Page 1
Lathund till Grundläggande plastteknologi
ó Vad menas med en polymer
ó Vilka förkortningar används i plastvärlden
ó Skillnaden mellan sampolymerer och plastblandningar
ó Krafter som verkar mellan molekylkedjorna i en polymer
ó Skillnaden mellan amorfa och kristillina plaster
Page 2
� lathund till grundläggande plastteknologi
PLAST- & KEMIFÖRETAGENBox 55915, 102 16 StockholmTel 08-783 86 00 Fax 08-663 63 23
Är du redo för REACH?Gör REACH-testet!
Om du besvarat alla frågor med ja har du en bra grund att stå på. Om du har ett eller flera nej, kontakta gärna oss.
Jag har några frågor angående REACH, kontakta mig!
www.plastkemiforetagen.se
Namn
Företag
Epost
Telefon
Fråga Ämne Ja Nej
1 Har du en kemikalieförteckning? (produkter och ingående ämnen)
2 Har du de säkerhetsdatablad (SDB) som är nödvändiga? (även för ej hälso-/miljöfarliga produkter men som innehåller ämnen med sådana egenskaper)
3 Har du en utredningsöversikt för samtliga kemikalier? (gäller endast tillverkare och importörer)
4 Vet du i vilka volymer du hanterar Dina kemikalier?
5 Har du full kontroll på vilka kemiska ämnen som ingår i de produkter som ditt företag köper från leverantörer utanför EU?
6 Har du identifierat din(a) roll(er)?
7 Har du identifierat dina nyckelkemikalier? (dvs kritiska kemikalier för Din verksamhet)
Page 3
lathund till grundläggande plastteknologi �
Innehåll4 Monomerer och polymerer
8 Förkortningar
14 Sampolymerer
21 Plastblandningar
25 Amorfa och delkristallina plaster
Sammanställd av Lars-Erik EdshammarCopyright © 2007 Mentor Communications ABwww.mentoronline.se Box 601, 251 06 HelsingborgBesöksadress: Landskronavägen 1Produktion: Tobias Kvant och Agneta GullbergTryck: Westerås MediaProduktion AB, Västerås
Page 4
� lathund till grundläggande plastteknologi
1. monomerer och polymerer
Polymer betyder helt enkelt ”många merer”. Polymeren, som är en jättemolekyl,
uppstår då ett stort antal monomerer, regerar med varandra. Processen då en
makromolekylen bildas av relativt små molekyler kallas polymerisation. Eftersom
makromolekylen kan vara mer eller mindre förgrenad anger man dess storlek som
molmassa (molekylmassa, molekylvikt) eller i polymerisationsgrad (degree of poly-
merisation), som är anger antalet repeterande enheter (merer) i makromolekylen
Vid framställning av polyeten utgår man från monomeren eten (C2H4). (Observera
att eten skrivs ethylene och polyeten skrivs polyethylene på engelska):
Polymerisationen sker genom att dubbelbindningarna upplöses i eten och övergår
i enkelbindningar i polyeten (varje streck i formeln är en kovalent bindning d v s
motsvarar två elektroner). Det första typen av polyeten (PE–LD) upptäcktes 1933 i
en tryckkammare. För att framställa polyeten behövs en katalysator, som är verk-
sam i små koncentrationer och utan att själv förbrukas.
Polymerisationen av vinylklorid sker på liknande sätt. Vid reaktionen mellan tre
molekyler vinylklorid fås en trimer, som är en lättflytande vätska. Då ett något
större antal vinylkloridmolekyler reagerar med varandra bildas oligomerer, som är
trögflytande vätskor.
Page 6
� lathund till grundläggande plastteknologi
Page 7
lathund till grundläggande plastteknologi �
Då polymerisationen löper vidare bildas en fast substans av polyvinylklorid = PVC.
Viskositeten ökar med polymerisationsgraden och slutligen fås en fast substans
av PVC. Observera att gruppen –CH2CH– kallas vinyl. ( Använd inte uttrycket poly-
vinylkloridplast, utan antingen vinylkloridplast eller polyvinylklorid).
