. Fyldstoffer og armeringsmaterialer. Her skal kun gives en summarisk oversigt over typer af tilsætningsstoffer, for at illustrere hvilke muligheder der foreligger. Visse egenskaber hos grundmaterialet, kan imidlertid forbedres ved hjælp af additiver. Dette gælder f.eks. kemikaliebestandigheden. Med hensyn til blødgøringsmidler er der kun et par plasttyper, som er i stand til at optage væsentlige mængder af flydende blødgøringsmidler. En forbedring af disse, og andre mekaniske egenskaber, må derfor i flere tilfælde realiseres enten gennem copolymerisation, eller ved sammenblanding med andre polymere Side 33

34 A: Additiver Gruppen additiver omfatter en række tilsætningsstoffer med meget forskellige funktioner. Antiblockingmidler Tilsætningsstoffer, som har til formål at forhindre foliestykker i stabler og ruller i at klæbe sammen, så de vanskeligt kan håndteres af svejsemaskiner. Antioxidanter Tilsætningsstoffer anvendes for at beskytte plastmaterialet imod oxidation og ozonation, enten under forarbejdningsprocesserne, eller under produktets senere funktion. De forskellige plasttypers naturlige oxidationsbestandighed er afhængig af deres kemiske struktur, men et produkts levetid ved en forhøjet driftstemperatur, kan i visse tilfælde tidobles ved brug af en råvare, med et indhold af antioxidant (dette gælder f.eks. for polypropylen PP). Antistatika Tilsætningsstoffer anvendes for at mindske/hindre elektriske udladninger (statisk elektricitet). Dette mindsker også plastens evne til at suge støv til sig, og derved blive snavset. Dispergeringsmiddel Tilsættes for opnå en forbedret fordeling af additiver i plasten. Lejesmøremiddel Lejesmøremidler er ofte enten molybdændisulfid (kendt fra "Molycote"), grafit eller teflonpulver, og dette vil foreligge som faste partikler i plasten. Masterbatch Betegnelse for farvekoncentrat. (se også under blandinger) Stabilisatorer Ordet stabilisator, er i sig selv ikke tilstrækkeligt til at beskrive additivets funktion. Man må vide, hvilken påvirkning, der i den pågældende sammenhæng tænkes på. Der kan således stabiliseres imod termisk nedbrydning, oxidation (jf. antioxidanter) og UV-lys (se UV-stabilisatorer). Stabilisatorer omfatter også de varmestabilisatorer, som specifikt beskytter PVC imod termisk nedbrydning under forarbejdningen. Denne gruppe stabilisatorer skal uskadeliggøre den H-Cl (saltsyre), der frigøres ved termisk nedbrydning af PVC eller andre chlorholdige polymere. Som stabilisatorer anvendes, eller har været anvendt, organiske metalforbindelser, fortrinsvis barium - cadmium, bly eller tin, eller metalfri epoxyforbindelser. De må som hovedregel kun anvendes i chlorholdige plast. Flere af typerne søges erstattet af alternative stoffer, på grund af mistanke om skadelig virkning på omgivelserne. B: Farvestoffer og pigmenter Side 34

35 Betegnelsen pigmenter, anvendes om de farvestoffer, som er uopløselig i plast (samt i lak og maling), og de vil derfor også efter indblandingen foreligge som meget fine korn og så vidt muligt homogent fordelt i plasten. Uorganiske pigmenter For de pigmenter, som er af uorganisk art, er forholdene enklest. Det er ofte metaloxider eller sulfider, f.eks. titandioxid og zinksulfid, begge er hvide pigmenter, men mere sammensatte metalsalte finder man også i denne gruppe (f.eks. cromater). Bly- og cadmiumforbindelser findes i denne gruppe, og selv om de kun giver et meget beskedent bidrag til omgivelsesmiljøets belastning, bør deres anvendelse søges begrænset. Organiske farvestoffer Denne gruppe indeholder såvel pigmenter som mere eller mindre opløselige farvestoffer. Gruppen rummer så bredt et spektrum, at generelt udsagn om fordele og mangler ikke kan gives. Ultravioletabsorberende stoffer (UV-stabilisatorer) Anvendes især til at beskytte plastmaterialer mod virkningerne af sollysets indhold af ultraviolette stråler, idet disse indeholder mere energi end en C-Cbinding og derfor kan forårsage brud i polymerkæden, så der dannes et frit radikal. En indfarvning med ca. 2% kønrøg (carbon-black) er i reglen effektiv, idet det giver en skyggeeffekt. Additiver, der hindrer oxidation (jf. antioxidanter), kan også anvendes. C: Blødgøringsmidler Blødgøringsmidler tilsigter en slagstyrkeforbedring. Kan være syntetiske gummityper såvel i flydende som i fast form, men også blødere plastprodukter anvendes. Additivet medfører normalt en vis forringelse af stivheden og en nedgang i temperaturformbestandigheden. Proceshjælpemidler Gruppen kan i princippet omfatte stabilisatorer, slipmidler og smøremidler m.fl. De kan eventuelt fungere ved at nedsætte smeltens viskositet. Producenten af sådanne tilsætningsmidler opgiver i øvrigt ofte blot deres effekt på f.eks. en ekstruders leveringsmængde uden nogen oplysning om, hvorpå denne effekt beror, eller hvorvidt midlet evt. forringer produktets styrkeegenskaber. Smøremidler Der må her skelnes imellem de typer, som skal fungere under forarbejdningen, og dem der skal have en effekt i det færdige produkt (indbygget "Lejesmøremiddel"). Under denne kategori forsøger man at skelne imellem ydre- og indre smøremidler. Ydre smøremidler Side 35

36 Det er i reglen stearater og/eller vokstyper, som har en dårlig opløselighed i plasten, og man forestiller sig, at de danner en smørefilmhinde, som nedsætter klæbningen mellem den smeltede plast og metal (formen/værktøjet). Indre smøremidler. Disse skulle virke ved at nedsætte kohæsionskræfterne i materialets indre, og derved blandt andet reducere viskositeten. Til dette kan f.eks. kortkædede polyethylener anvendes. Man bør dog regne med, at de kommercielt tilbudte smøremidler (som ofte er blandinger) udviser begge effekter, blot i varierende grad. Silikone. Til produkter, som skal svejses, påføres trykfarve eller limes, må man sikre sig, at et anvendt smøremiddel ikke indeholder silikoner, da disse additiver kan lægge sig som et slipmiddel, der er i stand til at spolere enhver mulighed for binding til emnets overflade. D: Fyldstoffer og armeringsmaterialer Gruppen af fyld- og armeringsmaterialer er stor. Denne gruppe kan omfatte vidt forskellige materialer, som for det meste har en positiv indvirkning på plastproduktet. Af fyld- og armeringsmaterialer kan f.eks. nævnes: Kridt. Kan anvendes som fyldstof, og kan i visse tilfælde forbedre plastens egenskaber. Talkum. Kan anvendes som fyldstof, og til forbedring af plastens egenskaber. Glas, som glaskugler eller glasfiber. Anvendes som armeringsmateriale. Kulfibre. Anvendes som armeringsmateriale. Rustfri stålfibre. Anvendes som armeringsmateriale. Indholdet af fyld- og armeringsmaterialer kan være helt op til 50 % (volumen). I mange tilfælde medfører indholdet at fyld- og armeringsmaterialer at emnet bliver mere mat i udseendet. Fyldstoffer kan også have den enkle funktion at gøre emnerne billigere. Flere haveejere har nok oplevet, at billige hvide havemøbler efter nogle år er blevet "gråplettet". Her kan det være fyldstoffet i plasten, som har opsuget regnvådt støv. Phthalater Phthalater er estere af phthalsyre (1,2-benzendicarboxylsyre). Der fremstilles teknisk omkring 20 forskellige phthalater. De vigtigste dialkylphthalater er dimethylphthalat (DMP), diethylphthalat (DEP), dibutylphthalat (DBP), diisobutylphthalat (DIBP), butylbenzylphthalat (BBP), dioctylphthalat (DOP), diisononylphthalat (DINP) og di(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP). DEHP er en isomer af DOP og navngives tit også som DOP i teknisk litteratur. Dialkylphthalater kan almindeligvis beskrives som farveløse, næsten lugtløse og olieagtige væsker, der har relativt høje kogepunkter og lav flygtighed. De er modstandsdygtige overfor varme- og lyspåvirkninger, men er brændbare. Opløseligheden i vand varierer meget og mindskes med voksende kædelængde Side 36

37 Langkædede phthalater, såsom DEHP, er uopløselige i vand, mens DMP er moderat opløselige i vand. Alle phthalater er opløselige i de fleste organiske opløsningsmidler. Anvendelse (Phthalater) Langt den vigtigste anvendelse af phthalater er som blødgører i plastprodukter. DEHP og andre langkædede PAE anvendes især som blødgører til polyvinylchlorid (PVC), hvori det kan forekomme i mængder på op til 50 %. Det er i 1999 blevet forbudt at anvende phthalater i legetøj til småbørn, fordi de kan lække fra plasten. Samme år er der indført en afgift på de fleste PVC produkter på 2 kr. pr. kg. For blød PVC er der desuden en afgift på 7 kr. pr. kg phthalat. Dibutylphthalat (DBP), og i mindre omfang DMP, DEP, og BBP, anvendes som blødgører og opløsningsmiddel til polyvinylacetat (PVA), som anvendes i lime, trykfarver og gulvmaterialer samt i cellulose-derivater, der anvendes i lak til overfladebehandling og indpakning ( cellofan ). DBP er et godt opløsningsmiddel for gummi. Blødgørere er som regel ikke kemisk bundne i polymere, hvorfor der potentielt kan ske en eksponering af forbrugeren ved afsmitning ved kontakt. Bioplast, bionedbrydelig plast Bionedbrydelig plast er en fællesbetegnelse for plastmateriale, der i modsætning til almindelig plast bliver relativ hurtigt nedbrudt under de rette omstændigheder. I princippet er alt nedbrydeligt, bare man venter længe nok, bl.a. derfor er der udarbejdet standarder for, hvor hurtigt et materiale skal blive nedbrudt under komposterings betingelser, samt hvad der må blive tilbage af nedbrydningsrester, for at det må kaldes bionedbrydeligt. Bionedbrydelig plast kan være fremstillet ud fra planter eller bakterier. Den type kaldes også bioplast, og kan hævdes at være den mest miljørigtige, bl.a. fordi det er CO2 neutralt, uanset om det bliver komposteret eller afbrændt. Der findes desuden syntetisk fremstillede polyestre, som også er bionedbrydelige. Nedbrydningen starter først når materialet kommer i kontakt med vand og bakterier. Med det rette materialevalg kan hastigheden, hvormed nedbrydning sker, designes så det passer til den enkelte anvendelse. Det kan tage alt fra dage til måneder før materialet er nedbrudt. Der findes også plasttyper, der strakt opløses i vand og efterfølgende bliver nedbrudt af bakterier i vandet. Anvendelser for bionedbrydelig plast Bionedbrydelig plast kan i mange anvendelser erstatte konventionel plast, uden at gå på kompromis med andre egenskaber i øvrigt. Som nogle helt oplagte anvendelser kan f.eks. nævnes: Affaldsposer til grønt affald til kompostering Engangsemballage der ofte bliver smidt i naturen Urtepotter og strips til opbinding af planter Vatpinde som kan skylles ud i toilettet (almindelige vatpinde er et stort problem i rensningsanlæg, hvor de smutter igennem de mekaniske filtre) Side 37

38 Ekspanderbare plasttyper Flere plasttyper kan fremstilles som ekspanderbart plast. Plastmaterialet er ved leveringen fyldt med en gas, og overtrukket med en vokslignende hinde. Produktet leveres som små kugler. Inden anvendelsen føres kuglerne gennem et dampfyldt rum. Dampen opløser vokshinden, og sætter en reaktion i gang i gassen. Herved udvider gassen i plasten sig, og materialet (kuglerne) svulmer op. Når kuglerne har nået en vis størrelse, forlader de dampen, og ekspansionsprocessen stopper. Derefter fyldes et form-rum med kuglerne, og der tilføres atter damp. Ekspansionsprocessen går i gang igen, og kuglerne vil vokse igen og pakke sig tæt mod hinanden. Ved hjælp af vokshinden vil kuglerne klæbe til hinanden, og man får et massivt emne, svarende til formrummet. Alt afhængig af hvor meget man lader gassen i plasten ekspandere, vil man få et mere eller mindre kompakt materiale. Almindeligvis vejer disse to-trins dampekspanderede produkter fra 18 til 80 gram pr. liter, men både højere og lavere vægt forekommer. Termoplasttyperne der er tale om, kan f.eks. være: EPS Celleplast fremstillet af dampekspanderet PS. Fremstilles i blokke og udskæres til støddæmpende indpakning og isoleringsplader. Anvendes som ekspanderede kugler til isolering af huse og andet. Fremstilles også som formstøbte emner til f.eks. cykelhjælme, møbeldele, æblekasser, hobbyartikler m. m. EPE Celleplast fremstillet af dampekspanderet, elastomer-modificeret PE. Fremstilles normalt i blokke og udskæres som profiler til støddæmpende indpakning. EPP Celleplast fremstillet af dampekspanderet PP. Anvendes til artikler som kræver større stivhed og styrke end EPS. F.eks. dele til autobørnestole, nakkestøtter og andre stødabsorberende dele til biler. Opskumningsmiddel Ud over den ovenfor nævnte ekspansionsmetode, er det muligt at iblande opskumningsmidler i flere plasttyper. Opskumningsmidlerne reagerer i plasten under ekstruderings- eller sprøjtestøbeprocessen, ved at der dannes små lukkede celler i plasten. Dette kan give helt nye egenskaber for visse plasttyper. F.eks. er det muligt at sømme i lister fremstillet af hård PVC. Anvendelse finder også sted i folier, som derved får en langt større stødabsorberende effekt. Desuden har en lille tilsætning af opskumningsmidler tillige den effekt, at det mindsker/hindrer sugninger/svinddannelser i sprøjtestøbte emner og ekstruderede profiler. Opskummede profiler Side 38

39 Sikkerhedsdatablad eller leverandørbrugsanvisning Indhold af en leverandørbrugsanvisning En brugsanvisning skal være dateret, skal have følgende overskrifter og indeholde oplysninger om: 1. Identifikation af stoffet/materialet og fremstiller, leverandør eller importør, herunder oplysning om handelsnavn, et eventuelt produktregistreringsnummer (PR-nr.) tildelt af Arbejdstilsynet samt anvendelsesområder. 2. Sammensætning/oplysning om indholdsstoffer, herunder de stoffer og materialer, der er klassificeringspligtige efter Miljøministeriets regler. 3. Fareidentifikation. 4. Førstehjælpsforanstaltninger. 5. Brandbekæmpelse, herunder oplysninger om forholdsregler ved brand. 6. Forholdsregler over for udslip ved uheld, herunder oplysninger om forholdsregler ved spild. 7. Håndtering og opbevaring, herunder oplysninger om sikkerhedsforskrifter ved oplagring. 8. Eksponeringskontrol/personlige værnemidler, herunder oplysninger om forholdsregler ved udsættelse for stoffet eller materialet og om brug af personlige værnemidler. 9. Fysisk-kemiske egenskaber. 10. Stabilitet og reaktivitet, herunder oplysninger om egenskaber ved opvarmning og brand. 11. Toksikologiske oplysninger (sundhedsfarlige egenskaber), herunder oplysninger om eventuelle symptomer ved indtagelse eller optagelse i organismen. 12. Miljøoplysninger. 13. Bortskaffelse, herunder oplysninger om forholdsregler ved bortskaffelse. 14. Transportoplysninger. 15. Oplysninger om regulering, herunder oplysninger om fx anvendelsesbegrænsninger, krav om særlig uddannelse, særlige krav til alder mv. 16. Andre oplysninger. Der skal være oplysninger om samtlige 16 punkter. Brugsanvisningerne skal være letforståelige, og oplysningerne skal gives på en overskuelig måde. Hvis der for et stof eller materiale ikke stilles særlige krav til de enkelte punkter, skal det tydeligt angives, fx med teksten ingen særlige eller -. Efter Markedsføringsloven og Miljøministeriets regler må der ikke ske vildledende markedsføring af et kemisk stof eller materiale. Brugsanvisningen må ikke anvende udsagn, der kan give brugerne den opfattelse, at stoffet eller materialet ikke indebærer risiko for mennesker eller miljø. Dette gælder bl.a. angivelser som ufarlig, ugiftig, ikke sundhedsskadelig, ikke mærkningspligtigt, testet, herunder testet for (f.eks. allergi), godkendt, miljø og natur og sammensætninger heraf Side 39

40 Datablad og mærkning af plastråvarer De oplysninger, der er nødvendige for at kunne hente en ny sæk råvarer fra lageret er normalt: 1. Handelsnavn 2. Type-nummer 3. Farve Og hvad fortæller det så om plasten? Jo, i første omgang næste ingenting, ud over at vi får fat i den rigtige sæk. Eksempel på et datablad 1: Handelsnavnet står normalt på forsiden af sækken. Handelsnavnet fortæller ofte intet om plasten, men er kun en betegnelse for en bestemt plastgruppe som leverandøren fremstiller. Der findes hundredvis, måske tusindvis af handelsnavne for plast, f.eks. "BorSafe" 2: Når man har fundet handelsnavnet på sækken skal man derefter finde typenummeret. Det kan ofte være lidt besværligt. Typenummeret kan stå på forsiden, på en af siderne, eller på toppen, eller på bunden af sækken. Typenummeret er ofte en tal- og bogstavkombination. F.eks. HE3494-LS. Sammen med typenummeret står ofte "Lot-nummeret" eller "Batch-nummeret", som bare er fremstillingsnummeret. Nu kunne resultatet se således ud på siden af sækken: HE3494-LS Bemærk: Dette var blot et eksempel. OBS: På sækken er der ofte genbrugsmærker, som fortæller at det er PELD. MEN, det er altså kun sækken som er fremstillet at PELD, og IKKE indholdet. 3: Farven er ofte beskrevet som: "Farve" efterfulgt at et "Ral-nummer", som viser nuancen i den pågældende farve (brun er jo ikke bare brun). Nu kunne resultatet se således ud: Brown Bemærk: Dette var blot et eksempel. Datablad Vil man vide mere om råvaren skal man have fat i databladet. Databladet kan være ved maskinen, eller på kontoret, eller man kan rekvirere det fra råvareleverandøren. Desuden kan man også finde de fleste datablade på Internettet. I nogle tilfælde skal man oprette et "Log-inn" til den pågældende råvareproducent, men det plejer ikke at være noget problem. Databladet er ofte på et andet sprog end dansk. Men det bør ikke være et problem. Det man umiddelbart har brug for at vide er f.eks.: Side 40

