Speciální chemie ve světové špičce Evonik na K2010

Plasty jsou inovativním materiálem 21. století. Evonik Industries AG vyvíjí mimořádná inovativní řešení, vyznačuje se stálým rozvojem a technologickým knowhow a je v pozici růstově orientovaného dodavatele. V obchodním roce 2009 dosáhl 2miliardového obratu v eurech a usiluje o cca 5% meziroční růst do roku 2015. Pro podporu růstu plánuje střednědobě do roku 2015 investice ve výši cca 1,7 mld. eur. V letech 2004 až 2009 investoval do plastikářského trhu 1,1 mld. eur. Evonik má tři růstové megatrendy: efektivnost zdrojů, zdraví a výživu a technologickou globalizaci. Ohniskem zájmu na K- 2010 byly lehké konstrukce a solární technika. Lehké konstrukce byly komprimovány do závodního vozu Lotus Exige – jedná se o snížení hmotnosti, zlepšení účinnosti motoru a převodovky a nižšího odporu valivého tření. Fotovoltaika se soustředila na efektivní získávání elektrického proudu přímo ze slunečního světla. Výrobky a řešení na míru zahrnují suroviny, aditiva, barvy, technické plasty, velmi výkonné polymery a polotovary. Značnou měrou vyhovují požadavkům životního prostředí, výkonnosti a perspektivnosti. Evonik je kreativní německý průmyslový koncern. Jádrem jeho obchodů je speciální chemie, ve které patří ke světovým špičkám. Je aktivní ve více než 100 zemích. Asi 39 000 pracovníků vytvořilo v obchodním roce 2009 obrat cca 13,1 mld. eur při operativním výsledku (EBITDA) cca 2,0 mld. eur. TEGOMER ANTISCRATCH 100 Aditivum zlepšuje odolnost směsi PP/mastek proti poškrábání. Jde o chemicky modifikovaný siloxan, který zajišťuje zlepšené zesíťování a tím napojení částic mastku do plastové matice. Docílený efekt je dlouhodobý. Nezvyšuje se lepkavost povrchu, materiál je absolutně bez zápachu a nevyskytuje se žádné zakalení. Standardní aditiva jako je silikonový olej nebo tukové amidy nejsou pevně zakotveny v polymerové matici a mohou migrovat na povrchu. Proto také dochází po určité době k téměř úplné ztrátě odolnosti proti poškrábání. S TEGOMER AntiScratch 100 vybavené součásti zachovávají dobrou odolnost proti poškrábání, po dlouhou dobu intenzivního používání si uchovávají hodnotný vizuální dojem. TEGOMER FR 100 Aditivum nabízející výrobu vysoce citlivé HFFR kabelové směsi (Halogen Free Flame Retardents). Umožňuje, aby bylo organické plnivo jako je ATH rovnoměrně rozděleno v polymerní matici a dobře smočeno základním polymerem. Výsledkem je kabel s hladkým povrchem, bez problémů potiskovatelný, který lze vyrábět vysokou rychlostí. Bedlivě jsou sledovány požadavky z hlediska vývoje kouře a požární chování. Příznivých výsledků můžeme dosáhnout zapracováním organického plniva jako je hydroxid hlinitý (ATH) nebo hydroxid hořečnatý (MDH) s vyšším obsahem než je polovina objemu směsi. Klesá ovšem schopnost proudění, výroba se zpomaluje a vytváří se velmi drsné kabelové povrchy. Kromě toho je směs abrasivní a silně zatěžuje strojní součásti, které se rychle opotřebovávají. Pro zlepšení tekutosti a zlepšení vlastností se dnes používají silikonové oleje. Nevýhodou těchto aditiv je, že se nepropojují do polymerní matice, vytváří povrchový film a ztěžují potiskování. Nové aditivum TEGOMER FR 100 vytváří plnější kabelové směsi bez nežádoucích vedlejších efektů vyvolávaných silikonovými oleji. TEGOMER FR 100 je organicky modifikovaný siloxan s plným propojením s polymerovou maticí. Dobrá dispergace zlepšuje vlastnosti související s ochanou proti