I polyeten och PVC har vi en ryggrad av kolatomer –C–C–C–C–C–. I polyacetal
är ryggraden omväxlande syre och kolatomer –C–O–C–O–C–O–. Polyacetal (acetal-
plast) bildas då dubbelbindningen C=O i formaldehyd (CH2O) övergår i enkelbind-
ningar. Formaldehyd är således monomer.
I polyamid 6, nylon 6 eller PA6 har vi inslag kväve = N och formeln för PA6 är:
–[–NH–– ( CH2)5 –– CO–]n–
Meren omsluts av parentesen och talet sex i PA6 anger att det finns sex kolatomer
på rad i meren. I polymeren PA66 har vi också inslag av N men formeln för PA66 är
mer komplicerad:
–[–NH–– ( CH2)6 ––NH––CO––– ( CH2)4 –– CO–]n–
Här finner vi också sex och sex kolatomer på rad fast i olika arrangemang. Den
långa meren omsluts av parentesen. Gruppen – NH– CO– kallas imidgrupp och
finns i både PA6 och PA66.
Page 8
� lathund till grundläggande plastteknologi
2. förkortningar
Tabell 1. Förkortningar för de vanligaste termoplasterna:
ABS Sampolymeren akrylnitril-butadien-styren
ASA Sampolymeren akrylnitril-styren-akrylester
EVAC Sampolymeren Eten-vinylacetat
PA Polyamid
PAEK Polyaryleterketon
PAN Polyakrylnitril
PBT Polybutentereftalat, polybutylenteraftalat
PC Polykarbonat
PE Polyeten
PEI Polyeterimid
PES Polyetersulfon
PMMA Polymetylmetakrylat
POM Polyoximetylen (polyformaldehyd, acetalplast)
PP Polypropen
PPE Polyfenyleneter (tidigare PPO = polyfenylenoxid)
PPS Polyfenylensulfid
PPSU Polyfenylensulfon
PTFE Polytetrafluoreten (Teflon)
PS Polystyren
PSU Polysulfon
PVC Polyvinylklorid
SAN Sampolymeren styren-akrylnitril
Page 9
lathund till grundläggande plastteknologi �
foto: ge plastics
foto: borealis
Page 10
10 lathund till grundläggande plastteknologi
Tabell �. Förkortningar för de vanligaste härdplasterna:
EP Epoxiplast (epoxid)
MF melamin-formaldehydplast (en av aminoplasterna)
PF fenol-formaldehydplast, fenoplast (bakelit)
UP Omättad polyester
Tabell �. Några förkortningar ang. tillsatser eller
utmärkande egenskaper hos baspolymeren:
A Amorf
B Segmentsampolymer (blockcopolymer)
BO Biaxiellt orienterad
C Kolfiber (carbon fiber)
E Expanderad
G Glasfiber
HC Högkristallin
HD Hög densitet
HI Hög slagseghet (high impact)
(M) Polymer framställd med metallocenkatalysator
P Placticerad plast eller gummi (plasticizing)
UHMW Ultrahög molekylvikt (massa)
X Förnätad produkt
Basmaterialet följs av materialtyp
PS–E för expanderad polystyren, helst inte EPS och absolut inte ”styrenskum”
PE–LD polyeten med låg densitet (Polyethylene–Low–Density)
PE–HD polyeten med hög densitet (Polyethylene–High–Density)
PE–LLD linjär polyeten med låg densitet (Linear–Low–Density)
Page 11
Ger du metall, trä, Glas, pap-per och andra material en match? Då ska Du anmäla Dig till Plastovationer!