41 Plasttype: Hvilken plasttype er der tale om? PE, PVC, ABS, SAN, PS osv. Dette fremgår ofte i overskriften på databladet Anvendelse: Her kan sproget måske være lidt vanskelig, da der måske er tale om en længere tekst med en del fagudtryk, på det pågældende sprog. Data: Nogle af de oplyste data på databladet er som regel yderst vigtige for os. Det kan f.eks. være: Densitet Smelteindeks Krav om fortørring og fortørringstemperatur. Krav til maskinen som skal forarbejde materialet. F.eks. snekkens zoneopdeling, L:D forhold, kompressionsforhold osv. Vejledende massetemperatur. Vejledende forarbejdningstemperaturer, f.eks. cylinderzonernes temperatur. Vejledende afformningstemperatur. Samt øvrige specifikke krav, for at opnå et optimalt resultat. Plastmaterialers forbehandling De fleste plastmaterialer er klar til brug ved levering fra leverandøren. Men det kræver kendskab til materialerne at behandle dem rigtigt. Der er tre hovedkrav til plastråvarer som altid skal opfyldes under materialebehandlingen: 1. Råvaren skal være ren 2. Råvaren skal være tør 3. Og råvarerester skal mærkes tydeligt 1: Råvaren skal være ren Snavs eller nogle få granulater af et andet plastmateriale kan sætte spor på mange emner, eller flere meter i form af pletter eller striber. Materiale, der tabes på gulvet er affald. Større urenheder som jernspåner eller skruer og lignende, der tabes i granulatet, vil virke ødelæggende på cylinder, snekke og formgivningsværktøj Side 41

42 2: Råvaren skal være tør Plastmaterialerne kan være fugtige på 2 måder: A. Kondensfugt (overfladefugt). B. Fugt optaget i materialet. ~ A: Kondensfugt Opstår ved temperaturforskelle. Når materialesækkene hentes fra et koldt lager og åbnes i den varme produktionshal, vil der skabes et lag kondensfugt på granulatkornene. Det kan være direkte ødelæggende for produktionen. Emnerne kan "laminere, få blistre" eller materialet kan nedbrydes kemisk. Dette forhold forhindres ved at lade materialet opholde sig nogle timer i produktionshallen, eller ved et kort ophold i varmeskab eller en fortørrer inden påfyldning i materialetragten. Påfyldes maskinen et opvarmet materiale, skal der træffes foranstaltninger, som forhindrer afkøling af materialet i tragten, inden det bliver brugt. Er temperaturen 90º C ved påfyldning, og når den at falde til 20º C, inden materialet er brugt op, skal maskinen tilføre 70º C mere til den sidste del, hvilket ofte vil resultere i en ændring i massetemperaturen. ~ B: Fugt optaget i materialet Nogle plastråvaretyper suger fugt. Hvis sådanne råvarer fyldes direkte på maskinen, vil dette i mange tilfælde resultere i små blærer eller blister i det færdige produkt, eller en mat og spraglet overflade. Med hensyn til hvilke plasttyper det drejer sig om, er det umuligt at give en liste over disse. Dog kan f.eks. PET, PC og PA nævnes, som meget fugtfølsomme materialer, og til en vis grad PMMA og ABS. Men selv de plasttyper som ikke regnes for fugtsugende, kan i visse tilfælde overraskende have suget fugt. Årsagen skal da måske findes i tilsætningsstofferne, hvoraf nogle kan være særdeles fugtsugende. 3: Råvarerester skal mærkes tydeligt Det er meget vigtigt at mærke råvarerester fra en produktion. Husk at notere hvad der er i, hvis det er en blanding. Ingen kan jo huske et halvt år efter, hvor netop denne rest kommer fra, og hvad den indeholder. Desuden er der jo som regel også andre ansat i virksomheden, og de kan jo ikke vide hvad der er i sækken eller kassen. En rest på bare 15 kg. x 20 kr./kg. = 300 kr. som vil gå til spilde. Mange vælger måske at smide denne rest ud, for at undgå en fejl-iblanding til mange tusinde kroner. Fortørring Kravene til plastmaterialer som skal fortørres inden forarbejdningen, kan være meget forskellige. Det kan være nødvendigt at fortørre fra 1-16 timer, og med en temperatur fra 50º - 165º C afhængigt af materialeart, samt opholdstid i åben emballage eller silo inden forarbejdningstidspunktet. De aktuelle temperaturer og tider kan søges oplyst i de pågældende materialedatablade Side 42

43 Plastmaterialer leveres ofte tørret, og i vanddamp-tætte sække eller beholdere. Sådanne materialer behøver ofte ingen, eller kun en kort opvarmning for at undgå kondensfugt, inden påfyldning. Men råvarerester som har stået i åbnede sække, kan have suget en del fugt siden åbningen. Forvarmning Er materialeforbruget pr. time så stort, at den ønskede massetemperatur ikke opnås, kan materialet forvarmes til f.eks. 100º C i varmeskab eller i fortørrer. Materialecylinderen skal så kun tilføre 120º C for at opnå en ønsket massetemperatur på 220º C, i stedet for 200º C hvis materialet havde stuetemperatur. Pulverfarve, Masterbatch og blanding Når der f.eks. skal tilsættes farver i en blanding, er det meget vigtigt at være opmærksom på om farven er anvendelig til netop denne råvare man skal bruge. Da de fleste farver er meget meget farvende, betyder dette, at når man anvender rene farver, skal der kun tilsættes ganske få promille. (Et kendt eksempel: 250 gram farve pr. tons råvare) Dette betyder selvfølgeligt, at der stilles enorme krav om et særdeles effektivt blandeudstyr for at sikre en ensartet iblanding. Samtidig er der stor risiko for at indånde farvestøv som ofte er i pulverform. Dette vil i mange tilfælde ville kunne frembyde sundhedsrisiko. Derfor er der virksomheder som har specialiseret sig i at iblande f.eks. farve i en større mængde tilsvarende plasttype, som farven skal anvendes i. Denne højkoncentrerede blanding køres igennem en ekstruder, som fremstiller granulater af blandingen. Dette indebærer at man nu kan tilsætte en mere håndterlig mængde, ofte i størrelsesordenen 2 % (20 kg pr. tons råvare). Dog må man tage højde for, at jo tyndere emner der produceres, jo mere farve skal der i for at opnå fuld farvemætning, dog normalt max. 5 %. Hvis farven også anvendes som UV-stabilisator, skal der tilsættes større farvemængde, når produktet skal anvendes i en verdensdel hvor sollyset er kraftigere. Alt dette betyder, at når man har en masterbatch, altså plastgranulat med en høj koncentration af farve, skal man være opmærksom på hvilken plasttype denne er baseret på. Hvis man forestiller sig, at man iblander en masterbatch der kræver 200 ºC for at smelte, i en råvare som skal forarbejdes ved 150 ºC, vil der i værste fald ske skader på maskine eller formværktøj, når den usmeltede plast forsøger at passere. Ligeledes vil der ske uoprettelig skade på maskine og formværktøj hvis man tilsætter PVC masterbatch til en produktion, som skal forarbejdes ved højere temperatur end PVCèn tåler. Der vil simpelthen dannes saltsyre, som vil ætse både maskine og formværktøj indvendigt. Hvordan undgår man så at lave fejl? Jo, man undersøger hvad farvekoden fortæller. Her skal man dog være opmærksom på at leverandører af masterbatch of Side 43

44 te har sin egen kode. Den må man så lære at kende. Her gives blot et eksempel på en farvekode fra en tilfældig leverandør: Første tal (3) fortæller at plasttypen er PS. Andet tal (7) fortæller at grundfarven er grøn. Det trecifrede (645) tal efter punktum fortæller hvilken nuance farven har. Betegnes også som Ral-nummer. Hvis man nu oplever at farven afviger i forhold til det forventede, kan dette være et tegn på at forarbejdningstemperaturen er højere, eller lavere, end den bør være. En afvigelse vil ofte resultere i lysere eller mørkere produkter. Regenerat, knus, skrap, genbrugsplast Når der tilsættes eller anvendes genbrugsplast, skal man være opmærksom på, at nogle tilsætningsstoffer kan være nedbrudt eller kemisk forandret ved første gennemkørsel. Derfor kan det være nødvendig at tilsætte de manglende stoffer inden anvendelsen. Desuden er en lille del af molekylekæderne hugget over ved knusningen eller formalingen. Dette betyder, at forarbejdningstemperaturen ofte skal være en anelse lavere, i forhold til forarbejdning af nye råvarer. Egenskaberne kan også være ændret væsentligt, ofte i dårligere retning, f.eks. lavere styrke, stivhed og temperaturbestandighed. Størrelsen på granulaterne har også en væsentlig betydning for forarbejdningen. Hvis man forestiller sig, at en snekke tager 1 dl granulat fra tragten pr. snekkeomdrejning, er der jo stor forskel på, om denne deciliter rummer 50 gram, eller granulaterne ligger så tæt pakket, at den rummer 90 gram. Dette har dog mindre betydning ved sprøjtestøbning. Termisk følsomme materialer POM-PVC-PA-PC-PET Termisk følsomme materialer, er materialer der nedbrydes, hvis de udsættes for vedvarende, høje temperaturer. For at kompensere for dette, er der visse forholdsregler man kan og bør tage, når man arbejder med disse materialer ved sprøjtestøbning. Doseringsforsinkelse: For at undgå, at materialet får længere varmepåvirkning end højst nødvendig. Drift med lave snekkeomdrejninger. Minimal dekompression. Minimalt modtryk. Hvis maskinen holder stille sættes den straks på varmesænkning eller cylinderen tømmes og rensemateriale køres igennem. POM: Vil under overophedning udvikle gasser pga. formaldehyd. Det tryk der opbygges kan forårsage en eksplosion. PVC: Udskiller saltsyredampe, når det overophedes. Hvis dette forekommer over en længere periode vil alle metaldele i produktionsudstyret ruste Side 44

45 PA: Bliver ved for meget varme ukontrollerbar flydende. PC: Vil under nedbrydning misfarves og dernæst forbrænde. PET: Vil ved for høje temperaturer genkrystallisere, og kan derved fiksere snekken fuldstændig. Reologi (Rheologi) Reologi er læren om, hvordan faste stoffer opfører sig, når de varmes op. Og hvilke egenskaber ønsker man så generelt ved sprøjtestøbning og ekstrudering. Sprøjtestøbning lav høj korte let Viskositet Smelteindeks Molekylekæder Flydende Ekstrudering høj lav lange sejt Polyolefiner Polyolefiner lav Polymerisationsgrad høj er fællesbetegnelsen for de polymerer, der dannes af olefiner (de materialer der ved afbrænding udelukkende danner vand og kuldioxid). Det er monomerer der udelukkende består af kulstof og brint. Også kaldet hydrocarboner. Disse indeholder en dobbeltbinding mellem 2 carbonatomer. Polyolefiner indgår ofte i copolymerer. F.eks. er EVA en copolymer sammensat af ethylen og vinylacetat. Polyolefinerne er: PE polyethylen PP polypropylen PMP polymethylpenten PE udgør i sig selv to store grupper. PELD, en polyethylen som har en lav densitet, og PEHD som har en høj densitet. PELD har et massefyldeinterval på 0,91-0,925 gram/ cm 3, og et krystallinsk smeltepunkt på º C. PEHD har et massefyldeinterval på 0,94-0,965 gram/ cm 3, og et krystallinsk smeltepunkt på º C. PEMD befinder sig i området midt imellem. PP har en meget bred anvendelse. Materialet bruges til beklædning, svedtransporterende tekstiler (idet fiberen ikke optager fugt). Hygiejnetekstiler, gulvtæpper, møbelbagsider, tagdækning, tovværk og vodbindeartikler. Desuden bruges det til papirvarer, filtre, bærelag under belægninger, kystsikring og armering i Side 45

46 beton. PMP er en delkrystallinsk højtydende varmebestandig termoplast, med fremragende elektriske egenskaber. Den er transparent, bestandig mod olie og mange kemikalier, lav vandoptagelse, og let at forarbejde. Monomeren er 4-methylpenten-1 som fremstilles ud af propylen. Den har en densitet på 0,84 gr/cm 3, og er dermed den letteste plast overhovedet. PMP anvendes primært til fremstilling af bakker til microbølgeovne, men også til injektionssprøjter, blodprøveglas, labratorieudstyr og dyrebure indenfor medicinalindustrien. Polymethylpentene smelter ved 235 C. Dens egenskaber er rimeligt sammenlignelige med de andre polyolefiner, selv om den er mere skrøbelig. PMP er fortrinsvis til ekstrudering og sprøjtestøbning. Copolymerer Er plasttyper hvor to eller flere monomerer er repræsenteret i repetitionsenheden. F.eks. SAN som består af styren og akrylnitril. Copolymerer frembringes ved additionspolymerisation, også kaldet polyaddition. Selve processen er baseret på, at visse stoffer ved tilførsel af en energimængde kan påvirkes til, at de umættede monomerer (monomerer med dobbeltbindinger) indgår kemiske forbindelser med hinanden, hvorved polymererne dannes. Processen kan også foregå mellem to monomerer, der ikke begge har dobbeltbindinger. Hvis den ene har to dobbeltbindinger, som begge kan brydes under processen ved reaktion med atomgrupper i den anden monomer. Altså en overflytning af et hydrogenatom fra en monomer til en anden. Bemærk: En terpolymer er altid en copolymer. Men en copolymer er ikke nødvendigvis en terpolymer. Terpolymerer Plasttyper, der består af tre monomerer i repetitionsenheden. F.eks. ABS som består af akrylnitril- butadien og styren. Fremstillingsprincipperne er de samme, som ovenfor nævnt. Specialplast, Teknisk og Konventionel plast. I skemaet vises hvorledes industrien generelt opdeler plasttyperne. Nederst er plasttyperne som vi alle støder på i dagligdagen. Tøj af kunststof, ledninger, emballage, elektronisk udstyr osv. osv. Teknisk plast indgår ofte som mindre dele i en større sammenhæng, f.eks. tandhjul, afskærmning og "you name it". Ligeledes er det med specialplast. Men disse tåler ofte en ekstrembelastning, og her er der også tale om meget dyre plasttyper Side 46

47 Primære og sekundære bindinger. Anvendelse af termoplastmaterialer Primære bindinger er den kraft/energi som holder de forskellige atomer sammen i monomeren eller polymeren. Kort sagt, hvor godt hænger et H (brintatom) fast på et C (kulstofatom). Der er ret stor forskel på hvor godt de enkelte atomtyper (grundstoffer) hænger sammen. I skemaet fremgår det at: En C-F forbindelse har en kraft/energi på 103 Kcal/mol. F.eks. i PVDF En C-H forbindelse har en kraft/energi på 99 Kcal/mol. F.eks. i PE En C-O forbindelse har en kraft/energi på 86 Kcal/mol. F.eks. i POM En C-Cl forbindelse har en kraft/energi på 81 Kcal/mol. F.eks. i PVC En C-N forbindelse har en kraft/energi på 73 Kcal/mol. F.eks. i PA Med andre ord betyder det, at en POM, PVC eller PA vil nedbydes ved langt mindre energipåvirkning, eller varme, end en PE og en PVDF. Sekundære bindinger er den kraft/energi som holder molekylkæderne sammen. De sekundære bindinger svækkes når man varmer materialet op, hvorved det bliver muligt at flytte dem i forhold til hinanden, og dermed give plasten en ny form. Overfladespænding For at kunne påføre plast en holdbar trykfarve, er det nødvendigt at overfladen er tilstrækkelig "åben", således at trykfarven kan få en god vedhæftning. I flere tilfælde har plasten ikke tilstrækkelig vedhæftningsgrundlag, og derfor kan det være nødvendigt at overfladebehandle plasten. Dette gælder f.eks. PE og PP. Ved at udsætte plasten for en koronabehandling brydes overfladen, således at trykfarve kan hæfte på plasten. Koronabehandlingen er en flamme (ofte elektrisk) som brænder "huller" i overfladen. Af skemaet herunder fremgår det, at oliebaserede farver kræver en dyn-værdi på Vandbaserede farver dyn. Hvis plastens værdi er lavere, må man koronabehandle for at opnå tilstrækkelig vedhæftning. Til venstre flere plasttyper med dyn-værdi Side 47

