Tworzywa sztuczne co to za materiały i czym się między sobą różnią

Tworzywa sztuczne co to właściwie jest, pytają nowi ludzie na hali w pierwszym tygodniu, bo na produkcji mówi się po prostu plastik. Odpowiedź ma znaczenie praktyczne. Dwa tworzywa wyglądające identycznie różnią się temperaturą pracy o osiemdziesiąt stopni, a to decyduje, czy część przy silniku wytrzyma rok, czy tydzień.

Trzy grupy, których nie da się mieszać

Termoplasty topią się przy podgrzaniu i zastygają przy chłodzeniu, i można to powtarzać wielokrotnie. Z nich powstaje większość tego, co widać na produkcji: obudowy, koła zębate, rury, opakowania. Nadają się do recyklingu, bo cykl jest odwracalny, i do spawania oraz zgrzewania.
Duroplasty, czyli tworzywa termoutwardzalne, po utwardzeniu nie dają się ponownie stopić. Żywice epoksydowe, poliestrowe i fenolowe trafiają do laminatów, izolatorów i klejów konstrukcyjnych. Nie da się ich naprawić przez podgrzanie, więc pęknięty element albo się zalepia, albo wymienia. Trzecia grupa to elastomery, czyli materiały o dużej odkształcalności, z których robi się uszczelki, węże i wibroizolatory. Pomylenie grup w zamówieniu widać od razu, bo część z termoplastu w miejscu przewidzianym dla duroplastu deformuje się przy pierwszym cyklu grzewczym.

Co realnie decyduje o wyborze na hali

Cztery parametry, w tej kolejności. Temperatura pracy, bo jej przekroczenie oznacza deformację i nie ma znaczenia, jak wytrzymały jest materiał w temperaturze pokojowej. Odporność chemiczna, bo kontakt z olejem, rozpuszczalnikiem albo środkiem czyszczącym potrafi zniszczyć element w kilka tygodni. Tarcie i ścieralność w częściach ruchomych. Czwarty to chłonność wody, i to najczęściej pomijany.
Poliamid chłonie wilgoć z powietrza i przy tym puchnie, więc tuleja wykonana z dokładnością do setnych milimetra po dwóch miesiącach w wilgotnej hali przestaje pasować. Poliacetal jest w tym względzie stabilniejszy i dlatego w precyzyjnych elementach ślizgowych wybieram go zamiast poliamidu, mimo wyższej ceny surowca. Materiały pod nazwami handlowymi, takimi jak Ultramid od BASF, Delrin od DuPont, Makrolon od Covestro czy Plexiglas od Röhm, to konkretne odmiany tych właśnie polimerów i warto znać przypisanie, bo w zamówieniach krążą jedne i drugie nazwy.

Skąd biorą się różnice w cenie pozornie tego samego

Z dodatków i z klasy przetwórczej. Ten sam polipropylen występuje w odmianach o różnym wskaźniku płynięcia, z wypełniaczem mineralnym albo z włóknem szklanym, z dodatkami przeciw promieniowaniu ultrafioletowemu i bez nich. Element z tworzywa bez stabilizatora, zamontowany na zewnątrz, kruszeje po dwóch sezonach i to najczęstsza przyczyna reklamacji, jakie widziałem.
Druga przyczyna to surowiec pierwotny albo z przetworzenia. Materiał z recyklatu jest tańszy i ma większy rozrzut właściwości między partiami, co przy częściach niekrytycznych jest bez znaczenia, a przy elementach pracujących pod obciążeniem bywa problemem. Trzecia to certyfikaty: kontakt z żywnością i atesty dla wody pitnej podnoszą cenę tego samego tworzywa o kilkadziesiąt procent. O tym, co się dzieje z tworzywem po drugiej stronie cyklu, pisaliśmy w tekście o linii do recyklingu plastiku.

Jak sprawdzić, z czego zrobiona jest istniejąca część

Najpierw szukam oznaczenia wtopionego w element, zwykle na spodzie albo w miejscu niewidocznym: symbol polimeru w trójkącie z numerem od jednego do siedmiu, czasem razem ze skrótem. To wystarcza w większości przypadków i zajmuje sekundę.
Gdy oznaczenia nie ma, zostaje kilka prostych prób. Polietylen i polipropylen pływają w wodzie, większość pozostałych tonie. Poliamid po zeskrobaniu wiórka daje charakterystyczny zapach przy podgrzaniu, choć takich prób nie robię w hali, tylko w miejscu z wentylacją. Najpewniejsza droga jest jednak inna i polecam ją zawsze przed zamówieniem zamiennika: zdjęcie części razem z wymiarami do dostawcy, który dobierze materiał po zastosowaniu, a nie po wyglądzie. Kosztuje jeden telefon i oszczędza partii części, które nie pasują.