Plastové autodíly vyráběné s přísadou vlny, kokosu i lnu

Vlákna kokosu, lnu, juty, banánovníku, případně kozí nebo ovčí srst mohou významně zlepšit vlastnosti materiálů pro automobilový průmysl i jiná odvětví spotřebního průmyslu. Náhradou některých minerálních plniv a syntetických vláken přírodními materiály lze totiž zlepšit užitné vlastnosti plastových výrobků a také podstatně snížit jejich cenu. Potvrzuje to prof. Petr Lenfeld z Fakulty strojní Technické univerzity v Liberci, jehož vědecký tým se spolu s pracovníky Magna Exteriors&Interiors (Bohemia) Liberec zabývá výzkumem a vývojem nových polymerů a kompozitů s přírodními plnivy rostlinného a živočišného původu. To vše v rámci projektu Polymerní kompozitní materiály s přírodními vlákennými plnivy. Projekt, jehož cílem je zlepšit konečné vlastnosti a nahradit minerální i syntetická plniva v plastových dílech přírodními materiály, podporuje Česká technologická agentura. Kompozit – plněný plast s žádoucími vlastnostmi – se získá smícháním základní polymerní suroviny s přírodními plnivy. Přírodní vlákno se rozemele ve speciálním mlýnu a poté smísí s plastem a aditivy a vyrobí se granule kompozitu. Tento kompozit se následně ve vstřikovacím stroji zplastikuje a vstřikuje do formy, kde získá požadovaný tvar výrobku. Šestičlenný vědecký tým prof. Lenfelda namíchal v rámci výzkumu do syntetických matric na tři desítky druhů vláken o různém procentuálním obsahu a s různými speciálními aditivy. Členové týmu odzkoušeli a vyhodnotili velké množství kombinací. „Vybrali jsme necelou desítku kompozitů, u kterých se prokázalo, že přírodní materiály zlepší užitné vlastnosti pro rozdílné aplikace od technických plastových dílů až po plastové výrobky spotřebního charakteru. Dosahujeme lepších konečných vlastností a snižujeme ceny výrobků. Úspora na ceně je dost výrazná, když si uvědomíme, že v současné době stojí 1 kg polypropylenu zhruba dvě eura a například vlna stojí asi jednu čtvrtinu. Ještě důležitější možná ale je, že výroba dílů s přírodními materiály podstatně méně zatěžuje životní prostředí,“ říká Petr Lenfeld s tím, že součástí práce je i vytvořená databáze vlastností získaných kompozitů. „Z tak velkého množství kombinací lze vybrat další vhodné kompozity s přírodními vlákennými plnivy podle konkrétních požadavků průmyslové praxe,“ dodal. Uplatnění nových kompozitů s přírodními vlákennými plnivy bude zřejmě v budoucnu mnohem širší, než lze dnes odhadnout. A to nejenom z hlediska náhrady v současné době používaných plniv, ale i z hlediska dosahovaných užitných vlastností, netoxičnosti a spalitelnosti přírodních plniv. Tak například některá přírodní vlákna rostlinného původu výrazně zvyšují tuhost plastových dílů. Tuto schopnost mají zejména vlákna juty, konopí a lnu, ale také vlákna banánovníku nebo bambusu, a to i při zachování velmi dobré houževnatosti. „Houževnatost za minusových teplot je dokonce srovnatelná se syntetickou polypropylenovou matricí,“ řekl prof. Lenfeld. Naopak vlákna živočišného původu, především hedvábí tussah, ale také ovčí a kozí srst, působí podle něj příznivě zejména z hlediska tažnosti plastových dílů, ale také z hlediska houževnatosti. „Nejlepší mechanické vlastnosti mají vlákna z chitosanu, získávaných z vnějších schránek korýšů. Zpracovatelské vlastnosti jsou i přes použití vlákenných plniv o velkém procentuálním objemu velmi dobré u polymerů s vlákny kokosu,“ konstatoval Ing. Luboš Běhálek z Oddělení tváření kovů a plastů Fakulty strojní TUL s tím, že povrch vyrobených plastových dílů je přitom velmi kvalitní, zvyšuje se rozměrová stabilita, absorpce hluku a vibrací. Vědci z liberecké univerzity se nyní soustředí na další výzkum aplikačních možností přírodních vlákenných plniv do syntetických plastů. Budou při tom hledat i spolehlivé partnery v průmyslové praxi. Jaroslava Kočárková