Jednym z częstych zastosowań compoundingu jest produkcja blend i stopów polimerowych (ang. polymer blends and alloys), celem otrzymania materiałów o zmodyfikowanych właściwościach względem polimeru wyjściowego. Proces projektowania i wykonania mieszanki wymaga zachowania właściwego reżimu, który można zawrzeć w poniższych czynnościach:
-
Określić wł. fizykochemiczne oraz mechaniczne, jakie powinna wykazywać mieszanka
-
Dokonać wyboru polimerów, które mogą spełniać zalecane cechy
-
Zebrać i porównać wady i zalety wytypowanych polimerów
-
Wybrać te polimery, które w największym stopniu zapewniają uzyskanie uzupełniających się właściwości
-
Określić wzajemną mieszalność polimerów i/lub metody ich kompatybilizacji
-
Określić idealną morfologię, zapewniającą optymalną wytrzymałość produktu
-
Wybrać zakres parametrów reologicznych składników, określić stężenie dodatków, kompatybilizatora oraz narzędzia prowadzące do założonej morfologii
-
Wybrać właściwą metodę stabilizacji otrzymanej morfologii przez np.: odpowiednią szybkość chłodzenia, krystalizację, reakcję chemiczną, itp.
-
Określić optymalny zakres parametrów przetwórstwa blend zapewniający uzyskanie założonej morfologii
Pośród głównych przyczyn stosowania i produkowania blend oraz stopów polimerowych należy wyróżnić:
-
Zachowanie dobrych właściwości polimerów inżynierskich przez „rozcieńczenie” ich w tanich (wielkotonażowych) tworzywach,
-
Opracowanie materiałów o pełnym zakresie pożądanych właściwości,
-
Tworzenie mieszanek o dużej wytrzymałości przy wykorzystaniu synergicznych efektów zdarzających się podczas wzajemnego oddziaływania na siebie polimerowych składników blend,
-
Dostosowanie składu blend do wymagań postawionych przez użytkownika,
-
Recykling technologicznych i/lub poużytkowych odpadów z tworzyw sztucznych.
Możliwość otrzymywania materiałów polimerowych o pożądanym zakresie właściwości użytkowych doskonale obrazuje powyższy schemat, w którym przedstawiono modyfikację struktury terpolimeru ABS. Dzięki zmianom w składzie terpolimeru uzyskuje się poprawę pożądanych parametrów, podkreślając wyraźnie, że dzieje się to kosztem innych właściwości użytkowych. I tak dla przykładu zwiększenie zawartości butadienu spowoduje wzrost udarności i mrozoodporności; jeśli dzieje się to kosztem zmniejszenia udziału styrenu nastąpi obniżenie twardości i wzrost ścieralności.
W przypadku kompozycji polimerowych proces właściwego ich kształtowania przebiega w bardzo podobny sposób. Początkowym etapem działania jest tutaj określenie pożądanego spektrum właściwości (fizykochemicznych, mechanicznych, termicznych, przetwórczych, innych) jakie powinna posiadać kompozycja, a następnie wybór polimerów, napełniaczy, stabilizatorów, środków smarnych, uniepalniaczy, barwników, itp., które pozwolą otrzymać żądane właściwości. Wybrane w ten sposób komponenty należy poddać ocenie pod względem ich wzajemnej mieszalności, przetwarzalności, stosowalności, itp.
W kolejnym kroku należy określić udziały poszczególnych składników kompozycji, sposób ich przygotowania oraz dozowania (innymi słowy – “sporządzić recepturę” wyrobu), a także ocenić ekonomiczny efekt projektu uwzględniając koszty wybranych komponentów oraz samego compoudingu (kosztów wytworzenia kompozycji). Często na tym etapie okazuje się, że realizacja zamierzonego projektu, jest ekonomicznie nieopłacalna co decyduje o braku możliwości jego realizacji. Jeśli jednak projekt ten jest opłacalny, wówczas możemy przystąpić do określenia parametrów technologicznych oraz przetwórczych kompozycji, by następnie ustalić optymalny zakres parametrów przetwórstwa.
Końcowym etapem działania jest weryfikacja właściwości otrzymanej kompozycji i potwierdzenia w sposób badawczy jej zgodności z dokonanymi założeniami.
W tej perspektywie spojrzenie na compounding jako na technologię pozwalającą produkować lepiej, szybciej i przede wszystkim taniej pozwala na stwierdzenie, że compounding to nie tylko alternatywa, ale przyszłość i konieczność.
*) - Berstorff, Niemcy
**) - Enterio, Rzeszów /Tel. +48 17 8611761, e-mail: jacek.szczerba@tworzywa.pl/