pl
ast
oVa
tioner 2007
en tävling för nytänkare. www.plastovationer.se
Page 12
1� lathund till grundläggande plastteknologi
foto
: qu
adra
nt
cms
Page 13
lathund till grundläggande plastteknologi 1�
Sampolymerer betecknas med ingående baspolymerer utan snedsträck. Den bas-
polymer som är dominerande placeras först. Exempel: PPEPDM (inte PP/EPDM, som
är en äldre beteckning)
Blandningar eller ”legeringar” anges med beståndsdelarna med den dominerande
basplasten först. Exempel PC+ABS och PPE+PA66. Parentes förekom i äldre beteck-
ningar och kan möjligen användas om tillsatser anges. Exempel: (ABS+PC)–20GF =
blandningen ABS+PC förstärkt med 20 viktsprocent glasfiber
Tillsatser (fyllnads- eller förstärkningsmedel) anges vid behov efter baspolymeren
enligt Tabell 3. Exempel: PPS-GF30 = polyfenylensulfid förstärkt med 30 viktspro-
cent glasfiber, UP–GF30 = omättad polyester förstärkt med 30 viktsprocent glas-
fiber, PP– (GB+K) betyder polypropen fylld med glaskulor och krita och PA6–HI =
slagseghetsmodifierad PA6.
3. klassificering av polymera material
ó Elaster kan töjas två gånger sin längd men återgår till sin ursprungliga form vid
avlastning. Plaster däremot har en begränsad förlängning.
Page 14
1� lathund till grundläggande plastteknologi
ó Härdplaster och gummin är tvärbunda och osmältbara.
ó Termoplaster och termoelaster är smältbara.
ó Temoelast kallas ofta TPE (thermoplastic elastomer). Undvik uttrycket termo-
plastiska elstomerer
ó Härdplasten är tätt tvärbunden medan gummit är glest tvärbundet
4. sampolymerer
Om två eller flera monomerer av olika typer polymeriseras samtidigt uppstår i
vissa fall sampolymerer. Exempel är PPPE (sampolymeren propeneten) samt SAN
styrenakrylnitrilplast ( polyakrylnitril förekommer endast som syntetfiber – ”akryl-
fiber”).
Homopolymeren av PP har låg slagseghet och kan spricka om den används under
0ºC och materialet är oduglig vid denna temperatur. Införs PE segment i PP-mole-
kylen sjunker sprödpunkten rejält. Segmentsampolymerer med 10% eten är slag-
sega ned till temperaturer mellan 30ºC och 40ºC. Slagsegheter ned till – 40ºC fås
även genom en mekanisk inblandning av 10% EPDM i polypropen (en blandning av
detta slag kallas polymerlegering, som behandlas nedan).
Page 15
lathund till grundläggande plastteknologi 15
IMCDPlastic & Rubber Division • ABS, std & transparent • POM• PA6 & PA6.6• SB• PS• PP• PET • PETG• TPEE• TPU• CA, CAB & CAP• Biodegradable polymers • Regranulates, ABS & PS• PVC compounds• Chloroprene rubber • Epoxy resins & curing agents• Vinyl ester• Silicone masterbatch• Flame retarded compounds• Additives & fillers
+46 40 16 75 00
+45 49 25 05 80
+47 66 81 60 20
+358 9 251 51 60
+370 52 36 36 60
+370 52 36 36 60
+370 52 36 36 60
+7 812 438 16 80
Kurs: Plastic Additives25 – 26 oktober 2007
K2007, Düsseldorf
www.polymer-support.com
Tel: 070-512 09 95
Box 3, 614 21 Söderköping • Tel 0121-145 25 • Fax 0121-141 82
FORMSPRUTNINGinklusive
DUBBELGJUTNING• Tekniskt formgods i komplexa plastmaterial •
• Specialitét: PSU, PES, PEEK •• En total produktionsresurs •• Från idé till färdig produkt •
• Montering till kompletta enheter• Prototyper framtages •
Page 16
1� lathund till grundläggande plastteknologi
Butadien bildar sampolymer med styren:
Om butadienhalten är låg i sampolymeren erhålls en slagtålig styrenplast SB. Om
däremot styrenhalten är (18–30%) är materialet ett styrenbutadiengummi, SBR
(det vanligaste syntetgummit). Då akrylnitril bildar sampolymer med butadien
erhålls nitril-butadiengummi (NBR). SBR är likt naturgummi. NBR är känt för sin
resistens mot olja.
Ett vanligt plastmaterial är sampolymeren akrylnitril-butadien-styrenplast = ABS
Tillverkningen av ABS erbjuder stora variationsmöjligheter och det finns många
olika typer. ABS används i kåpor och inredningsdetaljer. Materialet förenar egen-
skaperna hos SB och SAN. Sampolymerer uppbyggda av tre monomerslag be-
nämns ofta terpolymerer.
Terpolymeren SBS är en s k styrenbaserad termoelast. Styrenändarna skyr butadie-
net och bildar knutpunkter i termoelasten, som fungerar som fysikaliska tvärbind-
ningar. Dessa upplöses vid högre temperatur i motsats till kemiska tvärbindningar
i gummi. SBS går därför att smältprocessa som en termoplast.
Page 17
lathund till grundläggande plastteknologi 1�
Page 18
1� lathund till grundläggande plastteknologi
PTFE kallas vanligen teflon. Polyhexafluorpropan är en fluorplast släkt med teflon.
PTFE mjuknar först vid 325ºC och går inte att formspruta utan måste sintras till
detaljer. Genom sampolymerisering av TFE och 50-90% hexafluorpropen fås ett
material, som kallas FEP-Teflon. Denna sampolymer kan formsprutas och smält-
processas i likhet med de flesta termoplaster. FEPs slagseghet är något högre men
användningstemperaturen något lägre än den för PTFE.
Sampolymerer indelas i fyra typer: (a) segmentsampolymerer (blockcopolymers)
(b) alternerande sampolymerer (c) statistiska sampolymerer med slumpvis förde-
lade merer och (d) ymppolymerer (graft copolymers):
Page 19
lathund till grundläggande plastteknologi 1�
foto
: ge
plas
tics
Page 20
�0 lathund till grundläggande plastteknologi
IFP RESEARCH är ett kunskapsföretag med upp-gift att stärka företagens innovations-kraft inom material-områdena fiber, textil, plast och gummi. Vi har kunskap inom fibrösa och polymera materials kemi, fysik och mekanik samt teknologi för deras framställning, användning och återvinning.
IFP Research AB, Box 104, 431 22 Mölndal, Tel: 031-706 63 00, www.ifp.se
VÅRA TJÄNSTER- Konstruktionsgranskning- Materialutveckling- Produktutveckling- Provning & Analys- Kvalitetskontroll- Haverianalys- Materialval
FYLLMEDLET OMYALENE HAR
DUBBELVERKANDE EFFEKT.
DET KAN GE DIG BÅDE HÖGRE KAPACITET
OCH LÄGRE KOSTNADER.
Kalendegatan 18, SE-211 35 Malmö, Telefon +46 40 20 67 00, Fax +46 40 23 65 19, [email protected] , www.omya.se
Omyalene ger dig möjlighet att sänka kostnaderna och samtidigt öka produktionshastigheten. Utan att ge avkall på kvaliteten.
Page 21
lathund till grundläggande plastteknologi �1
5. plastblandningar – plastlegeringar
Olika polymerer låter sig inte blandas hur som helst. Försöker man lösa två likarta-
de polymerer som PE-HD och PE-LD i ett gemensamt lösningsmedel så uppträder
de båda som separata faser. PE-HD och PE-LD är nämligen inte förenliga, eller som
man uttrycker det, inte kompatibla.
Slagtålig polystyren, SB, framställdes som vi sett genom sampolymerisation. Slag-
tålig polystyren kan också åstadkommas genom att blanda polystyren med buta-
diengummi men slagtåligheten blir något sämre. Blandningen betecknas S+B och
de båda komponenterna är kompatibla. Nedan ges exempel på några kommersiel-
la blandningar. Blandningar görs bl a för att sänka kostnaderna, för att underlätta
bearbetningen och för att höja kemikalieresistensen
PPE+PS var den första ”legeringen”. Polyfenylenetern är mycket svår att bearbeta.
Inför man två –CH3 grupper ökar bearbetbarheten men blandad med PS erhålls
den vanliga lättbearbetade typen av PPE.