48 Plastens glasovergangs- smelte- og nedbrydningstemperatur Ligesom de fleste andre materialer, skifter plasten egenskab, form eller konsistens, når den udsættes for bestemte temperaturer. F.eks. bliver vand til is under 0º og kan knuses, og når vand koger ændres konsistensen, og vandet bliver til damp. Herunder kan vi se ved hvilke temperaturer de forskellige plasttyper skifter form eller konsistens. T g og T s eller T m Plastens glasovergangstemperatur (T g ), smeltetemperatur (T s eller T m for delkrystallinske materialer), samt opløsningstemperatur (begyndende nedbrydningstemperatur). Bemærk: temperaturerne vil variere nogle få ºC i forhold til polymerisationsgraden. Plasttype Glasovergangstemperatur (T g ) ºC Smeltetemperatur (T s eller T m ) ºC Opløsningstemperatur ºC Polymethylen Polyethylen lineær og HDPE Polyethylen LDPE Polypropylen PP PP copolymer PE Polyisobuten PIB Poly-4-methylpenten 1 TPX P4,4-methylendiphenyl PPX Polystyren PS Polyvinylacetat PVA Polyvinylchlorid PVC Polyvinylidenchlorid PVDC PVDC copolymer VC etc. Polyvinylfluorid PVF Polyvinylidenfluorid PVDF Polychlorotrifluorethylen PCTFE Polytetrafluorethylen PTFE PTFE copolymer hexafluorpropylen HFP FEP Polyakrylonitril PAN Polymethylmethakrylat PMMA Polyoxymethylen POM Polyphenylenoxid PPO Polyphenylensulfon PPSU Celluloseacetat CA Polyethylenterephthalat PET Polycarbonat PC Polycaprolactan Nylon 6 Polyhexamethylenadipamid Nylon 6.6 Polyundecanoamid Nylon Nogle af disse tal kan måske virke lidt forvirrende, men skal forstås således, at hvis smeltetemperaturen er højere end opløsningstemperaturen, skal processen foregå relativt hurtigt i maskinen, men nænsomt, da man ellers vil forringe materialet yderligere. Stopper processen vil materialet nedbrydes. Konklusion: Jo længere tid man er over opløsningstemperaturgrænsen, jo flere kæder vil "brænde" over eller opløses. Og kvaliteten forringes tilsvarende Side 48

49 Plasttypernes selvantændelsestemperatur I forbindelse med foranstående afsnit, kan det være vigtigt at vide, at ved overophedning af plasten er selvantændelsestemperaturen for: PE 349 ºC, PP 570 ºC, PVC 454 ºC, PS ca. 490 ºC. Hvis der er flammer til stede, er antændelsestemperaturen endnu lavere. Dukadan test: Plasttypebestemmelse Enkel metode til bestemmelse af termoplast (Kildeangivelse: DUKADAN A/S) Hvis man står med et ukendt plastmateriale, granulat eller færdigt produkt, er der flere måder man let og hurtigt kan identificere plasttypen på. Erfarne, som måske arbejder med 5-6 typer af f.eks. PE, kan ved blot at bide i et granulat, vurdere hvilken type der er tale om. Så let er det dog ikke altid. Men ved hjælp af følgende test, skulle også du være i stand til at kunne typebestemme selv helt ukendte plasttyper. Du vil sandsynligvis samtidig observere nogle helt specielle kendetegn for visse plasttyper, når du har udført de praktiske forsøg. Nødvendige hjælpemidler til bestemmelse af plasttype: 1. En lille beholder med vand til flydeprøven. 2. En gasbrænder eller lighter til brændeprøven. 3. Noget tetraklorkulstof og eddikeæter / æthyl-acetat til opløsningsmiddelprøverne. 4. En bunsenbrænder eller en loddelampe og kobbertråd til Beilstein-prøven. 5. Desuden anbefales gummihandsker og beskyttelsesbriller ved kemikalie-testene og brændeprøverne. Disse få hjælpemidler er tilstrækkelige til, ved hjælp af efterfølgende skemaer, at indsnævre kredsen af mulige plasttyper, indtil der kun er en mulig plasttype tilbage. Gennemførelse af plastbestemmelsen: Afprøvningerne foretages i den angivne rækkefølge. 1) Flydeprøven: Man deler plast i typer, der er henholdsvis tungere eller lettere end vand (densitet). Til denne prøve er det for det meste tilstrækkeligt med et glas fyldt med vand, evt. tilsat lidt opvaskemiddel (for at fjerne overfladespændingen). Ved prøver der er for store til glasset, kan man klare dette ved at skære en spån af. 2) Brændeprøven: Man antænder plastprøven med en gasbrænder, lighter eller en tændstik, men man må være opmærksom på, at det brændende materiale eventuelt drypper. Når du tager emnet væk fra ilden for at se, hvordan det brænder uden for flammen, skal du holde emnet lidt på skrå. Ligesom tændstikken på billedet Side 49

50 3) Opløsningsmiddelprøven: Det er tilstrækkeligt at komme én dråbe af opløsningsmidlerne på prøven og gnide den ud med fingeren. Lad kemikaliet virke sekunder, før du mærker efter om den klæber. Beilstein-prøven: Kobbertråden udglødes i et par minutter. Prøven berøres derpå med kobbertråden, som så igen holdes ind i flammen. Hvis der er halogenforbindelser til stede, lyser flammen tydeligt grøn. Bemærk: Hvis flammen bliver grøn er det PVC. Undervisningsstedet har kun PVC som indeholder halogenforbindelser. Når man har foretaget disse prøver, har man allerede i adskillige tilfælde konstateret, hvilken plast det drejer sig om. Er det endnu ikke klart fastlagt, kan man med afgørende resultat benytte ridseprøve med en negl, lugtprøven eller brudprøven. Ved denne testmetode kan man dog kun bestemme plastgrupperne som f.eks. polyamid, polyethylen, osv.. Vil man inden for gruppen yderligere opdele, så er mere kostbare prøver nødvendige. Vil man f.eks. afgøre, hvilken polyamid-art det drejer sig om, må smeltepunktet eller opløseligheden i myresyre afprøves. Plasttyperne i plasttypebestemmelsesskema nr. 1 & 2 (næste 2 sider) I den øverste, vandrette linie på skemaerne står termoplasttyperne med deres forkortelser. Herunder kan du se hvad forkortelserne står for. Plasttyperne i skema 1 (Densitet < 1 ) Plasttyperne i skema 2 (Densitet > 1 ) PMP PE PP Poly-4-methylpenten-l Polyethylen Polypropylen CAB Celluloseacetobutyrat PA Polyamid POM Polyoxymethylen PMMA Polymethylmethakrylat PETP/PBTP Polybutylenterephtalat CA Celluloseacetat PS Polystyren SB Slagfast polystyren SAN Copolymer akrylnitrilstyren ABS Akrylnitrilbutadienstyren PVC-W Blød polyvinylchlorid PSO Polysulfon PC Polycarbonat PVC-H Hård polyvinylchlorid Side 50

51 Plasttypebestemmelsesskema nr. 1 Dette skema gælder for de plasttyper som flyder Thermoplasttype PMP PE PP Brændemåde uden for flammen Brænder ikke-sodende PMP PE PP Brænder sodende Brænder kort tid videre under Koksdannelse og slukker Slukker Opløsningsmiddel 1: Tetraklorkulstof Klæber Overfladen bliver angrebet, mat PMP Klæber ikke PE PP Opløsningsmiddel 2: Eddikeester Klæber Overfladen bliver angrebet, mat Klæber ikke PMP PE PP Beilstein-prøven Positiv / grøn flamme Negativ PMP PE PP Kraftig ridsen med neglen Synlige spor af ridser Ingen spor af ridser/tryksteder PE PP Side 51

52 Plasttypebestemmelsesskema nr. 2 Plastbestemmelsesskema for plasttyper som synker Side 52

53 Forarbejdningsprocesser Forvandlingen af plastmaterialerne til færdige produkter kan ske ved anvendelse af vidt forskellige forarbejdningsteknologier. Fra enkle manuelt baserede metoder - til fuldautomatisk produktion. Sprøjtestøbning og ekstrudering er de mest anvendte forarbejdningsmetoder. Vigtige forarbejdningsprocesser i plastindustrien Proces Sprøjtestøbning Ekstrudering Folieblæsning Termoformning Blæsestøbning Pressestøbning Fremstilling af skumplast (celleplast) Rotationsstøbning Kalandrering Forarbejdning af glasfiberarmeret polyester Produkteksempler Kasser, husholdningsartikler, kabinetter, emballage, tekniske artikler Profiler, rør, tagrender, kabelkapper, plader, slanger Folier, bæreposer Skilte, kabinetter, bakker, emballage Dunke, flasker, beholdere Skåle, toiletsæder, husholdningsartikler Isoleringsplader, emballage, møbler, tekniske artikler Tanke, beholdere Plader, folier, gulvbelægning Tanke, profiler, møllevinger, både Sprøjtestøbning Sprøjtestøbning er langt fra nogen ny proces. De første egentlige sprøjtestøbemaskiner blev taget i brug helt tilbage i 30 erne. Sprøjtestøbning er siden blevet en af de mest udbredte og avancerede processer i plastindustrien. Sprøjtestøbning kan anvendes til meget komplicerede emner - og netop den store formgivningsfrihed har haft afgørende betydning for den eksplosive vækst i plastforbruget. Sprøjtestøbeprocessen kan skematisk beskrives således: Råplast i pulver- og granulatform tilføres maskinen gennem en fødetragt. Plastmaterialet transporteres af snekken gennem maskinens cylinder og blødgøres ved varme fra omsluttende varmelegemer og friktionsvarme som følge af snekkens rotation. Efter endt plastificering indsprøjtes en nøje afmålt volumen plast ind i den lukkede og afkølede form. Indsprøjtningen sker under stort tryk. Plastmassen størkner, og emnet udskydes af formen. Der er normalt ikke behov for efterbearbejdning Side 53

54 Formværktøjet har afgørende betydning for hele processens forløb. Bl.a. skal kølekanaler og indløb placeres rigtigt. Formen er et stykke højpræcisionsværktøj fremstillet i specialstål, og er derfor dyrt at anskaffe. Sprøjtestøbemaskinens størrelse angives normalt efter lukkekraft og ligger typisk fra 250 kn (25 t) til mere end kn (1.000 t). Støbeprocessen varer fra nogle få sekunder til flere minutter, afhængig af emnets størrelse og kompleksitet. Emnerne kan veje fra mindre end et gram og op til adskillige kilo. Sprøjtestøbemaskiner er i dag udstyret med en avanceret mikroprocessorstyring, der giver mulighed for et optimalt procesforløb. Ekstrudering Ekstrudering er en kontinuerlig produktionsproces til fremstilling af eksempelvis rør, tagrender, slanger, profiler og folier. En ekstruder transporterer og smelter plastmaterialet på samme måde som en sprøjtestøbemaskine. Den afgørende forskel er det afsluttende værktøj. I stedet for at sprøjtes ind i en lukket form, presses den blødgjorte plastmasse igennem en dyse og bliver til en endeløs slange, plade, tråd eller profil. Dysen bestemmer emnets form og emnetykkelse. Emnet køles umiddelbart efter dysen, enten ved luft eller ved at trækkes gennem et kar med vand. Det er muligt at fremstille alt fra helt enkle rør og stænger til meget komplicerede vinduesprofiler. Processen giver mulighed for fremstilling af meget store emner, f.eks. rør med en ydre diameter på op til 150 cm. Ekstruderingsprocessen er ofte fuldt automatiseret med løbende dimensionskontrol, og emnerne opskæres herefter i forud programmerede længder. Folieblæsning Folier - til bl.a. emballage, byggeri og landbrug - fremstilles ved folieblæsning. Grundprincippet er som ved ekstrudering, hvor den normale dyse er udskiftet med en ringdyse. Det smeltede plastmateriale presses af snekken gennem ringdysen, trækkes lodret op og formes ved indblæsning af luft til en stor boble. Luftstrømmen bevirker samtidig, at boblen afkøles, og plastmassen derved overgår til fast form. Oven over boblen, der fremstilles i et kontinuerligt forløb, placeres en fladlægnings- og oprulningsmaskine til opsamling af den færdige folie. Det er muligt at sammenkoble flere ekstrudere til samme ringdyse, hvorved der kan fremstilles flerlagsfolier. Man kan i dag fremstille folier med helt op til 7 lag og derved kombinere de forskellige plastmaterialers egenskaber, f.eks. til fugt- og aromatætte emballager Side 54

55 Øvrige forarbejdningsteknologier Termoformning En plastplade blødgøres ved opvarmning, hvorefter den formes ved hjælp af trykluft eller vakuum. Dyre stålforme er ikke nødvendige til denne metode, hvorfor den ofte anvendes til mindre serier. Til massefremstilling af emballager findes dog også meget komplicerede termoformværktøjer. Pressestøbning Plastråvarer som pulver eller tablet forvarmes og indlægges i den nedre del af en todelt presseform. Under højt tryk fordeler den blødgjorte plastmasse sig i formen. Efter endt hærdning kan det færdige emne udtages af formen. Til denne fremstillingsmetode anvendes især råvarer som phenolplast, melaminplast og ureaplast, og produkterne som fremstilles er bl.a. husholdningsskåle, toiletsæder og elektriske artikler. Fremstilling af skumplast Celleplast eller skumplast fremstilles bl.a. af ekspanderbart polystyren (EPS) eller polyurethan (PUR), både som hårdt og som blødt skum. Cellestrukturen dannes ved en særlig opskumningsproces, hvor et tilsat drivmiddel sørger for opskumningen. Processen giver mulighed for fremstilling af emner med meget forskellig vægtfylde og hårdhed. EPS-skum anvendes til emballage og isolering, mens PUR-skum anvendes til madrasser, isolering af køleskabe og rør samt, for de hårde typers vedkommende, til tekniske artikler. Blæsestøbning Blæsestøbning anvendes ved fremstilling af hule emner - f.eks. flasker og beholdere. Metoden er nærmest en kombination af sprøjtestøbning og ekstrudering. En ekstruder fremstiller en kontinuerlig slange af blødgjort plastmasse, som automatisk afskæres i den ønskede længde. Slangen opblæses derefter i en todelt form, som samtidig afkøles. Kalandrering Man kan fremstille plastfolie ved at lede plastmasse gennem et kompliceret system af opvarmede valser. Ved at regulere valsernes temperatur og indbyrdes afstand, kan man bestemme foliens tykkelse. Denne metode kaldes kalandrering og anvendes bl.a. ved fremstilling af PVC-folie til regntøj, gulvbelægning etc. Forarbejdning af glasfiberarmeret polyester Glasfiberarmeret polyester anvendes til en lang række større produkter, hvor kravet er stor mekanisk styrke og bestandighed kombineret med lav vægt. Blandt mange kan nævnes: møllevinger, både, surfboards, bygningsdele, bildele, tanke og rør til den kemiske industri Side 55

56 Der findes flere forskellige forarbejdningsmetoder, hvor de mest udbredte er håndoplægning og sprøjteoplægning. Håndoplægning er den enkleste forarbejdningsmetode. En form af eksempelvis træ, polyester eller beton fores med glasfibermåtter, der herefter manuelt påføres polyester tilsat hærder. Dette gentages, til den ønskede materialetykkelse er opnået. Ved sprøjteoplægning anvendes en tilsvarende form som ved håndoplægning. Ved hjælp af en sprøjtepistol påføres polyester opblandet med korte glasfibre direkte i formværktøjet. Plast i vindmøller Halvdelen af alle nye vindmøller i verden kommer fra Danmark. Møllevinger og møllehus er lavet af glasfiberarmeret polyester, og takket være danske virksomheders forskning er møllerne blevet stadigt større og mere effektive. Vindmøllerne er så effektive, at de på tre måneder fremstiller lige så meget energi, som der går til at fremstille og vedligeholde dem i hele deres levetid. Anvendelsesområder for plast Uden plastfibre til fremstilling af tøj kunne verdens befolkning ikke klædes på. Hvis man skulle erstatte alle plastfibre med uld, ville det kræve så mange får, at hele Europa skulle udlægges til græsareal. Plast bruges overalt Færdigvarer eller komponenter af plast er med til at gøre hverdagen lettere. Plast er let at forarbejde, selv til meget komplicerede produkter, og der findes i dag ikke et hus, en bil eller en maskine, som ikke indeholder plast. Plast anvendes til emballage, som gør transporten nemmere og sikrer at fødevarerne kan holde sig. Plast bruges som byggemateriale på grund af dets store styrke og vejrbestandighed, til hospitalsartikler, hvor der kræves høj hygiejne, til elektroniske apparater, som muliggør kommunikation og dataudveksling, samt til en lang række andre nyttige produkter i det daglige arbejde, i husholdningen og i fritiden. Plast til forbrænding Affaldsmængden pr. dansker er hvert år kg - svarende til 11 millioner tons for hele landet. Størstedelen er affald fra fabrikker og bygningsaffald. Af den samlede affaldsmængde udgør plast dog kun ca. 5 %. Som alternativ til genanvendelse kan energien i plastprodukter udnyttes via et forbrændingsanlæg, og det er den bedste fremgangsmåde for husholdningsaffald. For få år siden blev 22 % af plastaffaldet i Vesteuropa genanvendt. 7 % blev materiale-genanvendt til ny plast, og 15 % blev energi-genanvendt i forbrændingsanlæg. Resten blev deponeret på en losseplads Side 56

57 Tallene ser helt anderledes ud i Danmark takket være vore mange forbrændingsanlæg, der laver fjernvarme, og en del af dem også elektricitet. Næsten al husholdningsaffaldet forbrændes, inklusive plastaffaldet. Plastaffaldet er nyttigt, når det brændes. Plast er "lånt" olie eller naturgas, og øger temperaturen i forbrændingsovnene. Varmeværdi for forskellige materialer Polystyren kj/kg Polyethylen kj/kg Polypropylen kj/kg Fyringsolie kj/kg Fedt kj/kg Naturgas kj/kg Stenkul kj/kg Brunkulsbriketter kj/kg Læder kj/kg Polyvinylklorid kj/kg Papir kj/kg Træ kj/kg Husholdningsaffald 8000 kj/kg En passende mængde plast giver en mere ren forbrænding af det øvrige affald. Et ton plastaffald har omtrent samme brændværdi som et ton fyringsolie, eller mere. De fleste plastmaterialer kan brændes uden andre miljømæssige gener end ved afbrænding af naturgas. Forbrænding af polyethylen, det mest almindelige plastmateriale, udvikler kun H 2 O (vand) og CO 2 (kuldioxid), stoffer som indgår naturligt i naturens kredsløb. Og så har PE tilligemed højere og renere brændværdi, end både fyringsolie og naturgas. Når man forbrænder PVC, dannes der imidlertid saltsyre på grund af klorindholdet, som bidrager til at øge mængden af røgrenseprodukter på forbrændingsanlæggene. Derfor er det en god ide at holde mest muligt af PVCaffaldet borte fra de almindelige forbrændingsanlæg, og i stedet genvinde det eller bortskaffe det i specielle anlæg. Hærdeplast Plastmaterialernes reaktion over for temperaturpåvirkning deler dem i to grupper. Disse forhold har fra tidligere tid præget deres benævnelse, idet man kaldte dem henholdsvis "Termoplastiske plastmaterialer", og "Termohærdende plastmaterialer". Hærdeplast kan grundlæggende sammenlignes med et æg. Inden kogningen kan man formgive hvide og blomme, men efter kogningen/hærdningen bevarer det formen. I dag anvendes betegnelserne: "Termoplast" og "Hærdeplast" Forskellen i de to gruppers forhold over for varme har stor praktisk betydning, idet hærdeplast på grund af tværbinding, er begrænset til en engangsformbarhed i plastisk tilstand, mens termoplastene ved ny opvarmning, kan formgives igen og igen. I termoplast ligger molekylekæderne løst imod eller mellem hinanden, tilsvarende fibrene i et tov, eller trådene i et stykke stof. Ved opvarmning bliver det muligt at flytte disse molekylekæder i forhold til hinanden, og derved ændre plasten form. Hærdeplasten opnår derimod sin styrke og stivhed på grund af tværbindingerne mellem molekylekæderne. Tværbindinger skal forstås på den måde, at molekylekæderne under udhærdningen kemisk binder sig til hinanden, hvor disse berører hinanden. Disse bindinger er uopløselige ved varme og anden fysisk påvirkning Side 57

