Detail předmětu

Technologie zpracování polymerů

FCH-MCO_TZPAk. rok: 2020/2021

Základní pojmy a rozdělení technologií plastikářského a gumárenského průmyslu. Po přehledném úvodu do reologie kapalin (polymerních tavenin) jsou postupně probírány jednotlivé procesy technologie zpracování polymerů, konkrétně injekční vstřikování, vytlačování, válcování, lisování, výroba vláken, aj.

Výsledky učení předmětu

Získání vědomostí o většině technologií používaných pro zpracování polymerů. Znalost základních pojmů a principů jednotlivých technologií zpracování termoplastů. Schopnost navrhovat technologické komplety svázáním jednotkových operací, vytvořit si představy o uspořádání technologických linek. Dedukce použité technologie, identifikace vad vyráběných dílů a jejich odstraňování.

Prerekvizity

Fyzikální chemie Makromolekulární chemie

Doporučená nebo povinná literatura

Kuta A.: Technologie a zařízení pro zpracování kaučuků a plastů, VŠCHT Praha, Praha 1999. (CS)
Štěpek J., Zelinger J.,Kuta A.: Technologie zpracování a vlastnosti plastů. SNTL Praha, Praha 1989. (CS)
Meissner B., Zilvar V.: Fyzika polymerů. SNTL Praha, Praha 1987. (CS)
Tomis F.: Gumárenská a plastikářská technologie. Zpracovatelské procesy. VUT v Brně, Brno 1987. (CS)
Ducháček V.: Polymery - výroba, vlastnosti, zpracování, použití. VŠCHT v Praze, Praha 2006. (CS)
Charrier J. - M.: Polymeric Materials and Processing. Hanser Publishers, New York 1990. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Ústní zkouška
- 2 otázky podle témat přednášek
- úvaha na téma možného postupu výroby konkrétního plastového dílu
- určení výrobních vad na výrobku a návrh k odstranění příčin vzniku vad

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvod technologie zpracování polymerů, aktuální význam oboru, používané principy a stručný historický vývoj oboru. Reologie tavenin polymerů - chování polymerní taveniny příp. roztoku při zpracování, rozdělení kapalin podle vlivu smykové rychlosti na viskozitu, závislost viskozity na teplotě, tlaku, na MW, vliv přísad na viskozitu, rozdělení reometrie polymerů - plastometry, index toku taveniny a jeho stanovení. Weissenbergův efekt.
2. Úpravy a přípravné zpracování polymerních materiálů - základy sušení, dávkování, mletí, rozpouštění a dispergace, doprava a skladování surovin, vybarvování, příprava směsí - míchání a hnětení, míchací a hnětací stroje, mechanismus tvorby směsi, tabletování, typy granulace, linky přípravného zpracování, mletí a zpracování odpadu plastů.
3. Injekční vstřikování - stroje, plastifikační a vstřikovací jednotka, uzavírací jednotka (vzájemná poloha vstřikovací a uzavírací jednotky), pohonná, ovládací a regulační technika, řízení a regulace vstřikovacích strojů. Základní pojmy, vstřikovací cyklus, poměry ve formě, vliv technologických podmínek a vliv technologie na kvalitu, vady vstřikovaných dílů, příčiny a odstraňování vad.
4. Vstřikovací formy – konstrukce forem, násobnost, vtokové soustavy, odvzdušnění forem, základní způsoby vyhazování výstřiků z formy, temperování vstřikovacích forem, zásady navrhování výlisků z hlediska konstrukce.
5. Technologie vstřikování - vstřikování plněných termoplastů, strukturních pěn, reaktoplastů, vícesložkové vstřikování, vstřikování sendvičů, vady při vstřikování. Speciální technologie vstřikování plastů.
6. Vytlačování - funkce šneku, vstupní pásmo - třecí výkon, přechodové pásmo, výstupní pásmo, doba setrvání, hnětací výkon, typy šneků, funkce dvoušneku, vytlačovací hlavy, dynamika vytlačovacího procesu, podobnost, technologie využívající vytlačovací stroje. Diskové a planetové stroje.
7. Lisování a přetlačování - konstrukce lisů, způsob vyvození lisovací síly - mechanické a hydraulické lisy, přetlačování reaktoplastů, lisy pro lisování skelných laminátů, etážové lisy pro lisování plochých výlisků, rotační lisy. Lisovací formy - hlavní části lisovací formy, rozdělení podle počtu tvarových dutin, podle konstrukce, podle přetoku, přetlačovací formy, společné části lisovacích a přetlačovacích forem, vyhazování výlisků, vytápění forem, technologie lisování.
8. Válcování - tuhý a viskózní materiál mezi válci, rychlostní a tlakový profil, disipovaný výkon, teplotní pole, míchání na dvouválci, typy kalandrů a jejich použití (konstrukce kalandrů), kalandrovací linky.
9. Cyklické tvářecí postupy. Vyfukování dutých těles - vytlačovací a vstřikovací postup, vyfukování s dloužením. Tvarování - tvarovatelnost polotovarů, stroje, technologie, porovnání technologie tvarování a vstřikování. Přetlakové a vakuové tvářecí postupy.
10. Rotační odlévání (spékání) - materiály, cyklus, poměry ve formě. Výrobní cyklus, konstrukce forem. Vlastnosti a použití výrobků.
11. Lehčení - faktory a procesy - povrchové napětí, rozpouštění, nukleace.
Zpracování kapalných systémů - disperzní systémy - máčení, natírání, odlévání a lití. Reakční vstřikování - nízkotlaký a vysokotlaký proces, strukturní pěny.
Zvlákňování – postupy výroby vláken z taveniny a z roztoků, úpravy vláken. Výroba nano-vláken.
12. Spojování - mechanické spoje, lepení a lepidla - teorie adheze, příprava lepeného materiálu, nanášení lepidel, tvorba spoje, lepidla, kašírování. Svařování - kontaktní, přídavným materiálem, vysokofrekvenční, ultrazvukem, třením, zářením. Povrchové úpravy - lakován

Cíl

Obsahem předmětu je seznámení s jednotlivými technologiemi zpracování polymerů ve vztahu k základním materiálovým vlastnostem. Úkolem předmětu je pochopení vztahu zpracovatelnost - struktura polymeru pro jednotlivé typy zpracovatelských postupů a schopnost inženýrsky definovat materiálové požadavky pro danou technologii.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách je doporučená. V době zhoršené epidemiologické situace bude výuka probíhat on-line výukou prostřednictvím MS Teams s možným ověřením aktivity účastníků.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NKCP_CHM magisterský navazující

    obor NKCO_CHM , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program NPCP_CHM magisterský navazující

    obor NPCO_CHM , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Konzultace v kombinovaném studiu

26 hod., povinnost neuvedena

Vyučující / Lektor

eLearning