Naprawa oraz identyfikacja elementów z tworzyw sztucznych cz.1.

Wszystkie z głównych rodzajów tworzyw sztucznych należą do jednej z dwóch szerokich kategorii: termoplastycznych lub termoutwardzalnych, które odnoszą się do ich podstawowego składu chemicznego oraz właściwości fizycznych.

Termoplastyczne i termoutwardzalne

Tworzywa termoplastyczne stanowią zdecydowaną większość w ogólnej puli najczęściej stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym, sprzętach  gospodarstwa domowego i rekreacyjnych. Termoplasty składają się z długich łańcuchów molekularnych węgla, które mogą przemieszczać się między sobą. Podgrzane tworzywo tej kategorii staje się płynne i plastyczne, a po schłodzeniu znowu staje się ciałem stałym. Termoplasty można przetwarzać wielokrotnie, jednak po każdym kolejnym przetworzeniu pogarszają się ich właściwości mechaniczne oraz walory użytkowe, na skutek zjawisk depolimeryzacji i degradacji tworzących te tworzywa polimerów lub żywic.

Tworzywa termoutwardzalne różnie się od termoplastycznych tylko jedną cechą budowy atomowej. Cząsteczki węgla w tego typu tworzywach tworzą połączenia krzyżowe z najbliższymi molekułami węgla w innej. Ta prosta różnica całkowicie zmienia charakter i cechy użytkowe duroplastów. Elementy wytwarzane z tego typu tworzyw powstają najczęściej poprzez wstrzykiwanie pod bardzo wysokim ciśnieniem wymieszanych składników do form wtryskowych, w których zachodzi zjawisko polimeryzacji. Po zakończeniu reakcji proces jest nieodwracalny. Ponowne poddanie elementu wpływowi wysokiej temperatury doprowadzić może wyłącznie do jego zniszczenia. Tworzywa termoutwardzalne cechuje bardzo wysoka twardość i tak jak w przypadku betonu powstałej mieszaniny nie można doprowadzić do rozpadu na składniki pierwsze.

Tworzywa termoplastyczne to najbardziej rozpowszechniona klasa tworzyw

Termoplasty są najpopularniejszą grupą tworzyw stosowanych przez człowieka. Zawdzięczają to przede wszystkim kosztom wytwarzania z nich elementów użytkowych.

Najpopularniejsze tworzywa termoplastyczne to:

• polipropylen (PP) – stosowany przy produkcji zderzaków, naczyń, rur, odlewnictwie protez, oraz poszyć bocznych zderzaków,
• polietylen (PE) – obudowy akumulatorów, błotniki motocykli, zbiorniki cieczy, naczynia, narty, liny alpinistyczne,
• ABS – nadkola, owiewki motocyklowe, wykończenia wnętrz, kratki grilli przednich, przyciski, sprzęt sportowy, elementy broni palnej, sprzęt AGD,
• poliwęglany (PC) – szyby kasków, panele nadwozia, zderzaki, płyty CD,
• nylon – zbiorniki płynu chłodzącego, kolektory dolotowe, panewki łożysk, rury, liny,
• winyl (PVC, PCW), pokrowce, elektroizolacje, listwy wykończeniowe, płyty gramofonowe.

Pomimo występowania produktów termoplastycznych, wyroby z żywic termoutwardzalnych są nadal bardzo powszechne. Jedyna ich wada to to, że formy do odlewów ciśnieniowych z duroplastów są bardzo drogie i sprawdzają się wyłącznie w produkcjach wielkoseryjnych oraz przy produkcji części wielkogabarytowych. Tworzywa sztuczne termoutwardzalne są zwykle tworzone przez reakcję chemiczną między dwoma składnikami ciekłymi. Po ich zmieszaniu następuje zjawisko sieciowania prowadzące do powstania tworzywa sztucznego. W zależności od rodzaju żywicy reakcja sieciowania może być także katalizowana przez wilgoć zawartą w powietrzu lub poprzez temperaturę. W każdym przypadku, w wyniku wzajemnych połączeń łańcucha molekularnego struktura otrzymanego materiału kompozytowego jest inna niż każdego z elementów składowych. Usieciowane żywice syntetyczne stają się materiałami konstrukcyjnymi o bardzo korzystnych właściwościach mechanicznych.

Najpopularniejsze żywice termoutwardzalne to :

• Epoksydowa – wypełniacze, kleje do kompozytów z włókna szklanego i włókna węglowego,
• Uretanowa – kleje, zderzaki samochodowe, błotniki, łóżka w ciężarówkach,
• Poliestrowa – kadłuby łodzi z włókna szklanego, panele nadwozia, wypełniacze.

Kluczem do właściwej naprawy elementu wykonanego z tworzywa sztucznego jest prawidłowe określenie jego typu oraz dobranie właściwej technologii naprawy. Po określeniu rodzaju tworzywa dobiera się do pracy odpowiednie narzędzia lub kleje.

Dobór metody i narzędzi w oparciu o rodzaj tworzywa sztucznego wg firmy Urethane Supply Company.

Symbol tworzywa, z którego wykonany został dany element lub jego część w większości przypadków można odnaleźć na nim samym. W przypadku braku takiego oznaczenia klasyfikacji dokonuje się poprzez specjalne metodyki oparte na właściwościach fizycznych i składzie chemicznym.

Ponad 95% zderzaków w pojazdach starszych wykonana została z trzech rodzajów tworzyw sztucznych:

• TPO, TEO, PP 95%,
• PUR 3%,
• PC/PBT (Xenoy) 1%,
• inne 1%.

Metody oraz narzędzia zalecane do naprawy poszczególnych typów uszkodzeń opisane zostaną w następnej części cyklu.

Bogusław Raatz
raatz.pl