PPE+PA. Genom att blanda amorf PPE med delkristallin PA6 eller PA66 erhålls en
legering ar med hög kemikalieresistens.
PC+ABS. I blandningen ger PC hög seghet och värmeresistens. ABS bidrar till bear-
betbarheten. Priset för blandningen är fördelaktigt eftersom PC är dubbelt så dyr
som ABS.
PC+PBT och PC+PET. PBT och PET står för kemisk resistens.
PVC+ABS. PVC bidrar med styrka, lågt pris och flamsäkerhet. ABS bidrar med
processbarhet.
Page 22
�� lathund till grundläggande plastteknologi
6. intermolekylära krafter
Strecken i de kemiska formlerna representerar kovalenta bindningar (elektron-
parbindningar) och kallas även primära bindningar. Dessa är betydligt starkare än
de sekundära bindningar, som råder mellan polymerens molekyler – molekylära
krafter.
Det enklaste slaget av intermolekylära krafter råder i polyeten och de blir starkare
ju längre molekylerna är. De kallas dispersionskrafter eller van der Waals krafter:
foto
: dis
tru
pol
foto
: bo
real
is
Page 23
lathund till grundläggande plastteknologi ��
De starkaste intermolekylära krafterna finner vi i PVC med sina polära grupper:
Ett liknande fenomen råder i polyamider med sina vätebindningar. Vätebindning-
arna ger PA66 hög styrka men störs av inträngande vatten mellan molekylkedjor-
na:
Page 24
�� lathund till grundläggande plastteknologi
Ionomer
Engineering Polymers
Ethylene Copolymers
Commodity Polymers
Masterbatch
Cleansing Compound
Ionomer Surlyn® Dupont
ABS Magnum® DowPC Calibre® DowTPU Isoplast® Dow
Pellethane® DowPS Styron-A-Tech® DowSAN Tyril® DowPOM Sniatal® RhodiaPA6 Akulon® DSMPA6 Technyl® RhodiaPA66 Akulon® DSMPA66 Technyl® RhodiaPA66 Vydyne® SolutiaPA4.6 Stanyl® DSMPBT Arnite® DSMPET Arnite® DSMTPE-E Arnitel® DSMPC Xantar® DSM
EBA Elvaloy® DupontEEA Elvaloy® DupontEMA Elvaloy® DupontEVA Elvax® Dupont
PE BorealisPE Finathene® Total PetrochemicalPE Lacqtene® Total PetrochemicalPP BorealisPP Total PetrochemicalPS Styron® Dow
Siloxane Masterbatch Dow CorningMineral filled polyolefin Multibase
PMMA Rozylit® Romatin AG
TPU DowTPE Multi-Flex® MultibasePolyolefinscompounds Multi-Pro® MultibasePA Comp Nylatron® DSMPC/ABS Xantar® DSMPC/ABS Pulse® DowPolyolefins compounds Borealis
Compounds & alloys
ASHLAND SWEDEN ABPlastic Division
Västanvindsgatan 8 • 444 30 StenungsundTel: 0303-72 95 00 • Fax: 0303-815 20
www.ashland.com
Labotek, din kompLetta Leverantör
KylanläggningarTemperering
Labotek A/S, SverigekontoretN. Industrigatan 1, 274 30 SkurupTel. 0411-40155, www.labotek.com
Kvarnar
Transportband
Infärgning
Tork / TransportLagring
Gravimetriskblandning
Page 25
lathund till grundläggande plastteknologi �5
7. amorfa och delkristallina plaster
I amorfa plaster är molekylerna oordnade i både smälta och fast tillstånd. En del-
kristallin plast är amorf i smälta men bildar kristalliter i fast tillstånd. Eftersom det
alltid uppstår amorfa områden, som binder ihop kristalliterna kallas materialet för
delkristallint. Polymerer som har kristallin struktur i smältan är en unik plastgrupp
kallad LCP (liquid crystal polymers). LCP stelnar i en starkt orienterad och mycket
stark och styv plast.
Det amorfa materialet kan betraktas som en trögflytande vätska i fast fas och
ger ett glasartat och mussligt brott. Det amorfa materialet är användbart under
sin glasomvandlingstemperatur (glastemperatur) Tg, som infaller i mitten av ett
relativt brett intervall (20–30ºC). Styrkan minskar över Tg där de intermolekylära
krafterna blir svaga och tänjbarheten ökar så att materialet kan betraktas som
termoelastiskt inom ett mindre temperaturområde. Plasten börjar flyta vid Tf och
sönderdelas vid Td.
Page 26
�� lathund till grundläggande plastteknologi
Kristallina områden i delkristallina plaster innehåller tätt packade molekyler med
starka intermolekylära krafter. I amorfa områden är de intermolekylära krafterna
svagare. Delkristallina plaster har också ett Tg, som vanligen infaller vid en låg tem-
peratur där plasten blir spröd och oanvändbar. Delkristallina plaster har i motsats
till de amorfa en exakt smältpunkt Tm. Plasten är användbar mellan Tg och Tm .
Karaktäristiska egenskaper hos amorfa och delkristallina plaster:
Amorfa plaster
Ex. Polystyren,
polykarbonat och PMMA
Hög seghet (varierar)
Hög duktilitet (varierar)
Låg densitet
Låg kemikalieresistens
Känslig för spänningssprickbildning
Glasklara
Liten krympning vid formsprutning
Snäva toleranser vid formsprutning
Hög smältviskositet (varierar)
Brett smältintervall
Delkristallina plaster
Ex. Polyeten, polypropen,
polyamid och polyacetal
Hög seghet
Hög styvhet
Hög densitet
Resistens mot lösningsmedel
Opak (undantag finns)
Utmattningshållfasta
Stor krympning vid formsprutning
Lättflytande smälta
Snävt smältintervall
Högt smältvärme
Page 27
lathund till grundläggande plastteknologi ��
Metallcenter Sverige ABVästergatan 13335 30 GnosjöTel 0370-33 32 90Fax 0370-33 32 91www.metallcenter.seMalmö: tel 040-28 55 70, fax 040-28 55 74Stockholm: tel 08-531 998 50, fax 08-531 998 55Göteborg: tel 031-742 18 50, fax 031-742 18 53
Metallcenter Sverige ABVästergatan 13335 30 GnosjöTel 0370-33 32 90
Malmö: tel 040-28 55 70, fax 040-28 55 74Stockholm: tel 08-531 998 50, fax 08-531 998 55Göteborg: tel 031-742 18 50, fax 031-742 18 53
Fråga oss om Polymerer!
Tel: +46 (0)8-44 55 300 • www.pppolymer.se
Vi står för en hållbar utveckling sedan 1985. Och har Skandinaviens mest kompletta
polymerlaboratorium där du kan få hjälp med alla typer av polymera analyser.
Är ditt material amorft eller delkristallint?
Vi kan bestämma det åt dig!
Sedan januari 2007 kan vi ta fram speciella polymerblandningar
i mindre skala, kompound eller masterbatch och hjälpa dig att
designa ditt eget material.
pps ptfe pa stänger polycarbonat fluorflon noryl pei petp folier acetal fep efte polyetermid polygur pom pfa kel-f slang pvdf polyamid plexi polyeten plattor ctfe pmma polysulfon pc peek rör psu ppo/sb pehd pps ptfe pa stänger polycarbonat pei petp fluorflon noryl folier acetal fep efte polyetermid polygur pom pfa kel-f slang pvdf polyamid plexi polyeten plattor pps ptfe pa stänger polycarbonat fluorflon noryl pei petp folier acetal fep efte polyetermid polygur pom pfa kel-f slang pvdf w
ww
.fluo
rcar
bon.
se
Totalpartner inom konstruktionsplastApplikationskunnande och rådgivningKomponenter och halvfabrikat
www.c-m.se
122x43.indd 1 07-07-05 15.06.48
Page 28
PCS23-SWE-A5.fh11 03.05.2007 11:13 Uhr Seite 1
Probedruck
C M Y CM MY CY CMY K