Skútočná tepelná odolnosť pastových materiálov

Pri takmer každom materiáli nájdete informáciu o jeho “tepelnej odolnosti”. Tento pojem je však veľmi široký a taký, aký ho poznáme po slovensky nemá jasnú definíciu.

V prípade že tepelná odolnosť materiálu je kľúčová pre Vašu aplikáciu je potrebné hlbšie porozumenie jednotlivým pojmam na technických listoch. Nakoľko väčšina technických listoch je po anglický nebudeme prekladať jednotlivé pojmy do slovenčiny. Začneme s tým, s čím sa najčastejšie stretávame:

Glass Transition Temperature (Tg)

je teplota, pri ktorej sa kryštalická alebo semikryštalická časť polyméru začína topiť a mení sa z usporiadanej štruktúry na amorfnú štruktúru.

Crystalline and Amorphous Solids

Zdroj: toppr.com

Jednoducho povedané je to teplota pri ktorej sa začína vnútorná štruktúra materiálu meniť a materiál “začína strácať” svoje mechanické vlastnosti.
Na prvý pohľad sa môže zdať, že ak prekročíme Tg, na výtlačok z daného materiálu sa už nemôžeme spoľahnúť. Tg je však zradné v tom, že nič konkrétne o mechanických vlastnostiach nehovorí, iba to, že sa menia, ale ako veľmi, to už nám Tg nepovie. Tg nie je žiadna mechanická záťažová skúška ale chemická vlastnosť.

Keď mi Tg teda veľa toho nepovie o mechanických vlastnostiach, na čo sa mám teda pozerať?

Hneď druhy pojem ktorý zavedime je:

Heat Deflection Temperature (HDT)

“HDT je miera odolnosti polyméru proti zdeformovaniu pri danom zaťažení pri zvýšenej teplote.”
V praxi je to teplotá pri ktorej dána vzorká polyméru bude ohnutá o 0.25mm pri danom zaťažení.
2 najčastejšie použité zaťaženia sú:
– 1.8 MPa ( 264 psi) ISO 75-A
– 0.46 MPa (67 psi) ISO 75-B
Image result for glass transition temperature vs hdt

Zdroj: omnexus.specialchem.com

HDT reprezentuje mieru túhosti materiálu pri zvýšovani teploty, pre mechanické aplikácie je omnoho smerodajnejšie nez Tg!

Najlepšie možno ilustrovať rozdiel Tg a HDT na príklade dvoch materiálov priamo z nášho eshopu:
PLA Mladeč: Tg: 55°C, HDT(metoda neznáma, budeme predpokladať 0.46MPA): 55°C
PolyMide™ PA6-CF PolyMaker: Tg: 56.6°C, HDT 0.46MPa: 215°C!

Fun fact: Niektoré materiály úmyselne používame nad ich Tg (TPE, TPU) nakoľko vtedy majú pre nás využitelnejšie vlastnosti (flexibilita).

Zdroje:
https://www.toppr.com/guides/chemistry/the-solid-state/crystalline-and-amorphous-solids/
https://omnexus.specialchem.com/polymer-properties/properties/glass-transition-temperature
https://omnexus.specialchem.com/polymer-properties/properties/heat-deflection-temperature-of-plastics
https://www.iso.org/standard/55653.html

Je pla skutočne biologicky rozložiteľný?

Fakt : PLA je biologicky rozložiteľný (biodegradable)
Fakt : Pla nedokáže príroda bez pomoci človeka rozložiť
Asi si poviete že tieto 2 fakty sú veľmi protichodné, avšak sú rovnako pravdivé.

Je teda PLA skutočne biologicky rozložiteľný alebo je to iba marketing ?

” PLA (PolyLaktická kyselina ) je vyrobený z prírodného kukuričného škrobu, biologicky rozložiteľný a BIO ! ”
Takto znie (aj vôňa) PLA tak dobre, že si môžeme pomaly začať tlačiť doma halušky a zjesť.
Takto nám je predávaný PLA, takto vám ho aj my predáme, lebo je to pravda, PLA bude v jednom bode biologický odbúrateľný, je to marketing.
Marketing však neupresní kedy a ako bude PLA takto dokonalý.
Začneme veľmi dôležitou definíciou : Čo znamená ” Biologický rozložiteľný ” ?
– Že hodím do prírody a za 2 mesiace je to fuč
– Látka alebo objekt schopný sa rozložiť pomocou baktérie alebo živým organizmom bez znečisťovania životného prostredia.

Realita :

PLA bude stále iba plast a ak sním nebudeme zachádzať zodpovedne, tak si príroda neporadí aj napriek všetkým jeho úžasným BIO vlastnostiam. Rozložiť PLA za našich bežných klimatických podmienok bude trvať tisícky rokov a náš výtlačok bude len ďalší kus plastu v prírode. PLA nie je taký slabý materiál ako by sa zdal byť.Znečisťovanie lesov plastami

Ako teda rozložiť PLA ? (Recept)

PLA = Priemyselný komposter + 60°C konštantná teplota + 2/3 kokteil organického substrátu + 80% vlhkosť + veľa kyslíku + minimálne 5 dní.
Tieto podmienky máju možno k dispozícií 0.1% z nás a teda v ostatných 99.9% prípadov sa dá PLA výtlačok považovať za obyčajný kus plastu ktorý bude ležať pri bokoch iných plastov rovnako dlho.

Ktoré PLA je najmenej škodlivé ?

Najmenej modifikované PLA je transparentný (nesfarbený), keďže je to jeho prvotná forma po výrobe. Transparentný sa dá považovať za “Reálny nemodifikovaný surový PLA”. Je mimochodom aj najlepšie tlačiteľný. Čierny, modrý, červený a všetky farebné pla sú už modifikované pridaním farebných pigmentov, výrobcovia máju rôzne pigmenty, nedá sa určiť presné pravidlo o tom, ktorá farba je najškodnejšia. Všeobecne platí že čierne filamenty sú najviac modifikované (je do nich potrebné dať viacej pigmentu ako do ostatných) a preto je možné, že filamenty rovnakého materiálu ale inej farby sa tlačia mierne odlišne.

Pla bude mať však stále výhodu oproti iným plastom, a to že keď už sa po tých x rokov rozloží, nezanechá po sebe nič škodné ( podľa definície : rozloží sa bez znečisťovania životného prostredia)

Čo navrhujeme ? – Záver

Najideálnejšie všeobecné riešenie ktoré momentálne existuje pre plasty je zachovať ich v konečnej forme a používať ich opakované.
Prosíme Vás, aby ste s našimi filamentmi pracovali čo najzodpovednejšie, a v každom prípade či je to PLA, ABS, PET-G vždy vyhodili zvyšky po tlači do žltého kontajneru.
Najmenej modifikovaný (a najlepšie tlačitelný) je transparentný PLA. Je stále lepšie používať PLA ako napríklad ABS, keďže keď sa PLA konečne rozloží, nezanechá po sebe žiadne stopy.

Váš tím JustCreate