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

sirmaxpolska@sirmax.com

Aleksander Tyszkiewicz

Dyrektor Generalny

atyszkiewicz@sirmax.com

ZAPRASZAMY DO KONTAKTU !

PLASTECH’2018

Trendy w Rozwoju Wysokowytrzymałego PP Wzmacnianego Włóknem Szklanym

i

DZIĘKUJĘ