wysokowytrzymałego pp wzmacnianego włóknem szklanym · prezentacja rozwiązań dzięki...
TRANSCRIPT
Trendy w Rozwoju
Wysokowytrzymałego PP
Wzmacnianego Włóknem Szklanym
PLASTECH 2018 (Folwark Łochów 12-13 kwietnia 2018)
Aleksander Tyszkiewicz
Dyrektor Generalny Sirmax Polska Sp. z o.o.
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
POLIPROPYLEN JAKO MATERIAŁ PRZYSZŁOŚCI ?
Inne; 4% PUR; 6%
PET; 7%
PC; 1%
PA; 1%
ABS-ASA-SAN; 3%
PS-EPS; 7%
PVC; 16% PP; 23%
HDPE; 15%
LDPE-LLDPE; 17%
Źródło: AMI Consulting
15%
Średni udział tworzyw
sztucznych w masie
pojazdu
6 %
50 % ??
1200 kg
150 KM
5,1 l/100km
880 kg
70 KM
8,2 l/100km
„0” l/100km ??
1978 2018
2028 ?
WYSOKOWYTRZYMAŁE TWORZYWA TYPU >PP+GF<
JAKO ALTERNATYWA DLA METALU W MOTORYZACJI ?
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
Samochód z plastiku – czy to możliwe ?
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
KOMPOZYTY TWORZYWO-WŁÓKNO SZKLANE
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
KRÓTKIE CZY DŁUGIE WŁÓKNO SZKALNE ?
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
Długie włókno
(LGF)
Krótkie włókno
(SGF)
KRÓTKIE CZY DŁUGIE WŁÓKNO SZKALNE ?
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
WYSOKOWYTRZYMAŁE TWORZYWA
PP + WŁÓKNO SZKLANE („High Performance”)
Nowa grupa materiałów z rodziny wysokowytrzymałego modyfikowanego
polipropylenu (PP), wzmacnianego włóknem szklanym o podwyższonych
własnościach została tak opracowana, aby zapewnić: podwyższone płynięcie
podczas formowania, mniejszą wrażliwość na linie łączenia materiału (większa
swoboda w projektowaniu elementów), podwyższoną sztywność oraz
wytrzymałość na rozciąganie w podwyższonych temperaturach.
Zwiększone płynięcie oraz sztywność pozwalają na projektowanie elementów o
mniejszej grubości ścianki , co przyczynia się do ograniczenia objętości , a co za
tym idzie kosztów elementu.
ISOGLASS XT ®
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
A MOŻE ISOGLASS XT® („High-Performance” PP-GF) ?
3/1
... ModulusESBS
0,75
1,52 1,46 1,23
1,60 1,82
1,67
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
Spe
cifi
c b
en
din
g st
iffn
ess
Niski ciężar właściwy i wysoka sztywność materiału typu ISOGLASS XT ®, w połączeniu z
odpowiednim zaprojektowaniem doborem geometrii elementu otwiera nowe możliwości w
dziedzinie konstrukcji ultra-lekkich rozwiązań strukturalnych.
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : SZCZEGÓŁY
Uzyskanie wysokowytrzymałego polipropylenu
wzmacnianego włóknem szklanym jest możliwa dzięki
kombinacji takich elementów jak:
1. Wyselekcjonowane gatunki polimeru
o podwyższonej krystalizacji
Specjalnie opracowany środek wiążący
(tzw. „coupling agent” )
2. Wysokowytrzymałe włókna szklane
3. Dopracowany proces ekstruzji
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
PP WZMOCNIONY WŁÓKNEM SZKLANYM
RODZINA ISOGLASS®
ISOGLASS® ISOGLASS XT ® ISOGLASS E ®
Dobry balans pomiędzy sztywnością i udarnością.
Wiele wariantów stabilizacji (stabilizacja cieplna, UV,…)
Doskonała sztywność i wytrzymałość na rozciąganie
Doskonały balans pomiędzy właściwościami i kosztami
Idealny do aplikacji
strukturalnych
Doskonałe własności estetyczne
Dobra sztywność i właściwości wytrzymałościowe
Idealny do zastosowań strukturalnych i estetycznych
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : SZCZEGÓŁY
Zoptymalizowany środek wiążący (MAH) został opracowany w drodze reaktywnej ekstruzji
Optymalnie dobrana koncentracja modyfikatora powierzchniowego w finalnym
kompaundzie została precyzyjnie określona.