58 Hærdeplastgruppen omfatter plasttyper som f.eks.: Umættet polyester (UP) Glasfiberarmeret umættet polyester (GUP) Polyurethan (PU, PUR) Urea-formaldehyd (UF, Carbamid) Melamin-formaldehyd (MF, Mepal) Epoxy, Epoxide (EP, Araldit, Epicote, Lekuterm) Phenol-formaldehyd (PF, Bakelit) Polyisocyanurat (PIR) Genanvendelse og mærkning af plastmaterialer Mærkning af produkter Indenfor mærkning af færdige produkter med angivelse af plasttype, er der p.t. ingen dansk standart. Dog anvendes i stor udstrækning den samme mærkning af følgende plasttyper "world wide". Pilene angiver, at materialet kan genbruges. F.eks. "4" angiver, at der er tale om PELD. Underteksten "PELD" tydeliggør materialets art. Hvis der er tale om en anden plasttype end de 6 viste, vil der normalt stå et 7-tal i genbrugstrekanten, og under trekanten vil den pågældende plasttype være oplyst, f.eks. ABS eller PC eller POM eller?, eller?, eller?... Hvis der er tale om en af de første 6, er det ikke altid plasttypen er oplyst nedenunder trekanten. Så er man nødt til at vide hvad nummeret betyder. Genanvendelse og håndtering Affald fra opstart og stop, samt produkter som ikke opfylder specificerede krav kan re-granuleres. Det vil sige, at man kan opkværne materialet, så det igen kan blandes med ny råvare og bruges i maskinen igen. Regranuleret eller opkværnet materiale har forskellige navne f.eks. snus, skrap, kværn. I praksis skal man ikke forvente at kunne genanvende materialet mere end nogle få gange, uden delvis at nedbryde materialet. Det påvirkes af de gentagne opvarmninger, selve transporten igennem maskinen, og mekanisk belastning når det klippes i stykker i kværnen. Fejlproduktion eller emner, der ikke kan godkendes i kvalitetskontrollen, kan normalt genanvendes hvis følgende forhold er respekteret. Rent / Hygiejne Det er vigtigt at holde materialet der skal opkværnes, helt rent. Snavsede og forurenede emner sorteres fra, og eventuelle forbrændinger skal skæres fra. Emner af blandet materiale skal kasseres Side 58

59 Det er lige så vigtigt, at kværnen er helt ren, når der skiftes materialetype. Støv og rester fra forrige materiale som sidder i kværnen, kan ødelægge mange kilo materiale. Tørt Det er vigtigt at holde plasten tør, da mange plasttyper eller iblandet tilsætningsstof optager fugt. Mærket Det opkværnede materiale kommes i rene sække eller container, og mærkes tydeligt med de mest vigtige oplysninger fra den råvaresæk det stammer fra, evt. handelsnavn, typenummer, farve og evt. tilsætningsstoffer samt antal kilo. Mærkningen er yderst vigtig for at man senere kan identificere materialet, og derved undgå kedelige sammenblandinger. Pelletering Endvidere kan man, for at opnå ensartet granulatstørrelse, køre det opkværnede materiale igennem et ekstruderingsanlæg og pelletere det. Dette kan være en meget god forretning. Man opnår en ensartet fyldning af maskinen, ensartet plastificering, en konstant ydelse, godstykkelse og kvalitet på produkterne. Der kendes eksempler på, at virksomheder ved indgangskontrollen måler "pillernes" diameter og længde. Hvis leverancen ikke opfylder specificerede krav returneres råvaren. Dette er gjort for at opnå førnævnte fordele. Genvinding Kemisk genvinding: dvs. hvor plastmaterialerne omdannes til monomere eller andre kemiske stoffer, og hvor de herved genvundne monomere og kemiske stoffer genanvendes til fremstilling af de oprindelige plastmaterialer Feedstock genvinding: dvs. hvor plastmaterialerne omdannes til andre kemiske stoffer, og hvor de herved genvundne kemiske stoffer genanvendes til fremstilling af andre produkter end de oprindelige plastmaterialer. Materialevalgsprocedure Når man får til opgave, at fremstille et produkt, et nyt eller kendt, kan det ofte være en god ide at undersøge, om der findes alternative materialer til produktet. Nogle af gevinsterne kan f.eks. være, at det er stærkere, mere holdbart, hurtigere, billigere, lettere, tungere, flottere, mindre proceskrævende eller blot nemmere at fremstille. Desuden kan der være miljømæssige gevinster at hente. Når man starter en materialevalgsprocedure, vil det være mest hensigtsmæssigt at gå systematisk frem. Nedenstående procedure kan i mange tilfælde, være et nyttigt arbejdsredskab til denne opgave Side 59

60 1. OPSTILLE FUNKTIONSANALYSE. Produktets anvendelse og hvilke krav dette medfører. Påvirkes produktet f.eks. af slag, stivhed, styrke, forenelig med naboprodukter, svejsbarhed, luftfugtighed, maling og tryk, ISO-krav, CE-mærkning osv. osv. 2. OPSTILLE MILJØANALYSE. Hvilke påvirkninger udsættes produktet for, angående f.eks. temperaturinterval, El og statisk elektricitet, vand, olie, rengøringsmidler, snavs, salt, sollys, brandrisici osv. 3. DELE KRAV I PRIMÆRE OG SEKUNDÆRE KRAV. Understrege de primære krav, som ikke kan fraviges. 4. FINDE RELEVANTE MATERIALEEGENSKABER og PRIMÆRE MINIMUMSKRAV. Udvælge en række materialer, som i første omgang kunne tænkes anvendt til produktet. Dernæst undersøge hvor godt de enkelte materialer opfylder de noterede krav, også til belastninger. F.eks. værdi og/eller god, middel, dårlig. 5. GROVSORTERE MATERIALER SÅLEDES, AT KUN MATERIALER SOM OPFYLDER DE PRIMÆRE KRAV, ER TILBAGE. Fravælg de materialer som ikke opfylder de primære krav. 6. VÆGTE DE SEKUNDÆRE KRAV Udfør en prioritering af de sekundære krav. 7. UDVÆLGE MATERIALER SÅLEDES, AT DE VIGTIGSTE SEKUN- DÆRE KRAV ER OPFYLDT. Undersøge hvilket/hvilke materiale der opfylder de højest prioriterede sekundære krav. 8. ET TEKNISK VALG ER NU FORETAGET Nu står man måske tilbage med et eller materialer, som er næsten lige velegnede. 9. FINDE ANSKAFFELSESPRISER Her kommer materialeprisen i betragtning. 10. FINDE FORMODEDE LEVETIDER Vurdere levetiden for de tilbageværende materialer, samt materialernes livscyklus. Dette har betydning for hvornår produktet skal udskiftes, samt påvirkning af miljøet ved bortskaffelse. 11. FINDE FORARBEJDNINGSOMKOSTNINGER Vurdere forarbejdningsomkostninger, samt evt. nødvendige investeringer for at gennemføre produktionen Side 60

61 12. FINDE VEDLIGEHOLDELSESOMKOSTNINGER Vurdere hvilke vedligeholdelsesomkostninger, der vil være knyttet til produktionen af det nye produkt. 13. FORETAG ET ØKONOMISK VALG Man skulle nu være i stand til at vurdere, hvilket materiale der er bedst egnet til fabrikation af produktet. Materialevalget er foretaget. PLASTTYPER med forkortelser De med * markerede, er omtalt på efterfølgende sider. ABS * Akrylnitril-butadien-styren ASA * Akrylester-styren-akrylnitril EVA Ethylen-vinylacetat EVAL Ethylen-vinylalkohol MF Melaminplast PA * Polyamid PBT * Polybutylenterephthalat PC * Polycarbonat PEEK Polyetheretherketon PEHD * Polyethylen, høj densitet PELD * Polyethylen, lav densitet PEMD * Polyethylen, medium densitet PEI Polyetherimid PET * Polyethylenterephthalat PF Phenolplast PIR Polyisocyanurat PMMA * Polymethylmethakrylat ( Akrylglas eller Plexiglas ) POM * Polyoxymethylen PP * Polypropylen PPO Polyphenylenoxid PPS Polyphenylensulfid PPSU Polyphenylensulfon PS * Polystyren PSU Polysulfon PTFE * Polytetrafluorethylen ( Teflon ) PUR Polyurethan PVAL Polyvinylalkohol PVC * Polyvinylchlorid PVDC Polyvinylidenchlorid PVDF Polyvinylidenfluorid SAN * Styren-akrylonitril SB * Styren-butadien Side 61

62 Plast-typernes egenskaber og anvendelse PE Anvendelse Polyethylen Polyethylen forekommer i forskellige varianter fra meget bøjelige til mere stive typer - betegnet som henholdsvis LDPE og HDPE (lav- og høj-densitet, densitet = massefylde). LDPE er sejere, men mindre stærk end HDPE og bruges bl.a. til folie, bæreposer og belægning på karton (f.eks. er mælkekartoner indvendig belagt med LDPE), baljer, flasker og kabelisolering, sække, beholdere, flasker og legetøj. PEMD anvendes til vandrør og gasrør. HDPE er meget mere formstabil end LDPE og bruges bl.a. til vand- og afløbsrør, flasker, beholdere, baljer, transportkasser, husholdningsartikler, spande, legetøj, profiler, plader og folier. En særlig type er LLDPE (Linear Low Density PE). Materialet er en modifikation af normal LD og er bl.a. i besiddelse af en betydelig større rivestyrke. LLDPE er derfor særdeles velegnet til poser, der skal slutte tæt om produktet, som f.eks. poser til dybfrost-fjerkræ. Specielle egenskaber PELD er et sejt, blødt og fleksibelt materiale, mens PEHD er et noget hårdere materiale. Opbygning [C 2 H 4 ]n PE er et delkrystallinsk materiale, der fremstilles ved kædepolymerisation. Betegnelsen polyethylen dækker over en række materialer, der kan inddeles i tre hovedtyper efter massefylden. Densitet PELD (Lav Densitet) 0,91-0,93 g/cm 3 PEMD (Medium Densitet) 0,93-0,94 g/cm 3 PEHD (Høj Densitet) 0,94-0,98 g/cm 3 PELD og PEHD betegnes også som henholdsvis forgrenet og lineært polyethylen. Da PEHD har meget få sidegrene på kædemolekylerne, kan disse bedre "pakkes sammen", så der bliver gennemsnitlig flere molekyler pr. rumenhed, og man får derfor i sammenligning med PELD et materiale med højere krystallinitet og dermed højere densitet. PE kan polymeriseres til kæder, op til kulstofatomer lang. Her er de stærke nok til syntetisk is, udskiftelige led i kroppen og skudsikre veste. De kaldes Ultra High Molecular Weight PolyEthylene eller UHMWPE Side 62

63 Udseende I ufarvet tilstand er materialet helt eller delvis uigennemsigtigt. Materialets egen farve er mælkehvid. Kun i form af tynde folier er materialet gennemsigtigt. Overfladen er vokslignende. UV-bestandighed Polyethylen bør kun anvendes udendørs, hvis det er tilsat carbon blank (kønrøg) eller UV-stabilisatorer. Temp. bestandighed Polyethylens bestandighed over for varme er ringe, mens kuldebestandigheden er god. PEHD har bedre varmebestandighed end PELD og tåler at blive varmesteriliseret. Til gengæld har PEHD en ringere kuldebestandighed end PELD. Maksimal anvendelsestemperatur er for PEHD ºC. Overfladebehandling Overfladebehandling af polyethylen benyttes normalt ikke, og kan kun gennemføres hvis materialet er forbehandlet, dvs. overfladen er omdannet. I så tilfælde kan alkydemaljer eller 2-komponentlak-ker anvendes. Limning Limning kræver ligeledes forberedelse af overflader, da overfladespændingen for PE er lav. Limning / klæbning på basis af epoxyd eller syntetisk gummi kan anvendes. Svejsning Samling af polyethylen fortages bedst ved svejsning. Polyethylen har særdeles gode svejseegenskaber. Alle svejsemetoder, undtagen HF-svejsning, kan anvendes. Stuksvejsning af PELD rør kan dog ikke anbefales. Kemisk bestandighed Den kemiske bestandighed er god, således opløses polyethylen ikke af almindelige opløsningsmidler, men PELD kan kvælde under indvirkning af benzin, terpentin og petroleum. Polyethylen, især PEHD, har tendens til spændingskorrosion. Brand og overophedning PE brænder uden røgudvikling med en gul flamme, og materialet smelter og drypper. Forbrændingsprodukterne lugter som stearin. Ved brand og ophedning af PE kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte acetaldehyde CH 3 -CHO formaldehyd HCHO, også ved svejsning af PE-folie acrolein, også ved svejsning af PE-folie eddikesyre CH 3 -COOH myresyre HCOOH Side 63

64 PP Polypropylen Anvendelse Polypropylen anvendes til kar, kasser, husholdningsartikler, emballage, folier, plader, flasker, beholdere, hospitalsudstyr og fibre. Polypropylen bruges bl.a. til laboratorieudstyr, hospitals- og husholdningsartikler, emballage og tovværk. Polypropylens store anvendelse skyldes bl.a. en kombination af styrke, sejhed og evne til at modstå temperaturer op til 120 grader. Materialet kan derfor tåle sterilisation ved kogning. Polypropylen er et sejt og fleksibelt materiale, der i mekanisk henseende har egenskaber, der minder meget om PEHD's. Specielle egenskaber Polypropylen er i besiddelse af den såkaldte hængselseffekt. En tynd strimmel af polypropylen kan tåle at blive sammenbøjet og åbnet mange gange. Opbygning [C 2 H 3 CH 3 ]n PP er et delkrystallinsk (højkrystallinsk) materiale, der fremstilles ved kædepolymerisation. Densitet Krystallinske varianter: Densiteten 0,946 g/cm 3 Amorfe varianter: Densiteten 0,855 g/cm 3 Udseende I ufarvet tilstand er polypropylen helt eller delvist uigennemsigtig. Materialets egen farve er mælkehvid. Kun i form af tynde folier er materialet gennemsigtigt. UV-bestandighed Polypropylen kan kun anvendes udendørs, hvis det er tilsat carbon-black (kønrøg) eller UV-stabilisatorer. Temp. bestandighed Varmebestandigheden er særdeles god, men kuldebestandigheden er ringe. Ved temperaturer under frysepunktet sker der en væsentlig reduktion af materialets sejhed. Maksimal anvendelsestemperatur er ºC. Overfladebehandling Overfladebehandling af polypropylen benyttes normalt ikke, og kan kun gennemføres, hvis materialet er forbehandlet, dvs. overfladen er omdannet. I så tilfælde kan alkydemaljer eller 2-komponentlakker anvendes. Limning Limning kræver forberedelse af overfladen, da overfladespændingen i PP er lav. Limning på basis af epoxyd eller syntetisk gummi kan anvendes. Svejsning Samling af polypropylen foretages bedst ved svejsning. Polypropylen har særdeles gode svejseegenskaber. Alle svejsemetoder, undtagen HF-svejsning, kan anvendes Side 64

65 Kemisk bestandighed Kemikaliebestandigheden er gode overfor organiske opløsningsmidler og selv stærke syrer og baser. Kromsyre giver dog spændingskorrosion. Brand og overophedning PP brænder uden røgudvikling med en gul flamme, og skyder en bølge af smeltet materiale foran flammen. Drypper og lugter som olie eller voks. Ved brand og ophedning af PP kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte acetaldehyde CH 3 -CHO formaldehyd HCHO acrolein eddikesyre CH 3 -COOH acetone Side 65

