Transcript Možnosti spolupráce v rámci Centra polymerních

Gumference, Zlín, 2012
Možnosti spolupráce v rámci Centra
polymerních systémů
Vladimír Pavlínek
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
O projektu
Název projektu:
Reg. číslo:
Datum zahájení:
Centrum polymerních systémů
CZ.1.05/2.1.00/03.0111
1. 1. 2011
Celkové náklady:
896,9 mil. Kč (stavba, přístroje, start-up grant)
Financováno Evropským fondem pro regionální rozvoj a státním
rozpočtem ČR v rámci Operačního programu Výzkum a vývoj pro
inovace, prioritní osa 2.
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Cíle projektu
Cílem vybodování Centra polymerních systémů je podstatným způsobem
rozšířit stávající výzkumnou infrastrukturu UTB a vytvořit dynamickou
výzkumnou jednotku s dlouhodobou udržitelností.
Centrum polymerních systémů v pozici významného regionálního
výzkumného centra se chce opírat o aktivní spolupráci s průmyslovými
partnery a souběžně mezinárodně působit ve všech úrovních svých
činností.
Stavebně-technická část projektu zahrnuje výstavbu nového objektu s
předpokládanou kapacitou 112 pracovníků a jeho vybavení moderní
přístrojovou technikou.
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
O projektu
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
O projektu
• Těžké laboratoře zpracovatelství plastů a pryže
• Laboratoře fyzikální, chemické, biologické a mikrobiologické
• Celková vybudovaná plocha 10 665 m2 (plocha užitková)
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Výzkumné programy
1.
Pokročilé zpracovatelství polymerních
systémů (prof. Zatloukal)
i. Příprava vícevrstvých kontinuálních profilů
s řízenými vlastnostmi
ii. Modelování procesů v pokročilých
polymerních technologiích
iii. Obaly pro zdravotnictví, farmacii a
potravinářství
iv. Příprava bioaktivních polymerních systémů
2.
Příprava pokročilých polymerních
kompozitních systémů (doc. Kuřitka)
i. Vstřikování vysoce plněných materiálů
ii. Multifunkční polymerní nanomateriály
iii. Příprava hybridních kompozitů pro
mikrovlnné absorbéry
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Nabídka okruhů spolupráce
• Realizace smluvního výzkumu dle vašich požadavků
• Řešení společných projektů výzkumu, vývoje a inovací
• Řešení technických a technologických problémů praxe
• Zpracování analýz a odborných studií
• Optimalizace technologických procesů
• Poradenská a konzultační činnost
• Využití moderní přístrojové techniky
• Realizace odborných školení
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Technologická zařízení
•
•
•
•
Sušení, granulace, mletí, analýza tvaru a velikosti částic
Příprava polymerních směsí a koncentrátů – hnětič, dvoušnek
Míchání kaučukových směsí – hnětič, kalandr
Příprava laboratorních vzorků – lisování, vstřikování
Zpracovatelské technologie
• extruze
• vyfukování fólií (i vícevrstvých)
• extruzní vyfukování (do 750 ml)
• vstřikování (do 180t)
• lisování
• koextruze (včetně gumárenských směsí)
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Analýzy materiálů
• Hodnocení tepelných vlastností materiálů (DSC, DMA, TMA, TGA)
• Hodnocení mechanických vlastností (rázové, tahové, ohybové a
tlakové zkoušky, tvrdost, odrazová pružnost)
• Analýza složení a přísad (spektroskopické a chromatografické
metody – FTIR, UV-VIS, RTG, GC-MS, GPC)
• Povrchová modifikace polymerních systémů – plasmo-chemické
úpravy za sníženého i atmosferického tlaku
• Mikroskopické analýzy (SEM, TEM, AFM)
• Hodnocení elektrických a magnetických vlastností materiálů a
kompozitů (vodivost, povrchový a vnitřní odpor, relativní permitivita,
ztrátový faktor)
• Hodnocení barevnosti
• Hodnocení reologických
a viskoelastických vlastností
(kapilární a rotační viskozimetry)
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklady dosavadní kooperace
CONTINENTAL AG – analýzy vlastností gumárenských směsí
JUTA a.s. - optimalizace materiálového složení ko-extrudovaných profilů
Plastikářský klastr, z.s.p.o. – smluvní výzkum pro členy klastru,
projektové žádosti
PRAKAB PRAŽSKÁ KABELOVNA a.s. - spolupráce ve vývoji
bezpečnostních kabelů
ELLA-CZ s.r.o., Medetron s.r.o. - extruze a ko-extruze zdravotnických
profilů
3M (Belgie, USA); SILON s.r.o. - optimalizace dávkování
zpracovatelských aditiv
SPUR a.s., ELMARCO s.r.o. – spolupráce ve vývoji nanovláknitých
produktů
POLYMER INSTITUTE BRNO – analýzy reologického chování
polymerních směsí
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklady řešených projektů
Inovační vouchery Zlínského kraje
Elektroluminiscenční folie pro bezpečnostní interiérové osvětlení (MPO: FR
TI3/424, NWT a.s.)