plamenům. PRINTEX LGSQ, PRINTEX L SQ A PRINTEXALPHASQ jsou vysoce kvalitní pigmenty (Carbon Black Pigmente), spolehlivě plní požadavky Oeko-Tex-standard 100. Carbon Black Pigmente patří k nejpoužívanějším černým barvivům u plastových vláken. Propůjčují textilu a plastům stálou, intenzivní, neblednoucí barvu. Barviva jsou stále více zkušebně ověřována. Oeko-Tex-standard 100 certifikuje textilní produkty podle více než 100 kritérií důležitých pro zdraví. PŘENOS ENERGIE BEZ VELKYCH ZTRAT PRINTEX HV je nový High Performance Carbon Black Pigment. Zabezpečuje vysokou efektivnost přenosu elektrické energie jako významná součást pláště proudových kabelů. Je velmi dobře zpracovatelný. Cení se vysoká čistota a dobrá dispergovatelnost. Dosažena může být také vysoká hladkost povrchu. Upatňuje se při narůstající urbanizaci, u offshore větrných parků nebo u solárních zařízení. Efektivní energetická síť je nezbytným předpokladem bezeztrátového přenosu proudu až ke spotřebiteli. KOMPOSTOVATELNA ADITIVA Spotřeba plastů narůstá. Otázkou je, co se s nimi jako s odpadem stane dál, a jde pro to o velkou výzvu při vývoji nových materiálů. Plastikářský průmysl hledá alternativní suroviny, ohleduplné k životnímu prostředí. Carbon Black Pigment XPB 428 je biologicky odbouratelný (kompostovatelný). Vyniká jednoduchou zpracovatelností, mimořádnou ochranou proti UV-záření a má vynikající barvící vlastnosti. Nepodléhá žádným omezením v kontaktu s potravinami. Nejrozšířenější aplikací jsou agrární fólie. Elektromagnetické záření absorbují a přeměňuje na teplo, podporující rychlý růst rostlin. Certifikováno podle ISO 9001 stejně jako podle ISO 14 001. LEPŠI MECHANICKE VLASTNOSTI, SNADNE ZPRACOVANI Aditiva AEROBATCH PP 140, AEROBATCH PP 240 a AEROBATCH PP 340 značně zlepšují speciálně mechanické vlastnosti styrol-blockpolymerů (TPS) – pevnost v tahu a tažnost. Navíc zlepšují isotropii a rozměrovou stabilitu součástek zhotovených vstřikovým litím a extruzí. Síla stěn se může zmenšit, hmotnost a spotřeba materiálu je nižší. AEROBATCH PP je nabízen jako granulát, což umožňuje jednoduché a bezprašné zpracování. AEROBATCH U je procesní aditivum řešící problémy se zpracováním termoplastických elastomerů na uretanové bázi (TPU). Je ve formě granulátu. Usnadňuje proces zpracování i rozsah aplikací. Procesní okno je rozšířeno, zabraňuje se ucpání trysek extruderu, zlepšuje se kontrola tloušťky stěny, redukuje se lepkavost a zvyšuje se prosazení. PLEXIGLAS ENDLIGHTEN T Speciální produkt pro transparentní s LED provozovaným hranovým osvětlením (uveden na trh v září). Váže předem vyzářené světlo a značně silně ho vyzařuje směrem k pozorovateli. Označení T znamená transparentní – bez vstupní světelné vazby je přenos 92%. Nabízeny jsou čtyři různé typy v závislosti na aplikaci a na dráze světla. Nejtenčí druh je jen 4 mm silný. Různé modifikace jsou použitelné zejména interiérovými architekty a světelnými designéry (velkoplošné svíticí objekty jako jsou displeje, rámy, postery, stěny nebo stropy). AUTOMOBILOVE SKLO PLEXIGLAS nabízí 40-50% úsporu hmotnosti proti sklu. Nižší hmotnost šetří pohonné hmoty i životní prostředí. PLEXIGLAS poskytuje také nové možnosti designérům. Evonik sleduje dva vývojové směry: monolytický a vícevrstvý systém na bázi tohoto materiálu. Zejména pro čelní skla je významná transparentnost a odolnost proti nárazu kamenů. Běžně se PLEXIGLAS využívá u bočních, střešních a zadních oken automobilů, u větroňů, helikoptér, ponorek, motocyklových štítků i u karavanů. Tyto zkušenosti postupně ovlivňují i automobilový průmysl (čelní skla, sériová výroba). První sériové využití v automobilovém průmyslu existuje u čínského výrobce Chang´an. PLEXIGLAS PRO SUPERPLOCHE TELEVIZORY S JASNYM OBRAZEM Speciálně pro stále plošší a energeticky úspornější televizory se vyvíjel PLEXIGLAS POQ66. Materiál má mimořádně vysoký přenos světla spojený s malým indexem lomu. Světlovodné desky – ústřední prvek Back-Light- Unit k konfiguraci Edge-Lit - neztrácí žádné světlo absorpcí nebo rozptylem. Televizory mohou mít o 30 % nižší spotřebu proudu díky energeticky efektivnímu prosvětlení. Světlovodné desky mohou být zhotovovány z PMMA. Materiál musí zůstat stále transparentní (proti zkreslování barev). Více světla pro Back-Light-Unit potřebují zejména 3D-televizory, pokud možno při další energetické úspornosti. PLEXIGLAS – DLOUHODOBY A PLNĚ RECYKLOVATELNY MATERIAL Evonik garantuje u bezbarvých desek PLEXIGLAS 30leté nezežloutnutí. Je to cca 2krát delší doba než je obvyklá. PLEXIGLAS je recyklovatelný štěpením na výchozí látky nebo přímým znovupoužitím. Materiál neobsahuje látky podobné hormonům, těžké kovy, asbest, formaldehyd, FCKW, PCB a PCT nebo změkčovadla. Transparentní zastřešení z PLEXIGLAS má UV-ochranný faktor UPF 50+. Materiál není jedovatý, hoří téměř bez akutních kouřových plynů a hustého kouře. Splňuje zadání platná pro využívání u hraček a obalů. PLEXIGLAS SOLAR Výhodnost získávání solární energie určují výrobní náklady nebo vyšší výtěžnost solárních modulů. Produktová paleta obchodního úseku Acrylic Polymers zahrnuje formovací (vytvářecí) hmoty, desky, trubky, Fresnelovy čočky pro fotovoltaiku a koncentrovanou fotovoltaiku CPV (Concentrating Photovoltaics). PLEXIGLAS Solar je mnohem odolnější atmosférickým vlivům, přenos zůstává dlouhodobě konstantní, materiál nežloutne a nestává se křehčím. Při konstrukci největších solárních modulů lehké konstrukce na světě rozhodovala zejména nízká hmotnost a zabezpečenost proti zlomu. POVRCH PRO VYSOKE NAROKY CoverForm vytváří zvlášť odolné povrchy proti chemikáliím, otěru, poškrábání, potisku a má dobrou vrypovou tvrdost (vykazuje zřetelně nižší hloubku vniknutí ve srovnání s PMMA povlaky). Systémové řešení je výsledkem společného vývoje Evoniku a strojírenského podniku KraussMaffei. Při této metodě je součástka z PLEXIGLAS cf formovací hmoty povlakována přímo ve formě pro vstřikové lití reaktivním systémem na bázi acrylátu bez ředidla. LED SVITI DELE A JASNĚJI ZAŘI Sokl světlometu má rozhodující vliv na kvalitu LED. Čím bělejší je sokl světlometu, tím vyšší je stupeň odrazu a účinnost světelného zdroje. Patice z VESTAMIDu HTplus, polyftalamidu PA10T, zůstávají po dlouhou dobu čistě bílé. To také prodlužuje životnost svíticích diod. VESTAMID Htplus je ohleduplný k životnímu prostředí, poněvadž je z 50 % zhotovený z biologických surovin. Materiál má velmi dobrou UV stabilitu, nízkou absorpci vody, vysokou rozměrovou stabilitu a je jednoduše zpracovatelný. Hodí se pro využití zvláště malých LED. Velmi dobrá přilnavost na kovu a silikonu podporuje trend směřující k miniaturizaci. FOTOVOLTAIKA Z ROLI Nová solární bariérová fólie umožňuje hospodárnější výrobu pružných solárních modulů levně ve srolované formě. Fólie má při tom srovnatelné bariérové vlastnosti jako doposud používané skleněné desky. Jsou odolné UV záření a povětrnostním vlivům a současně jsou transparentní. Doposud nebyly komerčně dostupné tenkovrstvé ochranné fólie. Řešení spočívá ve vícevrstvých fóliích z bariérových vrstev umístěných zvenčí. Chrání pod ní ležící funkční vrstvy. 0 2/3 nižší hmotnost usnadňuje a umožňuje další aplikace (automobilové střechy, laptopy). OCHRANA KVALITNICH POVRCHŮ Povrchy z mikrokrystalické polyamidové fólie TROGAMID TCR (Transparent, Chemical Resistant) jsou tvrdé na dotyk. Odolávají slunečnímu světlu, horku, rázům, chemikáliím, kosmetice. Jsou také sympatické na pohled. TROGAMID TCR-fólie existuje v tloušťkách 50 a 750 ?m pro dekoraci a ochranu hodnotných povrchů. TROGAMID TCR-fólie je jasná a bezbarvá. Krycí vrstvy jsou stabilní vůči povětrnostním vlivům a UV-světlu, odolné vůči otěru a propůjčují hloubkový efekt. Odolnost proti poškrábání je na úrovni nepovlakovaných fólií podle průmyslových standardů. Ve spolupráci s firmou Pröll KG a s nástrojárnou Niebling Junior byly vyvinuty tiskové barvy a metoda zainjektování fólie. Nový systém tiskových barev NoriAmid od firmy Pröll, zpracování fólie a první součásti byly představeny na K-2010. VESTAKEEP PEEK – FOLIE Polyetereter (PEEK) – polymer je nabízen také jako fólie chemikáliím vysoce odolná, mechanicky velmi pevná, obtížně vzplanutelná, stabilní při vysokých dlouhodobě působících teplotách s vynikajícími tribologickými a elektrickými vlastnostmi. Evonik vyrábí vhodné krystalické a amorfní VESTAKEEP PEEK-fólie pro všechny průmyslové obory včetně lékařské techniky. První aplikací jsou tenkostěnná pouzdra lithiových baterií srdečních stimulátorů. Welch Fluorocarbon Dover (USA) se specializuje na výrobu precizních součástek tvářením fólie zatepla a pro tento proces využívá VESTAKEEP PEEK-fólii. Beznapěťová fólie hned teče po roztavení a tak lze dosáhnout tloušťku stěny pod 25 ?m i požadovanou nízkou toleranci. VESTAKEEP-fólie mohou být povlakovány obvyklým postupem, řezány a tvarovány. Evonik nabízí širokou paletu fólií s mimořádnou zpracovatelností a max. zatížitelností. BIOLOGICKY POLYAMID SNIŽUJE CO2 EMISE Biologická polyamidová formovací (vytvářecí) hmota, zesílená např. bambusovými vlákny má vynikající mechanické a fyzikální vlastnosti. V porovnání s čistě petrochemickými polyamidy mají VESTAMID Terra produkty příznivější CO2-bilanci (potvrzeno TŰV). Evonik v současnosti nabízí dva biologické typy polyamidů: VESTAMID Terra DS je polyamid 1010, který má 100% biologický základ a VESTAMID Terra HS, polyamid 610, který je cca z 60 % zhotoven z obnovitelných surovin. Oba typy jsou k dispozici vždy se dvěma různými viskozitami, zesílené skleněnými vlákny s podílem 30 až 65 % skleněných vláken. VESTAMID Terra DS je nyní nabízen zesílený 5 až 50 % bambusových vláken. Formovací hmota VESTAMID Terra je semikrystalická a vyznačuje se proto vysokou mechanickou pevností a odolností vůči chemikáliím a trhlinkám způsobených pnutím. Je odolná vůči tepelnému tváření a vykazuje jen malou nasákavost. Dobré mechanické vlastnosti zůstávají zachovány i při vysoké vlhkosti vzduchu. Dají se zpracovávat na všech strojích vhodných pro vstřikové lití polyamidů a hodí se i pro výrobu vláken. EFEKTIVNĚJŠI ZEMSKE TEPLO Nová technologie přímého výparníku s propanem zvyšuje účinnost zemního tepla o dalších 10 %. Nemusí být totiž čerpána solanka. Potřebné trubky jsou uloženy cca 100 m hluboko v zemi a jsou zhotoveny z VESTAMIDu, polyamidu 12, s vysokou bariérovou propustností propanu, který nevyžaduje protikorozní ochranu. U nové metody je jako chladivo využíváno R290 (propan), které je v sondě k dispozici ve dvou fázích plynné a kapalné. Na základě rozdílu teplot v hloubce 100 m a v blízkosti povrchu 4 až 5 °C cirkuluje propan výlučně podle fyzikálních efektů vypařování a kondenzace. Čerpadlo je nadbytečné, šetří se energie a stoupá výkon získávání tepla. Polyamidové trubky se dají navíjet a proto nejsou na místě potřebné žádné svary. VESTAMELT Hybridní součásti z plastu a kovu na bázi zprostředkovatele přilnavosti VESTAMELT jsou tak pevné, jsou tak pevné, že pro udržení člověka na židli stačí plocha 4 cm2. Na závěs může být dokonce upevněn malý automobil vážící 1 tunu. Speciální chemické modifikace se starají o to, že hybridní součástky mají při stejné tloušťce stěny vyšší únosnost. Umožňují až o 20 % nižší množství použitého materiálu, což vede jednak ke značně vhodným nákladům a k redukci CO2-emisí. Aplikace se týkají lehkých konstrukcí při stavbě automobilů, fasádních prvků nebo krytů mobilních telefonů. Kromě spojení kov-plast jsou možné hybridní součásti ocel-polyftalamid nebo kovkov. Součástky s primárním systémem VESTAMELT jsou odolné vůči chemikáliím, horku i mechanickému zatížení a mohou být kataforeticky lakovány máčením a svařovány. Zamezeno je nevýhodám jako je protažení nebo smrštění součásti. Materiál se dá zpracovávat jako granulát, jako prášek elektrostatickým nanášením nebo formou základního laku metodou navinutého povlaku. ADDITIVE MANUFACTURING Extruze a vstřikové lití nejsou vždy nejlepší cestou tvarování plastů. Alternativou je Additive Manufacturing (AM). Spojuje maximální flexibilitu, vysokou zákaznickou orientaci a efektivnost nákladů. Při laserovém slinování vznikají ze špičkových plastů komplexní a technicky náročné průmyslové a spotřební předměty. Evonik Industries nabízí pro tuto metodu vhodný prášek, např. polyamid 12. Trojrozměrné struktury jsou vytvářeny vrstvením bez použití nástrojů přímo z prášku. Ze zásobníku je do určitých oblastí nanášena vrstva částic, je osvětlována laserem a natavována. Po snížení základny se postup opakuje. Tak vzniká v mnoha tenoučkých vrstvách prostorová struktura součástky. Její komplexnost je dána a omezena pouze zadanými elektronickými konstrukčními údaji. U Evoniku se odborníci zabývají už asi 10 let vývojem termoplastických hmot pro AM. Musí se dát dobře pulverizovat, cíleně roztavovat a svými chemickými a fyzikálními vlastnostmi musí být přizpůsobitelné potřebám. Evonik vyvinul mimořádně flexibilní polyamid (PA), který je 8krát ohebnější a má o faktor 5 vyšší pevnost než standardní materiál. PEEK-prášek se vyznačuje vysokým bodem tavení 340 °C a je proto vhodný pro součástky v provozu vystavené velkým teplotám. Optimalizované polymery umožňují nové funkčnosti a současně otevírají cestu materiálům při náhradě kovů. AM nepotřebuje obvyklé nástroje a pracuje pouze s digitálními stavebními plány. Tak lze rychle, pružně a bez velkých nákladů získat tvary, které nebyly v konvenční sériové výrobě doposud myslitelné. AM se proto uplatňuje zejména při zhotovování prototypů. Stále důležitější je malosériová výroba, pro kterou je obrábění příliš drahé. AM slouží i pro výrobu individuálně uzpůsobených součástí v medicíně (naslouchátka, operační nástroje, implantáty). Manipulace s variantami probíhají výlučně jako softwarová řešení. Designéři s AM objevují hodnoty „Freeform Fabrication“. /an/