66 PVC Polyvinylklorid Anvendelse PVC fås både som hård PVC og som blød PVC. PVC er en termoplast. Hård PVC bruges bl.a. til kloakrør, vandrør, drænrør, fittings, vinduesrammer, tagrender, ovenlyspaneler, dørkarme, profiler, loftprofiler, gulv- og vægbeklædning, presenninger, slanger og isolering af kabler. Blød PVC fås i mange kvaliteter tilsat blødgører i en mængde, der giver materialet den ønskede blødhed. Blød PVC bruges bl.a. til gulvbelægning, industrislanger, haveslanger, elledninger samt til en lang række produkter til sundhedssektoren, bløde folier, ringbind, duge, regntøj, skriveunderlag, gummibåde og haveparasoller. Desuden anvendes PVC til hospitalsartikler: Katetre, urinposer, slanger, laboratorieudstyr og handsker. Specielle egenskaber PVC udgør ikke et enkelt materiale, men en materialegruppe, idet indholdet af blødgører kan være helt op til 50 %. Sædvanligvis betegnes de ikke blødgjorte, samt de lettere blødgjorte, som hård PVC. De mere gummiagtige typer, der indeholder % blødgører, betegnes som blød PVC. Hård PVC (ofte betegnet som PVC-U) er et forholdsvis stærkt og stift materiale med en god dimensionsstabilitet. Opbygning [C 2 H 3 Cl]n PVC er et amorft materiale, der fremstilles ved kædepolymerisation. Densitet Densiteten er normalt 1,38 g/cm 3, men varierer meget afhængigt af tilsætningsstofferne. Udseende I ufarvet tilstand er materialet glasklart og farveløst. Blød PVC er et fleksibelt materiale, der ofte har en gummi- eller læderagtig karakter. UV-bestandighed I almindelighed betragtes hård PVC som vejrbestandigt og velegnet til udendørsbrug. Blød PVC til udendørsbrug skal være særligt stabiliseret og indeholde specielle blødgøringsmidler. Temp. bestandighed Hård PVC har ringe bestandighed over for kulde (bliver sprød). I specielle PVC-typer er kuldebestandigheden forbedret væsentligt, men på bekostning af den kemiske bestandighed. Varmebestandigheden er ligeledes ringe. Blød PVC har ligeledes ringe bestandighed over for såvel varme som kulde. Fleksibiliteten ophører ved temperaturer omkring - 10 ºC. For de fleste PVC-typers vedkommende er evnen til at modstå slag stærkt reduceret i kulde. De mekaniske egenskaber er stærkt temperaturafhængige. Maksimal anvendelsestemperatur: ºC Side 66

67 Overfladebehandling Polyvinylklorid kan males med specielle vinyl- og akryllakker, der indeholder et egnet opløsningsmiddel. Limning Polyvinylklorid lader sig let lime ved anvendelse af opløsningsmidler som f.eks. methylenchlorid og tetrahydrofuran, hvori der er opløst noget PVC. Svejsning Til tykvæggede emner af hård PVC anvendes varmluftsvejsning. Tynde plader eller folier af såvel hård- som blødgjort PVC svejses ved varmetråds- eller impulssvejsning. Til blødgjort PVC anvendes endvidere ofte HF- og varmluftssvejsning. Kemisk bestandighed Materialet har stor bestandighed over for syre og baser. Derimod kvælder PVC under indvirkning af en række almindeligt anvendte opløsningsmidler som acetone og tetraklorkulstof. Generelt er blødgjort PVC mindre bestandigt over for opløsningsmidler end hård PVC, ligesom en række opløsningsmidler kan udvaske blødgøringsmidlerne. Brand og overophedning PVC brænder med en stærkt sodende gul flamme, der er grøn i kanten. Røgen har en stikkende lugt af saltsyre. Forbrændingen ophører, når prøvelegemet fjernes fra den åbne ild. Ved brand og ophedning af PVC kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte hydrogenchlorid / chlorbrinte som sammen med fugt dannes saltsyre methan ethan - ethen toluen benzen Saltsyre kan forårsage rust på metal, samt på jernarmering som er indstøbt i beton Side 67

68 PS Densitet Densitet 1,04 1,05 g/cm 3 Polystyren Betegnes ofte som polystyrol". Dette er egentlig forkert, da endelsen - "ol" er forbeholdt alkoholer. Anvendelse Polystyren er en termoplast, der leveres i flere typer. Grundtypen er glasklar og bruges bl.a. til emballage og engangsservice. Slagfast polystyren er tilsat gummi, der gør materialet sejt. Slagfast polystyren bruges bl.a. til radio- og Tv-kabinetter, bakker, støvsugere, vodkugler og kontormaskiner. Anvendes også til legetøj, emballage, engangsbægre og til køleskabe (det indvendige af døren og selve boksen i køleskabet). Polystyren kan også ekspanderes, dvs. opskummes. Ekspanderet polystyren (EPS), også kendt som "Flamingo", er meget let, har gode isolerings egenskaber og stødabsorberende evne. Det anvendes til bl.a. isoleringsplader, hulmursfyld og emballage. Specielle egenskaber Ved slag frembringer polystyren en metallisk klang. Polystyrenfolie er "knitrende". Som plast betragtet, må polystyren betegnes som et stift, men skørt materiale. Opbygning [C 2 H 3 C 6 H 5 ]n PS er et amorft materiale, der er fremstillet ved kædepolymerisation. Udseende I ufarvet tilstand er polystyren glasklar og farveløs. UV-bestandighed Polystyren bør ikke anvendes udendørs idet bestråling af ultraviolet lys nedbryder materialet. Temp. bestandighed Materialet udviser god bestandighed mod kulde, mens bestandigheden mod varme er beskeden. Maksimal anvendelsestemperatur: ºC. Overfladebehandling Polystyren kan males. Til formålet kan anvendes en wash-primer efterfulgt af en dækmaling på basis af alkyder. Limning Limning af polystyren mod sig selv sker lettest ved hjælp af et opløsningsmiddel. Egnet til formålet er f.eks. toluen eller methylenchlorid. Polystyren kan limes til andre materialer, ved at anvende reaktionsklæbestoffer på basis af polyurethaner eller epoxyd. Svejsning Polystyren kan ultralyds-, varmlufts-, varmetråds- og impulssvejses Side 68

69 Kemisk bestandighed Bestandigheden over for olier og fedtstoffer er god. Over for benzin, terpentin og petroleum, vil der være risiko for spændingskorrosion. Polystyren opløses af benzen, acetone og andre ketoner, men er bestandig over for sprit og alkaliske rengøringsmiddel. Brand og overophedning PS brænder med en gul, stærkt sodende flamme. Når flammen pustes ud, fås en karakteristisk lugt af styren. Ved brand og ophedning af PS kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte styren methan ethan - ethen toluen ethylbenzen benzen Side 69

70 ABS Akrylnitril-Butadien-Styren Anvendelse ABS anvendes inden for automobilsektoren til frontgitre, instrumentpaneler, navkapsler, håndtag og knapper. Endvidere finder ABS anvendelse til bådskrog, husholdningsmaskiner, Edbkabinetter, legetøj, LEGO-klodser, tekniske artikler, telefoner, beskyttelseshjelme, rør og fittings samt metalbelagt plast. Plader af ABS er et af de mest anvendte materialer til termoformning. ABS er en termoplast, ret stærk og slagfast, med en pæn blank overflade. Specielle egenskaber Grundmaterialet er styren, som copolymeriseres (kædepolymerisation) med akrylnitril for at øge den kemiske resistens, og med butadien for at opnå en bedre slagstyrke. Derved opnås polystyrenarter med helt andre egenskaber. ABS er meget slagfast, forholdsvis sejt, stærkt og stift, men ikke særligt slidfast materiale. Tendensen til at indbygge indre spændinger er ringe for ABS. Opbygning [C 2 H 3 CN] - [C 2 H 3 =C 2 H 3 ] - [C 2 H 3 C 6 H 5 ]n Akrylnitril - Butadien - Styren ABS er en familie af amorfe termoplast. Grundmaterialet er styren, som copolymeriseres (kædepolymerisation) med akrylnitril, og med butadien. Ved at variere forholdet mellem de 3 monomerer, og ved at tilføje forskellige additiver, er muligt at kontrollere egenskabsprofilen hos ABS inde for meget vide rammer. Da forholdet mellem de tre stoffer kan varieres, eksisterer der mange ABS-typer. ABS er en terpolymer. Når der indgår 3 monomerer i en copolymer, kan man angive dette ved at kalde den en terpolymer. Normalt indgår de enkelte monomerer i følgende forhold: Akrylnitril % Butadien 5-30 % Styren % Densitet Densitet ca. 1,04 1,07 g/cm 3 Udseende I ufarvet tilstand er materialet hvidligt og uigennemsigtigt. ABS kan indfarves i alle farver. UV-bestandighed Udendørsbestandigheden betegnes som ringe, men er generelt bedre end for de fleste andre termoplasttypers vedkommende. Vedvarende påvirkning af sollys vil normalt misfarve materialet og reducere slagstyrken meget kraftigt. Der findes dog specialtyper af ABS, hvor misfarvningen i UV-lys er reduceret. Udendørs anvendelse kræver imidlertid anderledes effektiv beskyttelse, hvis slagstyrken skal bevares. Det kan opnås ved lakering, metallisering, laminering og coekstrudering. Bedste effekt fås dog ved indfarvning med kønrøg (carbon black) Side 70

71 Temp. bestandighed ABS bevarer i betydeligt omfang sin slagstyrke i kulde. Desuden udviser ABS god bestandighed over for kulde, mens den over for varme kan variere fra beskeden til god, afhængig af den enkelte ABStype. Maksimal anvendelsestemperatur: ºC afhængigt af typen. Glasovergangstemperaturen, T g er C. Overfladebehandling ABS kan dekoreres ved trykning. Visse typer af ABS er særlig anvendelige i forbindelse med metallisering af overfladen. ABS kan males ned cellulose- og akryllakker. Mere robuste overflader kan opnås med alkydlakker, polyurethanlakker eller lakker på epoxybasis. Limning Limning af ABS mod sig selv kan foregå med opløsningsmidler af metylenklorid og methylethylketon (MEK), eller f.eks. methylisobutylketon med nogle få procent ABS i opløsningsmidlet. ABS kan limes til andre materialer ved at anvende reaktionsklæbestoffer på basis af polyurethaner eller epoxyder. Svejsning ABS kan stuk-, ultralyds-, varmlufts-, varmetråds- og impulssvejses. Kemisk bestandighed ABS angribes af en række almindeligt anvendte opløsningsmidler som benzen og acetone. Desuden opløses ABS af metylenklorid og metylethylketon (MEK). Dette forhold kan benyttes ved klæbning/limning af ABS mod sig selv. ABS påvirkes ikke af benzin, terpentin og sprit. ABS tåler alkalisk rengøringsmiddel. Brand og overophedning ABS brander med en gul, stærkt sodende flamme. Når flammen pustes ud, fås en karakteristisk lugt af styren. Ved brand og ophedning af ABS kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte hydrogencyanid styren methan ethan - ethen toluen ethylbenzen benzen Side 71

72 ASA Akrylester-Styren-Akrylnitril Anvendelse ASA anvendes hovedsagelig til produkter, hvor der kræves stor slagstyrke, og som skal anvendes udendørs. F.eks. havemøbler, telefon- og målerskabe og campingvognes beklædning. Specielle egenskaber Det er elastomerkomponenten i form af akrylester, der giver materialet dets høje slagstyrke og transparens. ASA har desuden gode udendørs egenskaber og ringe gulningstendens. Opbygning ASA er amorf og ligner ABS i opbygning og struktur Densitet Densitet ca. 1,04 g/cm 3 Udseende I ufarvet tilstand glasklart. UV-bestandighed ASA har ringe tendens til gulnen. Temp. bestandighed ASA har gode udendørs egenskaber. Overfladebehandling Limning Svejsning Kemisk bestandighed Brand og overophedning Side 72

73 SB Styren-Butadien Anvendelse Specielle egenskaber Ved polymerisation med styren og butadien i en blokcopolymer, fås slagfast polystyren, SB. Opbygning [C 2 H 3 C 6 H 5 ] - [C 2 H 3 =C 2 H 3 ]n Styren - Butadien SB er amorft men i ufarvet tilstand hvidlig og uigennemskueligt. Densitet Udseende I ufarvet tilstand hvidlig og uigennemskueligt. UV-bestandighed Temp. bestandighed Termiske egenskaber for SB, kan sammenlignes med PS's tilsvarende egenskaber. Overfladebehandling Limning Svejsning Kemisk bestandighed Kemiske egenskaber for SB, kan sammenlignes med PS's tilsvarende egenskaber. Brand og overophedning Ved brand og ophedning af SB kan dannes: Se PS (Polystyren) Side 73

74 SAN Styren-Akrylonitril Visse steder kaldes SAN for ANS. Anvendelse Glas, dunke, højtalerkabinetter, linser, vandkander og tandbørste håndtag, køkken og husholdningsudstyr, klokradio, TV skærme, vaskemaskinedele. Specielle egenskaber SAN-plast kan i en række henseender sammenlignes med både ABS og PS. Det er hårdt og stift, men mindre sprødt end PS. SAN er stift, gennemsigtigt, hårdt, modstandsdygtig over for fedt, god modstand mod spændingskorrosion og krakelering, let at forarbejde, er resistente over for fødevarer pletter. Opbygning [C 2 H 3 C 6 H 5 ] - [C 2 H 3 CN]n Styren - Akrylonitril SAN er en copolymerisat af styren og akrylonitril. Det er et amorft materiale. Densitet Densitet 1,04-1,08 g/cm 3 Udseende SAN er transparent. UV-bestandighed Temp. bestandighed Maksimal anvendelsestemperatur: ºC afhængigt af typen. Overfladebehandling Limning Svejsning Kemisk bestandighed Kemikaliebestandigheden er generelt bedre, end for PS. Brand og overophedning Ved brand og ophedning af SAN kan dannes: Se ABS Side 74

75 PA Polyamid (Nylon) Anvendelse PA anvendes foruden som konstruktionsmateriale til rør og slanger, armaturer, husholdningsartikler, elartikler og i automobilsektoren til frontgitre. Specielle egenskaber Polyamid fås i flere typer kendt under handelsnavnet "Nylon". Polyamid bruges bl.a. til lejer, tandhjul, styreskiver, drivremme, knivskafter, skåle, overfladebelægning på stål samt tekstiler. PA er delkrystallinsk plast fremstillet ved trinvis polymerisation. Visse typer PA kan blive amorfe. PA har gode egenskaber som ilt-barriere. Polyamider har gode styrkeegenskaber, stor sejhed og slidmodstandsdygtighed, der gør det til et egnet konstruktionsmateriale til mange anvendelser, specielt maskinudstyr. Konditionering: PA skal normalt optage fugt, for at opnå ønskede dimensioner og optimale egenskaber, inden anvendelse. Kan ske ved længere tids ophold i almindelig luft, eller ved tidsbestemte ophold i opvarmede vandbade. Polyamid er en termoplast og et stærkt og sejt materiale. Opbygning Polyamid, PA6 Polyamid, PA11 Polyamid, PA6.6 (66) Polyamid, PA6.10 (610) [NH-C 5 H 10 -CO]n [NH-C 10 H 20 -CO]n [NH-C 6 H 12 -NH-CO-C 4 H 8 -CO]n [NH-C 6 H 12 -NH-CO-C 8 H 16 -CO]n Der findes flere polyamidtyper eller nylontyper, som de ofte betegnes. Disse adskilles af udgangsmaterialerne og navngives ved antallet af kulstofatomer i monomeren. Polyamid 6 fremstilles ud fra caprolactan (seks kulstofatomer). Polyamid 66 fremstilles ud fra hexamethylendiamin (seks kulstofatomer) og adipinsyre (seks kulstofatomer). Polyamid 610 fremstilles ud fra 6 kulstofatomer og 10 kulstofatomer. Polyamid 11 fremstilles ud fra aminoundecansyre. Polyamid 12 fremstilles ud fra dodekansyre, ud fra 12 kulstofatomer. Densitet Densitet 1,02-1,13 g/cm 3 afhængig af typen. Udseende Upigmenteret PA er ofte mælkehvidt og uigennemsigtigt. UV-bestandighed Til udendørs anvendelse skal PA indfarves med carbon-black. Temp. bestandighed PA udviser god bestandighed mod såvel kulde som varme. Maksimal anvendelsestemperatur ºC afhængig af typen Side 75

76 Overfladebehandling PA kan males med cellulose - og vinyllakker eller lakker på basis af alkydmodificeret carbamidformaldehydharpiks eller melaminformaldehydharpiks. Limning Til klæbning mod sig selv, kan der anvendes opløsningsmidler eller opløsninger på basis af phenol eller myresyre. Klæbning til andre materialer kan udføres ved klæbestoffer på basis af epoxyd eller chloropren - eller nitrilgummi. Svejsning Kemisk bestandighed PA har god bestandighed med organiske opløsningsmidler, men begrænset bestandighed over for syrer og baser. Dog tåler PA svage basiske og neutrale rengøringsmidler. Brand og overophedning PA brænder moderat uden væsentlig røgudvikling. Materialet smelter og kan afgive dråber. Ved brand og ophedning af PA kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte ammoniak nitrøse gasser hydrogencyanid Side 76

77 PET(P) og PBT(P) Termoplastisk polyester De fire bogstaver står henholdsvis for polyethylenterephthalat og polybuthylenterephthalat. Generelt om polyesterplast Polyester deles i 2 hovedgrupper. Den ene anvendes i hærdeplastforarbejdende virksomheder, og betegnes som umættet polyester UP, der leveres som flydende væske. Dette blandes og reagerer med en hærder. Anvendes ofte sammen med glasfiber, og benævnes da som GUP = glasfiberarmeret umættet polyester. Den anden hovedgruppe er termoplastisk polyester. Den betegnes som en mættet polyester, og optræder som en almindelig termoplast Anvendelse Polyethylenterephthalat bruges bl.a. til flasker til kulsyreholdige drikke, til stegeposer, til bakker til mikrobølgeovne og komponenter inden for den mekaniske finindustri. PET er en termoplast, en meget bestandig polyesterplast, der både fås amorf (transparent) og delkrystallinsk (ugennemsigtig). Materialet er velegnet til præcisionsdele eller dele, der er udsat for store belastninger. PETP anvendes især til tekstiler og f.eks. fiberfyld til dynejakker. Anvendes desuden til emballage, herunder de velkendte sodavandsflasker til Cola, Fanta, Sprite osv.. Anvendes også til bakker til ovnretter og stegefolier. PBTP anvendes som tekniske artikler til f.eks. el - kontakter, pumper og elektriske husholdningsartikler. Specielle egenskaber Materialet må betegnes som et sejt, stærkt og stift materiale. Slagstyrken er høj, men materialet er noget kærvfølsomt. Termoplastisk polyester udviser betydelig tæthed over for vanddamp, kulsyre, luftarter og aromastoffer. Opbygning [C 2 H 4 -O-CO-C 6 H 4 -CO-O]n PET(P) [C 4 H 8 -O-CO-C 6 H 4 -CO-O]n PBT(P) PET og PBT er delkrystallinske materialer, der fremstilles ved trinvis polymerisation. Den krystallinske PET benævnes ofte C-PET. Visse typer PET kan leveres med en amorf struktur, som besidder en høj gennemsigtighed. Benævnes ofte A-PET (amorf PET). C-PET er delkrystallinsk og uigennemsigtig. Desuden findes en glycolmodificeret variant som også er amorf, betegnes PETG Densitet Densitet ca. 1,37 g/cm 3 Udseende I ufarvet tilstand er materialet normalt mælkehvidt, som kun i form af tynde folier er gennemsigtigt. PBT er altid uigennemsigtig og hvidt, hvorimod den amorfe PET er meget transparent Side 77

78 UV-bestandighed Materialet kan anvendes til udendørs brug. Hvis den udendørs brug er af permanent karakter, bør de UV-stabiliserede typer anvendes. Temp. bestandighed Der findes typer, der er særlig velegnede til opnåelse af en ekstrem høj varmebestandighed. Materialet er en af de termoplasttyper, der udviser bedst bestandighed over for såvel kulde som varme. Maksimal anvendelsestemperatur ºC for de amorfe typer. Maksimal anvendelsestemperatur op til over 200 ºC for de krystallinske typer. Overfladebehandling Materialet kan males. Det er i den forbindelse vigtigt, at de tilstedeværende opløsningsmidler i malingen ikke angriber PET. Malingstype må derfor vælges i samråd med leverandør. Limning Limning af termoplastisk polyester mod sig selv sker lettest ved hjælp af opløsningsmidler. Egnet til formålet er ethylendichlorid eller chlorbenzen. Ved limning mod andre materialer anvendes 2-komponentlime på epoxyd - eller polyurethanbasis eller cyanoakrylat. Svejsning Sammenføjning af materialet kan foretages ved svejsning. Kemisk bestandighed Termoplastisk polyester er bestandig over for de fleste olier og fedtstoffer. Materialet opløses i en række almindeligt anvendte opløsningsmidler som chloroform og ethylendichlorid. Materialet viser begrænset holdbarhed over for stærke syrer og baser. Brand og overophedning Brænder med en sodende og dryppende flamme. Forbrændingsprodukterne har en sødlig og stikkende (acetaldehyde) lugt. Ved brand og ophedning af PET og PBT kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte acetaldehyde CH 3 -CHO formaldehyd HCHO acrolein eddikesyre CH 3 -COOH myresyre HCOOH Side 78

79 PMMA Akrylplast Bemærk: Internationalt staves "Akryl" som "Acryl". Her er valgt "Akryl". Den kemiske betegnelse for akrylplast er Polymethylmethakrylat, der danner grundlag for den anførte forkortelse. Bliver undertiden benævnt som organisk glas eller Plexiglas. Sidstnævnte er et indregistreret handelsnavn. Anvendelse Akrylplast anvendes bl.a. til ovenlysvinduer, vinduer til fly og busser, bølgeplader, belysningsarmaturer, vejskilte, facadebeklædninger, reklameskilte, badekar, håndvaske, briller og brillestel og linser samt video-storskærme, beskyttelsesskærme, urglas, lygteglas og busruder. Desuden anvendes akryl som bindemiddel i farver, lakker og lim. Akrylplast er en termoplast, hård, blank, glasklar og vejrbestandig. Specielle egenskaber Som plast betragtet, må akrylplast karakteriseres som et forholdsvis stærkt og stift materiale, der udviser en vis skørhed. Er hårdt, sprødt, blankt og glasklart. Materialet ridses forholdsvis let i overfladen. Til gengæld kan ridserne uden større besvær fjernes ved polering. Som de fleste øvrige plast besidder akrylplast en høj varmeudvidelseskoefficient. Dette bør man erindre sig ved kombination af materialet med metaller. Opbygning [C 2 H 2 CH 3 COOCH 3 ]n PMMA er amorft, og fremstillet ved kædepolymerisation. Densitet Densitet ca. 1,19 g/cm 3 Udseende Akrylplast har en flot overfladeglans. I ufarvet tilstand er materialet glasklart og farveløst. PMMA kan indfarves i alle regnbuens farver. UV-bestandighed Akrylplast kan males, men det sker sjældent, fordi beskyttelse mod udendørs påvirkning er unødvendigt. Akrylplast har en fortrinlig udendørs bestandighed og overgås i så henseende ikke af de øvrige termoplast. Temp. bestandighed Akrylplast udviser god bestandighed overfor varme og kulde. Maksimal anvendelsestemperatur ºC. Overfladebehandling Akrylplast kan males, men det sker sjældent, fordi beskyttelse mod udendørs påvirkning er unødvendigt. Maling på basis af enten celluloseestere eller alkyder kan anvendes. Limning Akrylplast kan limes med sig selv, andre plast eller andre materialer ved hjælp af opløsningsmidler. Egnede opløsningsmidler er f.eks. methylenchlorid og chloroform Side 79

80 Svejsning Akrylplast kan ultralyds og varmluftssvejses. Ved varmluftssvejsning kan opnås en forbedret styrke i svejsningen, ved anvendelse af PVC-tråd som tilsatsmateriale. Kemisk bestandighed Akrylplast er bestandigt over for olier og fedtstoffer. Akrylplast opløses i en lang række opløsningsmidler, herunder benzen og acetone. Materialet angribes svagt af sprit, men er upåvirket af benzin og terpentin. Akrylplast tåler baser. Derfor kan basiske rengøringsmidler anvendes. Brand og overophedning Brænder uden røgudvikling med en gul flamme, der har en blå kant. Ved brand og ophedning af PMMA kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte formaldehyd HCHO methylmethakrylat Side 80

81 PC Polycarbonat Anvendelse Polycarbonat bruges bl.a. til flasker, kabinetter, styrthjelme, legetøj, lygteglas, skudsikre ruder, beskyttelsesskærme, sikkerhedshjelme, medicinske artikler og til andre tekniske formål. Endvidere anvendes PC i husholdningen til kaffemaskiner, barbermaskiner, hårtørrere og til CD fremstilling. Polycarbonat er en termoplast med særdeles god slagstyrke. Materialet kan fremstilles glasklart. Specielle egenskaber Betegnes ofte som brud - eller skudsikkert glas. Polycarbonat er et forholdsvis sejt, stærkt og stift materiale og udviser stor dimensionsstabilitet. Den store sejhed bevirker, at det ved slagpåvirkning næsten er umuligt at fremkalde brud i materialet. Opbygning [O-C 6 H 4 -CCH 3 CH 3 -C 6 H 4 -O-CO]n PC er et amorft materiale fremstillet ved trinvis polymerisation. Densitet Densitet ca. 1,20 g/cm 3 Udseende I ufarvet tilstand er materialet glasklart med en svag blå toning. UV-bestandighed Polycarbonat kan anvendes til udendørs brug. For at modvirke gulnen bør der dog tilsættes UVstabilisatorer. Temp. bestandighed Polycarbonat udviser en særdeles god bestandighed over for såvel kulde som varme. Maksimal anvendelsestemperatur er ca ºC. Overfladebehandling Polycarbonat kan males. Det er i den forbindelse vigtigt, at de i malingen tilstedeværende opløsningsmidler ikke angriber polycarbonaten. Malingstype må derfor vælges i samråd med leverandøren. Limning Limning af PC sker lettest ved hjalp af et opløsningsmiddel, hvori der er opløst få procent af PC. Methylenchlorid eller ethylenchlorid kan anvendes. Svejsning Polycarbonat kan varmlufts-, varmetråds- og impulssvejses. Kemisk bestandighed Polycarbonat er bestandig over for de fleste olier og fedtstoffer og tillige benzin, terpentin og sprit. Derimod tåler PC ikke benzen tetraklorkulstof og acetone, ligesom PC er begrænset bestandig mod stærke syrer og baser. Brand og overophedning PC brænder med en let sodende, gullig flamme og lugter sødligt. Forbrændingen ophører, når prøvelegemet fjernes fra den åbne ild Side 81

82 POM Polyoxymethylen (Acetalplast) Anvendelse POM anvendes typisk til lejer, tandhjul, ventiler, pumper, pakninger samt til elektroniske dele i symaskiner, skrivemaskiner, etc. Specielle egenskaber POM har gode mekaniske egenskaber. Det er stærkt, sejt, hårdt og stift og med gode fjederegenskaber. Det har en høj slidstyrke og lav friktion. POM har en ringe vandabsorbtion, hvilket gør emner dimensionsstabile, selv i fugtige omgivelser. Opbygning [CH 2 -O]n Homopolymer POM [C =>2 H =>4 -O]n Copolymer POM POM er et delkrystallinsk materiale, der er fremstillet ved trinvis polymerisation. De to hovedtyper, homopolymer POM og copolymer POM, ligner hinanden hvad materialetypiske egenskaber angår. Forskellen ligger i kemikalieresistens og mekaniske egenskaber. Densitet Densitet ca. 1,41 g/cm 3 Udseende Mat og mælket UV-bestandighed Til udendørs brug skal POM stabiliseres enten med carbon-black eller en UV-absorber. Temp. bestandighed En copolymer POM besidder oftest større varmestabilitet end homopolymer POM. POM kan anvendes ved temperaturer op til 120 ºC, og det bevarer sin slagstyrke til under 0 ºC. Overfladebehandling Limning Svejsning Kemisk bestandighed Overfor organiske opløsningsmidler er POM meget modstandsdygtig, men det tåler ikke syrer og baser. Brand og overophedning POM brænder med en klar, næsten usynlig flamme, og ved forbrændingen frigøres formaldehyd, der har en meget skarp lugt. Ved brand og ophedning af POM kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte myresyre HCOOH formaldehyd HCHO Side 82

83 PTFE Fluorholdigt plast Flourplast er måske bedst kendt under handelsnavnet Teflon. Generelt om fluorplast I fluorplast er brintatomerne (H) i ethylen- eller propylenmolekylet helt eller delvist erstattet med fluor- og eller chloratomer. På denne måde opstår der helt nye egenskaber i de oprindelige plasttyper. Kemikaliebestandigheden, opløs ningsmiddelbestandigheden og UV-bestandigheden øges som regel betydeligt. Jo flere brintatomer der erstattes med fluor- eller chloratomer, jo højere smeltepunkt får materialet. Ved fuldstændig erstatning, som det er tilfældet i PTFE, er materialet faktisk ikke længere smeltbart. Af øvrige fluorplasttyper kan nævnes: ETFE, FEP, PFA, PCTFE, PVF, PVDF, ECTFE. Anvendelse Fluorplast bruges bl.a. til belægninger på pander og gryder samt til komponenter og overfladebelægninger i den kemiske industri. Fluorplast er en termoplast kendetegnet ved en meget lav friktionskoefficient, modstandsdygtighed mod kemikalier samt evnen til at modstå temperaturer op til 250 grader. Det mest anvendte fluorholdige plast er polytetrafluorethylen PTFE. PTFE anvendes hvor temperaturstabilitet, kemikalieresistens eller lav friktion er nødvendig. Det anvendes til belægninger, løse rørfolier og pakninger. Specielle egenskaber Prisen for PTFE og alle andre fluorholdige plasttyper er høj. De mekaniske egenskaber svarer til egenskaberne i PEMD ved stuetemperatur. Trækstyrke og slidbestandighed er ringe, men slagstyrken god. Slidbestandigheden kan dog forbedres betydeligt, helt op til 500 gange, ved tilsætning af fyldstoffer. PTFE kryber ret meget ved stuetemperatur. Viskositeten (smeltepunktet er ca. 330 ºC) af smelten er så høj, at det er vanskelig forarbejdelig. Materialets øvre temperaturgrænse er ca. 260 ºC, men i visse tilfælde har det været anvendt i længere tid ved 500 ºC, og ved over 700 ºC med tilfredsstillende resultat. Opbygning [C 2 F 4 ]n PTFE er delkrystallinsk og fremstillet ved kædepolymerisation. Densitet 2,15 gr./cm³ Udseende UV-bestandighed Temp. bestandighed PTFE er varmestabil, idet langtidsbrugstemperaturer på 260 ºC kan tolereres. Overfladebehandling Limning Side 83

84 Svejsning Kemisk bestandighed PTFE angribes ved stuetemperatur ikke af organiske eller uorganiske stoffer, syrer eller baser udover alkalimetaller. Ved over 150 ºC angribes det af fluor og visse fluorforbindelser. Brand og overophedning Ved brand og ophedning over 300 ºC af PTFE kan dannes giftige gasser. Undlad at få fluorplast på f.eks. cigaretter, og fjern evt. fluortape fra f.eks. rør før disse svejses Side 84

85 Biopolymere Generelt om biopolymere Biopolymere er en samlet betegnelse for forskellige polymere, der har det tilfælles, at de er fremstillet af fornybare råvarer som f.eks. majsstivelse, korn, mælkeprotein og organiske restprodukter. Anvendelse Biopolymere anvendes generelt, hvor bionedbrydelighed er ønskeligt. Biopolymere anvendes til emballageformål. Cigaretfiltre er oftest af cellulosederivater. Biopolymere kan anvendes som alle andre termoplastiske materialer. Anvendelsen begrænses i nogen grad af prisen og af leveringsmulighederne. Forarbejdningen af biopolymere sker efter samme princip som for andre termoplastiske materialer. De kan termoformes, sprøjtestøbes og ekstruderes. Af de fleste biopolymere kan der fremstilles folie. Specielle egenskaber Nogle biopolymere er 100 % biologisk nedbrydelige. Biopolymere er ofte, men ikke nødvendigvis, bionedbrydelige. Nogle af de allerførst fremstillede polymere var bionedbrydelige materialer fremstillet som derivater af cellulose og casein. Biopolymere fremstilles i dag som cellulosebaserede materialer, cellulosederivater, som stivelsesbaserede materialer eller som fermenterede materialer. Andre typer forekommer også. Anvendelsestemperaturerne er begrænsede. Kemikaliebestandigheden er beskeden for de fleste biopolymere. Biopolymere absorberer vand. Spredningen på de mekaniske egenskaber er generelt større for halvsyntetiske og fermenterede produkter end for de helsyntetiske polymere. Biopolymere er generelt dyre. Opbygning Der kan ikke anføres en generel strukturformel for biopolymere, da strukturen er meget forskellig fra type til type. Biopolymere er termoplastiske materialer. De er oftest amorfe. Materialevarianter Biopolymere kan være: CA (celluloseacetat), CAB (celluloseacetatbutyrat), PHB (polyhdroxybutyrat), PVH (polyhydroxyvalerat) samt copolymere af PHV/PHB, PCL (polycaprolacton), stivelsesbaserede polymere, syntetisk polyvinylalkohol samt andre typer. Eksempler på handelsnavne er Biopol (PHB/PHBV), Mater-Bi (stivelse PCL/PVA blanding) og Novon (stivelse-syntetisk-blanding) m.fl. Udseende Biopolymere kan have mange forskellige farver. Nogle kan indfarves i alle farver, andre er stærkt begrænsede i indfarvningsmulighederne. Mange biopolymere har flot overfladeglans. UV-bestandighed Mange biopolymere har udmærket UV-bestandighed Side 85

86 Hærdeplasttyper Epoxyplast Epoxyplast anvendes ofte i kombination med glas- eller kulfibre til meget stærke konstruktioner bl.a. i fly-, skibs- og bilindustrien. Yderligere anvendes materialet til overfladebelægninger og lim. Epoxyplast er en hærdeplast med høj kemisk modstandsdygtighed og stor varmebestandighed. Melaminplast Melaminplast bruges bl.a. til fade, skåle, tallerkener, kopper, skeer og bordlaminater. Melaminplast er en hærdeplast, et stift og forholdsvis hårdt materiale med en flot overflade. Ureaplast Ureaplast bruges bl.a. til husholdningsartikler, dørhåndtag, toiletsæder og installationsmateriel. Ureaplast er en hærdeplast og et stift materiale, der ofte bruges tilsat fyld- og armeringsstoffer. Polyester (glasfiberarmeret) Glasfiberarmeret polyester bruges bl.a. til møllevinger, både, biler, tog, flagstænger, gitterkonstruktioner, styrthjelme, armaturer og containere. Den polyestertype, der bruges til disse produkter, er en hærdeplast. Glasfiberarmeringen bevirker, at materialet bliver meget stærkt og modstandsdygtigt. Polyurethanplast Polyurethan bruges hovedsageligt opskummet som celleplast. Man skelner mellem 3 hovedtyper: Blødt skum, hårdt skum og integralskum. Blødt skum - ofte betegnet skumgummi - anvendes bl.a. til madrasser, bilsæder, møbler og skosåler. Hårdt skum anvendes til isolering af f.eks. bygningselementer, fjernvarmerør og køleskabe. Integralskum består af en opskummet kærne og en hård yderskal. Materialet anvendes bl.a. til tekniske artikler, kabinetter, kofangere og skærme Side 86

87 Fotosyntese Lys-energien og varmen fra sollyset bruges til at omdanne H 2 O og CO 2 som bliver til C 6 H 12 O 6 (glukose) og med restproduktet O 2, altså ren ilt. Hvad er fotosyntese? Fotosyntese er uden tvivl den vigtigste biologiske proces på vores jordklode. Groft sagt kan man sige: "Uden fotosyntese intet liv på jorden". Fotosyntesen er den proces hvor lysenergi fra solen indfanges og omdannes til en energiform, der kan udnyttes af levende organismer. Processen udføres af grønne planter, alger og nogle få bakterier. I selve fotosynteseprocessen omdannes kuldioxid og vand til sukkerstof og ilt. Processen drives som ovenfor nævnt af lysenergi fra solen. Den omdannes til kemisk energi og indbygges sammen med kulstof i sukkerstoffet glukose. Ilten udskilles nærmest som et affaldsstof (et vigtigt et!). Nedenfor er fotosyntesen beskrevet på en biokemisk form: 6 CO H 2 O + "lysenergi" = C 6 H 12 O O 2. C 6 H 12 O 6 = glukose/sukkerstof Cellevæggene i planter, som f.eks. træer, græs, papyrus, bomuld og halm, består mest af cellulose. Cellulose er en naturlig dannet polymer af glukosen med følgende kemiske formel: [C 6 H 10 O 5 ]n. Tilbage bliver vand, H 2 O. Cellulose er et af de mest almindeligt forekommende organiske stoffer i naturen. Den energi der hele tiden bindes i planter, danner endvidere fødegrundlaget for dyr og mennesker. Historisk set har fotosyntesen dannet grundlaget for, at vi kan udvinde fossile brændstoffer, olie, kul og naturgas fra undergrunden, og udnytte den energi der er bundet i dem. Når planterne i historisk tid er havnet på bunden af et vådområde, er ilten "overgået" til andre forbindelser, og tilbage er C-H forbindelserne, som vi pumper op fra undergrunden i form af olie eller gas Side 87

88 Plasttyper med forkortelse Her er et lille bud på hvad der findes af registrerede plasttyper på markedet år Desuden er der sikkert 1000-vis af tilpassede varianter. ABS ACM ACS AES AMMA AN APET ARP ASA BDMA BGE BIIR BMC BMI BOPP BR CA CAB CAP CF CGE CHDM CIIR CM CMC CN CO COF CP CPE CPVC CR CS CSM CTE CTFE CTI DAM DAP DDS DGEBA DIN DTUL EAA EBAC EC ECN ECO ECTFE Poly(Acrylonitrile Butadiene Styrene) Poly(Acrylic Acid Ester Rubber) Acrylonitrile-Chlorinated Polyethylene- Styrene Terpolymer Poly(Acrylonitrile Ethylene Styrene) or Poly(Acrylonitrile Ethylene Propylene Styrene) Poly(Acrylonitrile Methyl Methacrylate) Acrylonitrile Amorphous Polyethylene Terephthlate Poly (Arylterephthalate) Copolyester Poly (Acrylic Styrene Acrylonitrile) Benzyl Dimethyl Amine (Epoxy Cure Accelerator) Butyl Glycidyl Ether Bromobutyl Rubber Bulk Molding Compound Bismaleimide Biaxially Oriented Polypropylene (Film) Polybutadiene Rubber Cellulose Acetate Cellulose Acetate Butyrate Cellulose Acetate Propionate Cresol Formaldehyde Cresol Glycidyl Ether Cyclohexanedimethanol Chlorobutyl Rubber Chlorinated Polyethylene Rubber Carboxymethyl Cellulose Cellulose Nitrate Epichlorohydrin Rubber (Homopolymer) Coefficient of Friction Cellulose Propionate Chlorinated Polyethylene Chlorinated Polyvinyl Chloride Polychloroprene Rubber Casein Chlorosulfonated Polyethylene Rubber Coefficient of Thermal Expansion Chlorortrifluoroethylene Comparative Tracking Index Dry As Molded (often applied to nylon) Diallyl Phthalate Diaminodiphenyl Sulfone (Epoxy Cure Agent) Diglycidyl Ether of Bisphenol A Deutches Institut für Normung Deflection Temperature Under Load Ethylene/Acrylic Acid Copolymer Poly(Ethylene Butyl Acrylate) Ethyl Cellulose Epoxy Cresol Novolac Epichlorohydrin Rubber (Ethylene Oxide Copolymer) Poly(Ethylene Chlorotrifluoroethylene) EEA EEW EMAAA EMAC EMCM EP EPDM EPM EPN EPS ESCR ETFE ETPU EVA EVAC EVAL EVOH FEP FF FMQ FPM FPVC FR FVMQ FZ GFR GP GPO GPPS HDPE HFP HIPS HNBR IIR IM IMR ISO LCP LDPE LLDPE LMDPE MDPE MEKP MF MFI NBR NHFR NHT OPP OPS PA PA PAEK PAEK PAI PAMS PAN PARA PAS Poly(Ethylene-Ethyl Acrylate) Epoxy Equivalent Weight (Also called WPE) Ethylene Acid Terpolymer Poly(Ethylene Methyl Acrylate) Ethylene Methyl Acrylate Cyclohexene Methyl Acrylate Epoxy; Epoxide Ethylene Propylene Terpolymer Rubber Ethylene Propylene Copolymer Epoxy Phenol Novolac Expanded Polystyrene Environmental Stress Cracking Resistance Poly(Ethylene Tetrafluoroethylene) Engineering Thermoplastic Polyurethane Ethylene Vinyl Acetate Copolymer Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer Poly(Ethylene-Vinyl Alcohol) Poly(Ethylene Vinyl Alcohol) Fluorinated Ethylene Propylene Furan Formaldehyde Fluorosilicone Rubber Fluorocarbon Rubber Flexible Polyvinyl Chloride Flame Retardant Fluorosilicone Rubber Fluorinated Polyphosphazene Rubber Glass Fiber Reinforced General Purpose Propylene Oxide Rubber General Purpose Polystyrene High Density Polyethylene Hexafluoropropylene High Impact Polystyrene Hydrogenated Nitrile Rubber (Acrylonitrile- Butadiene Rubber) Butyl Rubber Injection Molded Internal Mold Release International Standards Organization Liquid Crystal Polymer Low Density Polyethylene Linear Low Density Polyethylene Linear Medium Density Polyethylene Medium Density Polyethylene Methyl Ethyl Ketone Peroxide (Thermoset Curing Agent) Melamine-Formaldehyde Melt Flow Index Nitrile Rubber (Acrylonitrile-Butadiene Rubber) Non-Halogen Flame Retardant High Temperature Nylon Oriented Polypropylene (Film) Oriented Polystyrene (Film) Polyacrylate Polyamide (Nylon) Polyarylether Polyaryletherketone Polyamide-Imide Poly(Alpha Methylstyrene) Polyacrylonitrile Polyarylamide (polyaramide) Polyarylsulfone Side 88

89 PASA PASU PB PB PBI PBT PC PCP PCR PCT PCTFE PCTG PCU PDAP PDSM PE PEBA PEEK PEG PEI PEK PEKEKK PEKK PEN PEO PEOX PES PESU PET PETG PEX PF PFA PFPE PI PIB PIR PISU PMMA PMP PNR PO POB POM PP PPA PPE PPF PPG PPO PPOX PPS PPSU PRF PS PSU PTFE PTMG PTT PU PUR Polyamide, Semi-Aromatic (Nylon) Polyarylsulfone Polybutadiene Polybutene-1 Polybenzimidazole Polybutylene Terephthalate Polycarbonate Post-Consumer Plastic Post-Consumer Resin Polycyclohexylenedimethylene Terephthalate Polychlorortrifluoroethylene Glycol-Modified PCT Polycarbonate Urethane Poly(Diallyl Phthalate) polydimethylsiloxane (Silicone) Polyethylene Polyether Block Amide Polyetheretherketone Polyethylene Glycol Polyetherimide Polyetherketone Polyetherketoneetherketoneketone Polyetherketoneketone Polyethylene Naphthalate Poly(Ethylene Oxide) Poly(Ethylene Oxide) Polyethersulfone Polyethersulfone Polyethylene Terephthalate PET Modified with CHDM Cross-linked Polyethylene Phenol Formaldehyde (Phenolic) Perfluoroalkoxy Polyperfluoropolyether Polyimide Polyisobutylene Polyisocyanurate Foam Polyimidesulfone Polymethylmethacrylate Polymethylpentene Polynorborane Rubber Polyolefin Poly(p-Oxybenzoate) Polyoxymethylene (Acetal) Polypropylene Polyphthalamide Polyphenylene Ether Phenol-Furfural Polypropylene Glycol Polyphenylene Oxide Polypropylene Oxide Polyphenylene Sulfide Polyphenylsulfone Plastics Recovery Facility Polystyrene Polysulfone Polytetrafluoroethylene Polytetramethylene Glycol Polytrimethylene Terephthalate Polyurethene Polyurethene PVAC Poly(Vinyl Acetate) PVAL Poly(Vinyl Alcohol) PVB Poly(Vinyl Butyral) PVC Polyvinyl Chloride PVCA Poly(Vinyl Chloride-Acetate) PVDC Polyvinylidene Chloride PVDF Polyvinylidene Fluoride PVFM Poly(Vinyl Formal) PVK Polvinylcarbazole PVOH Polyvinyl Alcohol PVP Polyvinylpyrrolidone PZ Polyphosphazene Rubber RPVC Rigid Polyvinyl Chloride RTPU Rigid Thermoplastic Polyurethane RTV Room Temperature Vulcanizing (Silicone) SAN Poly(Styrene Acrylonitrile) SB Styrene-Butadiene SBC Styrene-Butadiene Copolymer SBS Poly(Styrene Butadiene Styrene) SEBS Poly(Styrene-Ethylene-Butadiene-Styrene) Elastomer SI Silicone SI System International (a subset of metric units) SIS Poly(Styrene-Isoprene-Styrene) Elastomer SMA Poly(Styrene Maleic Anhydride) SMMA Styrene Methyl Methacrylate Copolymer SMS Styrene-a-Methylstyrene SPS Syndiotactic Polystyrene SPU Segmented Polyurethane TAIC Triallyl Isocyanurate TEEE Ether Ester Block Copolymer (Thermoplastic Elastomer) TEEE Thermoplastic Elastomer Ether Ester Block Copolymer TEO Olefinic Thermoplastic Elastomer TES Thermoplastic Styrenic Elastomer TFE Polytetrafluoroethylene TP Thermoplastic TPE Thermoplastic Elastomer TPI Thermoplastic Polyimide TPO Thermoplastic Polyolefin (often applied to elastomers) TPU Thermoplastic Polyurethene (often applied to elastomers) TPUR Thermoplastic Polyurethene (often applied to elastomers) TPV Thermoplastic Vulcanizate UF Urea Formaldehyde UHMW Ultra High Molecular Weight (often applied to polyethylene) UHMWPE Ultra High Molecular Weight PolyEthylene ULDPE Ultra Low Density Polyethylene UP Unsaturated Polyester (Thermoset) VCE Poly(Vinyl Chloride-Ethylene) VCEMA Poly(Vinyl Chloride-Ethylene-Methyl Acrylate) VCMA Poly(Vinyl Chloride-Methyl Acrylate) VCVAC Poly(Vinyl Chloride-Vinyl Acrylate) VCVDC Poly(Vinyl Chloride-Vinylidene Chloride) VHMW Very High Molecular Weight (often applied to polyethylene) XLPE Cross-linked Polyethylene Side 89

90 Mini-ordbog & Det lille plastleksikon ABS plast: Termoplast. Er meget slagfast, stiv, har fin overflade, men ringe vejrbestandighed. Fås med forskellige egenskabskombinationer. Bruges bl.a. til edb-kabinetter, husholdningsmaskiner, LEGOklodser og metalbelagt plast. ABS er en forkortelse af Akrylnitril Butadien Styren terpolymer. Det er en plast i to faser bestående af 1) en co-polymer af akrylnitril og styren og 2) polybutadien med indhold af styren og akrylnitril. Accelerator: Tilsætningsstof til hærdeplast, der i små mængder kan fremskynde hærdningen. Akrylplast, PMMA: Termoplast. Et velkendt handelsnavn er Plexiglas. Er hård, stiv, sprød, blank, glasklar, meget vejrbestandig og stabil i UV-lys. Bruges bl.a. til skilte, montrer, brusekabiner, brilleglas, og video-storskærme. Er en polymer af methylmethakrylat. Kan både sprøjtestøbes, termoformes og støbes i form ud fra monomeren. Amorf: Betegnelse for materiale uden krystallinsk opbygning. Amorfe materialer har ikke noget fast smeltepunkt, men bliver gradvist blødere og mere flydende ved stigende temperatur. De er glasklare. Eksempler er mange termoplaster, hærdeplaster og glas. Armering: Betegnelse for forstærkning af plast med f.eks. glas- eller kulfibre. Fibrene kan indbygges som tråde, filt eller net. Den færdige plast betegnes som en komposit. Atom: Den mindste enhed i grundstofferne, der har stoffernes egenskaber. Grundstoffer, hvoraf der findes godt 100, er stoffer, der ikke kan spaltes til andre stoffer. Eksempler herpå er brint (hydrogen), ilt (oxygen) og kulstof (carbon). Atomer fra forskellige grundstoffer kan forenes til molekyler, der danner de næsten uendeligt mange kemiske stoffer. Bakelit: Handelsnavn for en af de allerførste ikke naturskabte plasttyper (fra 1909) opkaldt efter opfinderen Leo H. Baekeland. Er en phenolplast, se denne. Baser: Kemiske forbindelser der kan forene sig med brint-ioner. Bioplast: Bruges tit som fællesbetegnelse for plast, der enten er fremstillet af biomasse og/eller er nedbrydelig i naturen Blødgører: Tilsætningsstof til polymerer, der bruges for at ændre materialet fra at være hårdt og stift til at blive blødt og bøjeligt. Der anvendes mange blødgører med meget forskellig kemisk opbygning. Celluloid: Handelsnavn for den første plasttype (fra 1870). Fremstilles af cellulose ved behandling med salpetersyre. Glasklart, sejt, meget brandbart. Blev tidligere bredt anvendt til bl.a. bordtennisbolde, knapper og fotografiske film, men bruges næsten ikke i dag. Celleplast: En rigtigere betegnelse for porøs plast end skumplast. Celleplast kan fremstilles af de fleste plasttyper og både som hård og blød. Er meget let i forhold til styrken og er varmeisolerende. Almindeligt er blødt og hårdt skum af polyurethan, og hårdt skum af polystyren, se EPS. Copolymer: En copolymer er opbygget/sammensat af 2 eller flere monomere plasttyper. F.eks. ABS som er opbygget af Akrylnitril, Butadien og Styren. En polymer af én monomer kaldes en homopolymer. DEHP: Blødgører til PVC. En forkortelse af Diethylhexylphthalat. Tilhører stofgruppen phthalsyreestere, der også betegnes phthalater. Bruges som blødgører i PVC til bl.a. elkabler, presenninger, gulvbelægninger, slanger, blodposer, urinposer og medicinsk udstyr. Er ikke tilladt til brug i levnedsmiddelemballage i Danmark. Dioxiner: Betegnelse for en stor gruppe stoffer, der er opbygget af to kulstofringe forbundet med to iltatomer og med chloratomer bundet til nogle af kulstofatomerne. Ekstrudering: Fremstillingsmetode for produkter af termoplast. Plastråvaren fyldes i en lukket cylinder og opvarmes. Cylinderen er forsynet med en snegl, der fører den smeltede plast frem og presser den Side 90

91 igennem en åbning forsynet med et formningsværktøj, ligesom når man fremstiller vanillekranse på en køkkenmaskine. Den formede plast køles ved at trækkes igennem en kalibrering, der køles med vand, og rulles op på spoler, hvis det er en blød plast, eller afskæres i passende længder, hvis det er en hård plast. Bruges bl.a. til fremstilling af folier, plader, stænger, rør, slanger, profiler, elkabler. Elastomerer: Kaldes også gummimaterialer. Bred betegnelse for polymere materialer, der med lille kraft kan strækkes langt ud over egen længde og vende tilbage til normal størrelse igen. Eksempler er butadiengummi, se polybutadien, og isoprengummi, se polyisopren. Epoxyplast: Hærdeplast. Epoxy kan fremstilles i mange forskellige typer og anvendes med mange forskellige hærdere, hvorved der kan fremstilles materialer med meget specifikt tilpassede kombinationer af egenskaber. Generelt er epoxyplast mekanisk stærk, holdbart overfor både vejrlig, kemikalier og varme, og har evne til at klæbe til en bred vifte af andre materialer. Bruges bl.a. til lime, gulvbelægninger og med glasfiberarmering til f.eks. møllevinger og fly. Co-polymer af epoxyforbindelse og en hærder, der typisk er syre-anhydrid, polyamid eller polyamin. EPS: Celleplast, termoplast. En forkortelse af Ekspanderet Polystyren. Et kendt handelsnavn er Flamingo. Meget let, med god varmeisolering og stødabsorberende. Anvendes til emballage og isolering. Farvestof: Bruges ikke i plast. De tilsætningsstoffer, der giver plast farve, kaldes pigmenter, se under dette. Fri radikal: Atomgruppe med frie bindinger (valenser) som søger at hægte sig til andre frie atomer, og derved måske danner et helt andet stof. Fri valens: Fri binding, hvorpå der kan hægte sig et atom, f.eks. et brintatom. Se også valens. Fugtoptag: Polymere, der kan optage vand, indeholder som hovedregel O og/ eller N. Fyldstof: Betegnelse for tilsætningsstoffer, der blandes i polymerer for at tilføre det færdige materiale attraktive egenskaber eller for at spare på dyre polymerer. Eksempler er kridt og talkum. Gummimaterialer: Se Elastomerer Halogen: Halogen = saltdanner. Gruppen omfattende fluor, klor, brom og jod som ved direkte forening med metaller danner salte. Halogener kan ikke brænde, og virker derfor brandhæmmende. Klor Clatomet er stort og tungt i forhold til et H-atom, hvorfor ca. 57 % af PVC s vægt udgøres af Cl HDPE: Termoplast. En forkortelse af High Density Polyethylen. Polyethylen fremstilles i en række forskellige typer. HDPE er stærkere og stivere end andre polyethylener, men ikke så sej. Tynde folier er ugennemsigtige og "knitrer" lidt ved bevægelse. Bruges bl.a. til folier, spande, dunke, kasser, flasker og rør. Hjælpestof: Se Tilsætningsstoffer. Homo-polymer: Plasttyper, hvis polymerkæde er opbygget af den samme type monomer. F.eks. PE og PVC. Hærdeplast: Plast, som polymeriseres i den ønskede form, idet 2 eller flere komponenter blandes som væsker eller pulvere og eventuelt opvarmes. Kan ikke smeltes og tildannes i ny form (ligesom et æg, der er hærdet ved kogning), men kan tilskæres, slibes m.v. Eksempler på hærdeplast er umættet polyester og polyurethan. Hærdeplaster er typisk meget bestandige både mod slid, slag og kemikalier. Den anden hovedtype plast kaldes termoplast. Katalysator: Betegnelse for et kemisk stof, som igangsætter eller fremskynder en kemisk reaktion, uden selv at deltage i den. Der bruges katalysatorer til at styre polymerisationsprocessen, og de har stor betydning for strukturen i den færdige polymer. Kohæsionskræfter: Den indre tiltrækningskraft som er mellem et stofs mindste dele. Tiltrækningskraften gør, at faste stoffer hænger sammen. Disse kohæsionskræfter findes ikke i luftarter Side 91