0
10
20
30
40
50
60
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
Charpy impact strenght vs. coupling agent concentration.
Sirmax coupling agent.PPGF 30%
Bez PP-
g-MAH
Rosnące
własności
mechaniczne
Max.
wytrzymał
ości
Max.
wytrzymałość +
odporność na
wysokie temp. i
hydrolizę
ZAWARTOŚĆ ŚRODKA WIĄŻĄCEGO
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : WŁÓKNO SZKLANE (GF)
Dzięki bliskiej współpracy z dostawcami udało się
dobrać włókno szklane o odpowiednim składzie
oraz geometrii.
Aby osiągnąć cel , stosunek l/d został
zmaksymalizowany
• 𝐿: długość włókna szklanego w finalnym
kompaundzie o Początkowa długość włókna szklanego
o Parametry procesu ekstruzji
o Profil ślimaka
• 𝑑: średnica włókna szklanego
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : PROCES
ŁAGODNE PARAMETRY EKSTRUZJI
INTENSYWNE MIESZANIE I DŁUGI CZAS HOMOGENIZACJI
W CYLINDRZE
0
50
100
150
200
0,0
5
0,1
5
0,2
5
0,3
5
0,4
5
0,5
5
0,6
5
0,7
5
0,8
5
0,9
5
1,0
5
1,1
5
1,2
5
1,3
5
1,4
5
1,5
5
1,6
5
odpowiednie zbalansowanie procesu => optymalne parametry materiału
Wysoka średnia długość
włókna szklanego oraz
skoncentrowany rozkład
Lepsze przyleganie
włókna szklanego do
matrycy polimerowej
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : PORÓWNANIE WŁASNOŚCI
Properties Norm ISOGLASS XT
2000 ISOGLASS XT
4000 ISOGLASS XT
6000 ISOGLASS XT
8000 ISOGLASS XT
1000
GĘSTOŚĆ (g/cm3) ISO 1183 0,98 1,04 1,13 1,24 1,33
% WŁÓKNA ISO 3541 10 20 30 40 50
TEMP. MIEKNIĘCIA VICAT B50 (°C) ISO 306 141 148 149 150 150
TEMPER. UGIĘCIA POD OBC. HDT, A (1.82 MPa) (°C)
ISO 75/Ae 87 120 138 140 141
MOD. WYTRZYM. RAOZC. (Mpa)* ISO 527 3700 5300 7400 9600 12000
MODUŁ SZTYWNOŚCI (MPa)* ISO 178 4100 6100 8400 10000 13000
SZTWYNOŚĆ PRZY ZGINANIU (MPa)* ISO 178 115 150 190 200 185
NAPRĘŻENIE ZRYWAJĄCE (MPa)* ISO 527-2 70 95 115 125 121
WYDŁUŻENIE (%)* ISO 527-2 3,5 3,1 2,7 2,3 1,7
UDAR. IZOD Z KARBEM (kJ/m2) ISO 180/1A 5 9 10 10 9
UDAR. IZOD BEZ KARBU (kJ/m2)
ISO 180/1U 33 47 52 50 45
UDAR. IZOD BEZ KARBU (kJ/m2) – 20 °C ISO 180/1A 6 8 9 9 9
uwaga*: potwierdzone przez UL international TTC GmbH
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : SZTYWNOŚĆ kontra TEMPERATURA
Properties Norm ISOGLASS XT
2000 ISOGLASS XT
4000 ISOGLASS XT
6000 ISOGLASS XT
8000 ISOGLASS XT
1000
ZAWARTOŚĆ WŁÓKNA (%) ISO 3541 10 20 30 40 50
GĘSTOŚĆ (g/cm3) ISO 1183 0,98 1,04 1,13 1,24 1,33
MODUŁ SZTYWNOŚCI (MPa)* 23°C ISO 178 4100 6126 8400 10000 13000
MODUŁ SZTYWNOŚCI (MPa)* 60°C ISO 178 2550 4300 6000 8000 8900
MODUŁ SZTYWNOŚCI (MPa)* 90°C ISO 178 2000 3550 4850 6550 6950
uwaga*: potwierdzone przez UL international TTC GmbH
Możliwość redukcji wagi zastępując standardowy GF30 przez ISOGLASS XT 4001 (20% GF)
8% redukcja wagi o 8%
Ten sam skurcz
Lepsze płynięcie
0
5000
10000
23 °C 60 °C 90 °C Flex
ura
l Mo
du
lus
(Mp
a)
STANDARD PP GF30 ISOGLASS XT 4000 ISOGLASS XT 6000
STD
GF30 XT
GF20
XT
GF30 STD
GF30
XT
GF20
XT
GF30 STD
GF30 XT
GF20
XT
GF30
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS E ® : ESTETYCZNY PP-GF
Rodzina ISOGLASS E to rozwiązanie pozwalające zaoszczędzić na wadze w
przypadku elementów estetycznych o dużej zawartości włókna szklanego.