Výzkum a vývoj funkčních vlastností prostředků pasivní ochrany pasažérů
automobilů použitím inovativních polymerních materiálů a výrobních technologií
(TAČR: TA01011211, INDET SAFETY SYSTEMS a.s.)
Hybridní nanokompozity (TAČR: TA02011308, SYNPO a.s., 5M s.r.o.)
Projekt Centra kompetence „Centrum pokročilých polymerních a kompozitních
materiálů“ v konsorciu UTB a 5 firem (TAČR: TE01020216, Fatra a.s., Spur
a.s., Quinn Plastics s.r.o., Zlin Precision s.r.o. a 5M s.r.o.)
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklady využití – termická analýza
DSC – teplota skelného přechodu (např. vliv na těsnící a tlumící schopnosti),
krystalizace kaučuků, tepelná stabilita (termooxidace)
TGA – složení směsí (těkavé podíly, kaučuk, saze, plnivo-popel)
TMA – botnání, teplotní roztažnost, měknutí
DMA – změna modulu pružnosti s teplotou
DSC – teploty skelného přechodu
Složení – organický podíl, saze, popel
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Analytické metody
Spektroskopie UV-VIS, FTIR – hodnocení složení, kontaminací (i
lokálních) organických látek, měření barevnosti
Plynová chromatografie – hodnocení pachů
Kapalinová chromatografie – extrahovatelné přísady (podíly),
distribuce molekulových hmotností
nitrilová skupina - vlnočet 2250
FTIR analýza přírodního a nitrilového kaučuku
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklady využití – 3D tomografie
• Pórovitost, homogenita, trhliny, skryté defekty
• Vnitřní struktura produktů, rozložení materiálu nebo součástí uvnitř
objemu, tloušťka stěn, rozměry vnitřních částí
• Vady a oslabená místa
Pěnový materiál
Kombinace kov-plast (pryž)
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklady využití – Reologie a modelování
Wall
Free surface
• Modelování mechanického
chování pryže
• Modelování tokového chování
kaučukových směsí
Flow direction
• Optimalizace procesu
vytlačování kaučukových
směsí
Negative pressure
Wall
Free surface
• Hodnocení reologického
chování kaučukových směsí
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklady využití – Analýza plniv
• Analýza distribuce velikosti částic – suchý, mokrý způsob (10nm-3mm)
• Tvar částic plniva, distribuce plniva v matrici, apod. – elektronová
mikroskopie (SEM, TEM)
• Složení plniva - Rentgenová difrakce, rentgenová fluorescenční
spektroskopie
Anatasová (a) a rutilová (b) forma TiO2
Částice - polystyren
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklady využití – Povrchové úpravy
S využitím plazmy za sníženého nebo atmosférického tlaku:
• Vytvoření či přidání/odebrání nových funkčních skupin na upravovaný
povrch – změna smáčivosti (potisk)
• Depozice tenkých vrstev o nanometrových tloušťkách –
oděruvzdornost, propustnost pro plyny a páry a pod.
Smáčivost před úpravou
Smáčivost po úpravě
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Dielektrický předehřev gumárenských směsí
Stanovení materiálových parametrů:
• permitivita (frek. ohřevu 0.9 GHz)
• elektrická a tepelná vodivost
Modelování distribuce intensity
elmag. vlnění v komoře pomocí
metody konečných prvků (FEM)
0.9 GHz
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Příklad pořizovaného vybavení
Koextruzní linka pro vyfukování vícevrstvých fólií
Víceválcová kalandrovací linka
Linka pro zvlákňování polymerní taveniny
Koextruzní gumárenská linka
Dvoukomponentní vstřikovací stroj
Hydraulický laboratorní lis
Dvoušneková kompoundační linka
Laboratorní hnětič a mikrohnětič
Vysokotlaký kapilární viskozimetr, rotační viskozimetr
Planetární kulový mlýn
Zařízení pro dynamické měření kontaktního úhlu smáčení
Profilometr
Mikrospopy (SEM, TEM, AFM, FTIR, Ramanův)
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Centrum polymerních systémů
www.cps.utb.cz
doc. Dr. Ing. Vladimír Pavlínek
Centrum polymerních systémů, Registrační číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111