92 Kompositter: Betegnelse for produkter, der er opbygget af flere materialer. Glasfiberarmeret polyester betegnes som en komposit af polyester og glasfiber. Konditionering: PA (nylon) skal normalt optage fugt, for at opnå ønskede dimensioner og optimale egenskaber, inden anvendelse. Kan ske ved længere tids ophold i almindelig luft, eller ved tidsbestemte ophold i opvarmede vandbade. Krybning: Krybning er et vigtigt - om end ofte uønsket - begreb for plastemner, da plast under belastning og specielt ved forhøjet temperatur kryber. Krybning er en deformation, en forlængelse, af materialet. Det er en tidsafhængig forlængelse, dvs. at krybningen først ses efter en vis tids påvirkning af belastningen. Krybningen er stærk temperaturafhængig, og foregår hurtigere ved forøget temperatur. Krystallinsk: Betegnelse for materiale med atomerne eller molekylerne ordnet i et tredimensionalt gitter med størst mulig regelmæssighed. Polymerer betegnes som krystallinske, når molekylkæderne eller dele deraf er ordnet i tredimensionale gitre. Antallet og udbredelsen af krystallinske områder i en polymer har indflydelse på polymerens egenskaber. Eksempler på krystallinske materialer er køkkensalt, is og diamanter. Kulbrinte: Kemisk forbindelse, der kun indeholder kulstof (carbon) og brint (hydrogen) i molekylet. Der findes kulbrinter med fra 1 til uendeligt mange kulstofatomer i hvert molekyle. Jo færre kulstofatomer, jo mere letflygtigt er stoffet. Naturgas er hovedsageligt methan med kun 1 kulstofatom. Flaskegas er propan eller butan med 3 hhv. 4 kulstofatomer. Benzin er en blanding med 5-8 kulstofatomer. Råolie er en blanding af flere hundrede kulbrinter med fra få til mange kulstofatomer. Laminater: Betegnelse for materiale opbygget af flere lag, hvor kombinationen af egenskaber er overlegen i forhold til de enkelte materialers egenskaber. Eksempler er folie til kaffeposer af polyethylen og aluminium og bordplader af melamin, phenolplast og spånplade. LDPE: Termoplast. En forkortelse af Low Density Polyethylen. Polyethylen fremstilles i en række forskellige typer. LDPE er sejere men mindre stærk end HDPE og meget mere formstabil end LLDPE. Folier er næsten transparente og bløde at røre ved. Bruges til bæreposer, affaldssække, dybfrostemballager, pallehætter, kabelisolering. LLDPE: Termoplast. En forkortelse af Linear Low Density Polyethylen. Polyethylen fremstilles i en række forskellige typer. LLDPE er den sejeste polyethylentype. Bruges ofte som tilsætning til de andre polyethylentyper, men også til folieemballage, der skal slutte tæt om produkter som f.eks. dybfrost fjerkræ. Makromolekyle: Et meget stort molekyle Masterbatch: Betegnelse for en polymer indeholdende en stor koncentration af pigment. Masterbatch fremstilles ved blanding af polymer og pulverformet pigment, med efterfølgende smeltning ved ekstrudering og formning af den indfarvede polymer til spagettiformede strenge, der skæres i småstykker. Masterbatch bruges til farvning af polymerer før fremstilling af produkter. Skal normalt iblandes råvaren med mellem ½ og 5 %, typisk 2 %. Materiale: Bruges som den samlende betegnelse for stoffer, produkter og råvarer beregnet til videre forarbejdning. Melamin: Hærdeplast. Hård, stiv. Anvendes altid med fyldstoffer eller fiberforstærkning. Vejrbestandig, ringe vandoptagelse, afgiver hverken lugt eller smag. Bruges bl.a. til husholdningsartikler ("Margrethe-skålen") og laminerede bordplader. Er en polymer af melamin-formaldehyd, kaldes også en aminoplast. Molekyle: Den mindste enhed i kemiske stoffer, der kan optræde i fri tilstand. Er opbygget af atomer fra forskellige grundstoffer. Vands molekyler består af 2 brint- og 1 iltatom. Naturgas er hovedsageligt methan og består af 1 kulstofog 4 brintatomer. Ethylen består af 2 kulstof- og 4 brintatomer. Polyethylen består af meget lange kæder af ethylengrupper bundet sammen i kæmpemolekyler Side 92

93 Monomer: Den molekyle-enhed, der ved at blive gentaget umådeligt mange gange i kæder og gitre, danner en polymer. Nitrogen N: Indgår i amider, nitrilforbindelser, melaminforbindelser og urethaner. N kan indgå i såvel hovedkæden som i sidegrupper. Nylon: Handelsnavn for en polyamidplast. Bruges bl.a. til tandhjul, lejer og fibre til tekstiler. Organisk opløsningsmiddel: Indeholder kulstofforbindelser. Organiske stoffer: Alle materialer, herunder også plast, som i sin kemiske opbygning indeholder kulstofforbindelser (C - Carbon). Stoffer som hidrører fra dyre- eller planteriget. PE: Forkortelse for Polyethylen, se denne. Permeabilitet: Permeabilitet (gennemtrængelighed) af et polymert materiale er en vigtig egenskab, der hænger sammen med såvel polymerens kemiske egenskaber, som med det indtrængende stofs kemiske egenskaber. Hvis det indtrængende stof ligner polymeren, er der mulighed for permeabilitet for det pågældende stof. Permeabiliteten for en polymer afhænger, ud over materialerne, også af godstykkelsen. PET: Termoplast. Stærk, hård, god barriere mod ilt og kulsyre, fås både glasklar og ugennemsigtig. Bruges bl.a. til mineralvandsflasker, emballagebakker og fiberfyld til dynejakker. En forkortelse af Polyethylenterephthalat, der er en polyester plast, copolymer af ethylen og terephthalsyre. Findes i 2 former: A-PET, der er amorf og transparent, og C-PET, der er del-krystallinsk og ugennemsigtigt. Flasker er amorfe og derfor transparente, medens emballager til mikroovne er krystallinske og derfor uigennemsigtige. PEX: Grundlæggende er PEX en PE som er tilsat en hærder. X står dermed for krydsbundet. PEX har, i forhold til PE, forbedrede egenskaber på f.eks. stivhed, styrke og især temperaturbestandighed. Derfor har PEX f.eks. stor udbredelse som vandførende rør til varmt vand. Phenolplast: Hærdeplast. En af de allerførste syntetiske plasttyper fra 1909 med handelsnavn Bakelit efter opfinderen Leo H. Baekeland. Hård, stiv, sprød, varmebestandig. I dag fremstilles mange forskellige phenolplaster med forskellige egenskaber. Bruges bl.a. til elektriske artikler, køkkenbordplader (med melamin yderst), dele i bilmotorer. Co-polymer af phenol og formaldehyd. Pigment: Tilsætningsstof, der giver plasten farve. Som pigmenter bruges stoffer, der udmærker sig ved at have en stærk, ren farve, der er bestandig overfor lys, varme og andre påvirkninger. Der bruges også sorte og hvide samt okker og rustrøde pigmenter. Ved blanding af pigmenter kan alle mulige nuancer fremstilles. Pigmenter har meget forskellig kemisk sammensætning. Plast: Betegnelsen på en stor gruppe materialer, som på et stadie af fremstillingen er plastisk formbare, og som er opbygget af polymere. Plasttyperne er indbyrdes meget forskellige i kemisk opbygning og egenskaber. Der er to hovedtyper: termoplast og hærdeplast. Plastmaterialer indeholder næsten altid en række tilsætningsstoffer, der understøtter eller tilpasser polymerens egenskaber, f.eks. farve, hårdhed og UV-lys-bestandighed. Plexiglas: Handelsnavn for en akrylplast, polymethyl-methakrylat. PMMA: Forkortelse af polymethylmethakrylat. Se Akrylplast Polyamid: Termoplast. Et velkendt handelsnavn er Nylon. Er meget slidstærke og ret stive. Har en god sejhed selv ved lave temperaturer. Er meget bestandige overfor benzin, olie og mange opløsningsmidler, men tåler ikke varmt vand i lang tid. Bruges til maskindele, oliefiltre, olie- og benzinslanger, møbelhængsler, laminatfolier til gastætte emballager, køkkenmaskiner. Er co-polymere af amider, f.eks caprolactam eller af syrer og aminer, f.eks. adipinsyre og hexamethylendiamin. Polybutadien: Gummimateriale (elastomer). Meget vandbestandigt, men tåler dårligt olie og benzin. Bevarer fleksibiliteten godt i kulde og kan med tilsætningsstoffer gøres udmærket udendørs holdbar Side 93

94 Bruges altid i blanding med andre gummityper og først og fremmest til slidbaner på bildæk. Polymer af butylener. Polycarbonat: Termoplast. Meget sejt, stærkt og relativt stift. Ualmindeligt slagfast, nærmest brudsikkert. Blankt og transparent. Tåler ikke stærke syrer og baser samt mange opløsningsmidler. Bruges til afdækningsskærme og skueglas, brystværn til broer, lyspaneler, kupler, maskindele, genbrugsflasker til mælkedrikke, CD er. Co-polymer af kuldioxid og bisphenol A eller en anden divalent phenol. Polyester: Betegnelse for en gruppe plast, der både omfatter termoplaster og hærdeplaster. Termoplastisk polyester forkortes ofte PET, se under dette. Hærdende polyester kaldes "umættet polyester". Bruges til glasfiberarmeret polyester, som bruges til f.eks. både, biler og møllevinger. Co-polymer af organiske syrer, glykoler og styren. Polyethylen, PE: Termoplast. PE findes i forskellige typer, der benævnes efter tæthed. HDPE står for "high density polyethylen", LDPE for "low density polyethylene" og LLDPE for "linear low density polyethylene", se under disse. Desuden findes der en MDPE som står for "medium density polyethylene". Alle PE typerne er meget bestandige over for vand, fugt og de fleste organiske opløsningsmidler. De er ikke helt blanke og har en voksagtig overflade. Ikke så bestandige overfor UV-lys. Polymere af ethylen. Er blandt de plasttyper, der fremstilles i størst mængde. Polyisopren: Gummimateriale (elastomer). Har egenskaber, der ligner naturgummi. Bruges i stor udstrækning i blanding med andre gummityper til produkter og til farmaceutisk gummi. Polymer af isopren. Naturgummi er en særlig polyisopren. Polymer: Et meget stort molekyle, makromolekyle, opbygget af en molekyleenhed, monomer, der gentages mange gange (poly = mange). Plast er materialer, der består af sådanne meget store molekyler, og kaldes derfor polymere materialer. Polymerer fremstilles af mange forskellige kemiske stoffer, der i de fleste tilfælde kommer fra råolie eller gas. Polymerisationsgrad: Polymerisationsgraden for en polymer angiver det antal gange monomeren gentages i polymeren. I formler for polymerer angiver værdien efter den kantede parentes (n) polymerisationsgraden. F.eks. [C 2 H 4 ]n ~ [C 2 H 4 ] Polyolefinegruppen: Plastmaterialer, som i sin opbygning kun indeholder kulstof (C Carbon) og brint (H Hydrogen). Polypropylen, PP: Termoplast. Er i familie med polyethylen, er stivere end HDPE og bevarer de mekaniske egenskaber bedre ved højere temperaturer. God kemisk bestandighed. Ugennemsigtig. Bruges bl.a. til emballage, tekniske artikler, sundhedsartikler, møbler, legetøj, fibre til tekstiler. Polymer af propylen. Er en af de plasttyper, der fremstilles i størst mængde. Polystyren, PS: Termoplast. Er hårdt, stift, skørt, glasklart, glimrende elektrisk isolerende. Kan fremstilles i slagfast udgave, der er lidt mat. Bruges bl.a. til drikkeglas og til mange tekniske formål. Polymer af styren. Som celleplast kaldes det EPS, ekspanderet polystyren. Polytetrafluorethylen, PTFE: Termoplast. Et velkendt handelsnavn er Teflon. Har en ekstrem kombination af egenskaber, som gør den attraktiv ved mange kritiske anvendelser. Er overordentlig bestandig mod kemikalier, meget varmefast, har meget ringe brændbarhed og stor vejrbestandighed. Har meget høj slagstyrke, men ret ringe slidstyrke. Bruges bl.a. til belægning af gryder og pander, tætningsringe i styresystemer i biler, slipfolie på valser, elkabler i fly, kunstige blodkar. Polymer af tetrafluorethylen. Polyurethan, PUR: Findes både som termoplast og som hærdeplast. Har meget gode tekniske egenskaber og anvendes både til skosåler og tekniske produkter. Som celleplast findes det både i en blød form, der bl.a. bruges til møbelhynder, og i en hård form, der bl.a. bruges til isolering i køleskabe, kølecontainere og fjernvarmerør. Co-polymere af isocyanater og polyoler. Polyvinylchlorid: Forkortes PVC, se denne Side 94

95 PP: Forkortelse for Polypropylen, se denne. PS: Forkortelse for Polystyren, se denne. Anvendelse af termoplastmaterialer Pultrudering: Fremstillingsmetode for produkter af glasfiberarmeret polyester i uendelige længder. Bundter af glasfiber trækkes igennem en lukket beholder med polyesterråvaren, der er en tykt flydende væske, og bliver herved gennemvædet med polyester. Dernæst trækkes fibrene gennem en opvarmet ståldyse, hvori hærdningen sker. Dysen har en form svarende til det ønskede profil. Bruges til fremstilling af stænger, rør, profiler, der er så stærke i forhold til deres egenvægt, at de kan bruges til mindre broer, kraner, trapper, gelændere mm. PUR: Forkortelse for polyurethan, se denne. PVC, Polyvinylchlorid: Termoplast Er stiv, stærk, har stor kemikaliebestandighed og er i stabiliseret form holdbar i mange år. Tåler ikke ret godt høj varme i længere tid. Kan ved blanding med blødgører modificeres til alle grader af blødhed. Bruges både til bløde genstande, f.eks. folier, slanger, elkabler og presenninger og til hårde genstande, f.eks. rør, tagrender og vinduesrammer. Polymer af vinylchlorid. Radikal: Se "Fri radikal". Sprøjtestøbning: Fremstillingsmetode for produkter af termoplast. Plastråvaren fyldes i en lukket cylinderformet beholder og opvarmes. Cylinderen er forsynet med en snegl, der fører den smeltede plast frem. Der indsprøjtes under stort tryk et nøje afmålt volumen af den smeltede plast i en lukket og afkølet form, hvor plastmassen størkner. Formen åbnes og det færdige emne udskydes af formen, der herefter er klar til en ny støbning. Bruges til fremstilling af alle mulige små og mellemstore plastprodukter, hvoraf der skal bruges mange, f.eks. bægre, spande, LEGO-klodser, simple og komplicerede tekniske emner, både bitte små dele til høreapparater og elektronik og store dele som fjernsynskabinetter og stole. Stabilisatorer: Tilsætningsstoffer til polymerer, der bruges for at forebygge at polymeren nedbrydes ved opvarmning eller udsættelse for UV-lys. Der anvendes mange stabilisatorer med meget forskellig kemisk opbygning. Syrer: Stoffer der i vandig opløsning afgiver brint-ioner. Teflon: Handelsnavn for polytetrafluorethylen (PTFE), se denne. Termisk: Har med temperatur at gøre. Termiske egenskaber: Hvordan materialet ændrer karakter og egenskab ved faldende eller stigende temperatur. Termoformning: Fremstillingsmetode for produkter af termoplast. En plastplade blødgøres ved opvarmning, hvorefter den ved hjælp af trykluft eller vacuum bringes til at følge overfladen af en form. Ved massefremstilling udstanses tilpassede stykker af plastfolie før stykkerne termoformes. (Plastråvarer formes til plader og folie ved ekstrudering.) Bruges bl.a. til skilte, inderside af køleskabe, emballagebakker og låg. Termoplast: Plast, som kan formes ved at varme tilføres i produktionsprocessen. Termoplast forandres ikke kemisk inden for et stort temperaturområde, men kan smeltes og størknes ved opvarmning og afkøling, ligesom f.eks. stearin. Den anden hovedtype plast kaldes hærdeplast. Terpolymer: Når der indgår 3 monomerer i en copolymer, kan man angive dette, ved at kalde den en terpolymer. Tilsætningsstoffer: Bruges som samlet betegnelse for alle de stoffer, der tilsættes polymere for at tilpasse og optimere egenskaberne. Eksempler på sådanne stofgrupper er pigmenter, blødgørere, stabilisatorer, antioxidanter, brandhæmmere. T g : Glasovergangstemperaturen er defineret som den temperatur, hvorunder al bevægelighed i mole Side 95

96 kyldele er ophørt. For amorfe plastmaterialer er glasovergangstemperaturen normalt øverste anvendelsestemperatur. Glasovergangstemperaturen kan dog ændres ved tilsætning af additiver f.eks. blødgørere. T m / T s : Defineres som den temperatur, hvor alle krystallitter i et delkrystallinsk materiale er smeltede. T m er absolut øverste anvendelsestemperatur for delkrystallinske plastmaterialer. Amorfe materialer har intet fast smeltepunkt. Uorganiske stoffer: Stoffer fra den uorganiske natur. Stoffer som ikke indeholder kulstof. Valens: Et udtryk for den, eller de bindinger, som findes på et grundstof. Viskositet: Et stofs flydeevne. Lav viskositet = tyndt-/letflydende. Høj viskositet = tykt-/sejtflydende. Ved anvendelse af materialer med lav viskositet, kan man opnå finere detaljer i emnerne Side 96