Specjalny dodatek pomaga kontrolować kompatybilność z matrycą polimerową
oraz zwiększa zwilżalność , co w rezultacie poprawia właściwości estetyczne.
PP GF30 ISOGLASS E ISOGLASS E
polerowany tekstura polerowany
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : ZASTOSOWANIE W MOTORYZACJI
ISOGLASS XT 4001 HVAC, Obudowa pompy
ISOGLASS XT 8001 Pas czołowy
ISOGLASS XT 1001 Mechanizm zmiany biegów
ISOGLASS XT 6001 Blok pedałów
ISOGLASS XT 2001 Struktura konsoli środkowej
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
LFPP (długie włókno) : ZASTOSOWANIE W MOTORYZACJI
TYLNE DRZWI
OSŁONY POD
PODWOZIEM
OBUDOWA WENTYLATORA
PAS PRZEDNI
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : PRZYKŁADOWE ZASTOSOWANIE W MOTORYZACJI
ISOGLASS K 30 CGF X
ISOGLASS XT 4001A
ISOGLASS XT 4000A
Resin Type Copolymer Copolymer Homopolymer
Filler Content % 30 20 20
Melt Flow Index g/10’ 8 7 6
Mould Shrinkage % 0,4 0,4 0,4
Density at 23 °C g/cm3 1,12 1,05 1,05
Flexural modulus MPa 3800 4500 6100
Tensile stress at break MPa 70 84 95
Tensile stress at yield MPa 70 84 95
Izod notched impact strength KJ/m2 18 15 10
Izod notched impact strength, -30 °C KJ/m2 12 7 8
STRUKTURA SIEDZENIA SAMOCHODOWEGO
Zastąpienie PP-GF30 przez 20% PP-GF20 ISOGLASS XT
7% redukcji wagi
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOFIL K 20 T
ISOGLASS XT 2000A
Resin Type Copolymer Homopolymer
Filler Type Talc Glass Fiber
Filler Content % 20 10
Density at 23 °C g/cm3 1,05 0,98
HDT, A(1.82 MPa) °C 70 120
Flexural modulus MPa 2700 4100
Tensile stress at break MPa 35 70
Elongation at yield % 6 3
Izod notched impact strength KJ/m2 6 8
STRUKTURA KONSOLI ŚRODKOWEJ
Zastąpienie PP-T20 przez PP-GF10 ISOGLASS XT
7% redukcji wagi
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
ISOGLASS XT ® : PRZYKŁADOWE ZASTOSOWANIE W MOTORYZACJI
STUDIUM PRZYPADKU : LUSTERKO ZEWNĘTRZNE
Prezentacja rozwiązań dzięki uprzejmości FICOMIRRORS POLSKA Sp. z o.o.
Wspornik: stop aluminium
Korpus i osłona wspornika :
PP + 20% talk (SIRMAX ISOFIL®)
WAGA -> 1,26 kg
Wspornik, osłona oraz korpus :
PP + 30% GF (SIRMAX ISOGLASS®)
WAGA -> 0,90 kg
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
8 zakładów produkcyjnych na świecie:
• Europa
• Ameryka północna i Południowa
• Indie
Wiodący dostawca PP modyfikowanego PP w EU
1-szy niezależny kompaunder w EU
Produkcja 160k MT, €215 M obrotu
15% wzrostu w skali roku
Szerokie portfolio produktów:
• Polipropylen modyfikowany Talk, CaCO3, Włókno szklane
• Tworzywa konstrukcyjne modyfikowane PA6, PA66, ABS, PC, PC/ABS, POM, PBT, PPE+PS
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
SIRMAX POLSKA Sp. z o.o. Holenderska 8
PL-99-300 KUTNO
Tel. +48 3574600
Aleksander Tyszkiewicz
Dyrektor Generalny
ZAPRASZAMY DO KONTAKTU !
PLASTECH’2018
Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym
i
DZIĘKUJĘ