Plastiki impregnowane jak drewno

Plastiki zyskały olbrzymią popularność, gdyż jest to materiał tani, w miarę łatwy do formowania, a producent może dopasować parametry tworzywa do swoich potrzeb. Jednak po uformowaniu przedmiotu, poza pomalowaniem niewiele więcej można z nim zrobić. Teraz naukowcom z Fraunhofer Institute udało się opracować metodę dzięki której gotowe plastikowe wyroby można impregnować jakby były z drewna.

Dzięki nowej metodzie można zmienić kolor przedmiotu w całej objętości, tak jak barwnikiem wprowadzonym do masy plastycznej przed uformowaniem przedmiotu. Dokonuje się tego za pomocą zanurzenia przedmiotu w nadpłynnym dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla to gaz powszechnie występujący na Ziemi, produkujemy go w trakcie przemiany materii i pozbywamy się w wydychanym powietrzu. Spotykamy się z nim też pijąc wodę sodową czy coca-colę - to właśnie dwutlenek węgla wtłaczają do napojów producenci, aby uzyskać smakowite bąbelki. Ale gaz ten jest o tyle niezwykły, że w normalnych warunkach ziemskiego ciśnienia atmosferycznego nie da się go skroplić, po schłodzeniu do -78 stopni Celsjusza zamienia się w "suchy lód". Aby otrzymać formę płynną, należy chłodzić go pod ciśnieniem wyższym niż 5,1 atmosfery. A gdy ciśnienie wzrośnie do osiemdziesięciu atmosfer, już w temperaturze 30 stopni Celsjusza otrzymamy zamiast cieczy "płyn nadkrytyczny" o wielu interesujących właściwościach.

Z praktycznego punktu widzenia najbardziej interesującą cechą nadkrytycznego dwutlenku węgla, jest zdolność "przesiąkania? przez zestalone węglowodorowe polimery - czyli plastik.

Metoda opracowana przez naukowcy z Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT w Oberhausen polega na umieszczeniu impregnowanego przedmiotu w komorze ciśnieniowej wraz z farbą, czy inną domieszką do plastiku. Do komory pompowany jest sprężony płynny dwutlenek węgla, który następnie jest podgrzewany wraz z dalszym wzrostem ciśnienia. Po osiągnięciu ciśnienia około 170 atmosfer i temperatury 90 stopni Celsjusza, w "płynie" dwutlenku węgla rozpuszcza się sproszkowany pigment lub domieszka, która następnie, zawieszona w dwutlenku węgla swobodnie wpływa (dyfunduje) do wnętrza przedmiotu. Po kilku minutach impregnacji ciśnienie zostaje obniżone, a pojemnik otwarty. Dwutlenek węgla powraca do stanu gazowego, a pigment czy domieszka pozostają uwięzione w plastikowej masie.

W ten sposób udało się nie tylko "pomalować? plastikowe przedmioty ale wprowadzić też domieszki bakteriobójcze.

Nowy proces może być stosowany do nylonu, polipropylenu, poliweglanów oraz tworzyw TPE i TPU.

 

[na podstawie informacji Fraunhofer Institute, za Science Daily]

Janusz A. Urbanowicz

Więcej o: