Co zrobić z uszkodzonym plastikiem?
HenkelKaroserie samochodów osobowych powinny mieć niewielką wagę i dobrą aerodynamikę. Poza tym muszą być odporne na korozję i drobne uszkodzenia. Tylko tworzywo sztuczne może spełnić tyle wymagań.
- Zasadniczo własności tworzywa sztucznego zależą od jego budowy chemicznej.
- Wszystkie tworzywa sztuczne składają się z długich łańcuchów cząsteczek z silniejszymi lub słabszymi połączeniami oraz w różnym stopniu krystalizacji.
- Ze względu na charakterystyczną budowę cząsteczkową nazywa się je polimerami.
- Po podgrzaniu miękną, a wtedy można je formować i zgrzewać.
- Duroplasty są kruche i szybko łamią się pod wpływem uderzeń.
- Najistotniejszą cechą elastomerów jest elastyczność.
Zasadniczo własności tworzywa sztucznego zależą od jego budowy chemicznej. Wszystkie tworzywa sztuczne składają się z długich łańcuchów cząsteczek z silniejszymi lub słabszymi połączeniami oraz w różnym stopniu krystalizacji. Ze względu na charakterystyczną budowę cząsteczkową nazywa się je polimerami i dzieli na 3 kategorie główne:
- termoplasty,
- duroplasty,
- elastomery.
W każdej grupie są tworzywa, które różnią się właściwościami fizycznymi, co wynika z modyfikacji składu chemicznego samego tworzywa.
Termoplasty
Po podgrzaniu miękną, a wtedy można je formować i zgrzewać. Natomiast gdy ostygną, twardnieją i zachowują nowy kształt. Formowanie można powtarzać pod warunkiem nieprzekraczania temperatury, powyżej której następuje rozpad łańcuchów polimerowych i degradacja tworzywa. W strukturze wewnętrznej znajdują się łańcuchy cząsteczek o różnej długości, które leżą obok siebie w sposób nieuporządkowany i nie są ze sobą powiązane. W odpowiednio wysokiej temperaturze mogą się przesuwać względem siebie. Najpopularniejszym tworzywem tego typu jest PCV (polichlorek winylu). Popularnym produktem wykonanym z termoplastów są pachołki, które ustawia się na drogach podczas prac drogowych.
Duroplasty
Ten rodzaj tworzyw nie mięknie pod wpływem ciepła ani się nie odkształca. Duroplasty są kruche i szybko łamią się pod wpływem uderzeń. Z chemicznego punktu widzenia są to łańcuchy cząsteczek powiązanych ze sobą i tworzących gęste sieci. Wiązania między nimi są tak mocne (dwu- i trójwymiarowo), że można je rozdzielić tylko w sposób niszczący. Doprowadzenie ciepła nie osłabia wiązań między poszczególnymi łańcuchami cząsteczek w strukturze wewnętrznej.
Duroplastów nie da się łączyć metodami zgrzewania ani spawania. Jedyne metody łączenia duroplastów to klejenie i łączenie mechaniczne. Najbardziej znanym duroplastem jest bakelit.
Elastomery
Najistotniejszą cechą elastomerów jest elastyczność podobna do tej, jaką wykazuje guma. Tę elastyczność elastomery zachowują w szerokim zakresie temperatur. Doprowadzenie ciepła powoduje zmiękczenie, które nie umożliwia jednak nadaniu elastomerom nowego kształtu – nadmierne ogrzanie powoduje spalenie. Struktura chemiczna obejmuje długie łańcuchy cząsteczek połączonych w sieci o niskim zagęszczeniu. Dają się rozciągać i ściskać, jednak kiedy siła przestaje działać, powracają do pierwotnego kształtu.
Elastomerów używa się w pojazdach silnikowych do uszczelniania wałków lub trzpieni prowadzących tłoki w siłownikach i amortyzatorach. Znane nazwy handlowe elastomerów to silikon lub neopren.
Identyfikacja tworzyw sztucznych
Od rodzaju tworzyw sztucznych zależy możliwość ich późniejszej naprawy i lakierowania. Dla przykładu, termoplasty można naprawiać przez zgrzewanie lub łączenie chemiczne, podczas gdy duroplasty lub elastomery nie mogą być zgrzewane. Przed rozpoczęciem naprawy należy zidentyfikować tworzywo, które będzie naprawiane. Do naprawy zaleca się używanie tej samej grupy tworzyw. To dlatego każdy warsztat, który naprawia tworzywa sztuczne, dysponuje całkiem sporym magazynem „odpadów”, które służą jako materiał naprawczy. Dostawcy tworzyw sztucznych są w stanie także dostarczyć tworzywa zbliżone właściwościami fizycznymi do naprawianych materiałów, co w zupełności wystarczy. Ważne, aby były z tej samej grupy tworzyw sztucznych.
Praca ze specjalnym materiałem naprawczym
Materiał naprawczy spełnia jednocześnie dwa wymogi: stanowi klej do łączenia zniszczonego tworzywa i jest masą szpachlową do wypełnienia zagłębień.
Pierwsza własność (klejenie) materiału wymaga uzupełnienia, jeżeli naprawiane tworzywo sztuczne jest pęknięte lub złamane. Praktyczna naprawa z wykorzystaniem specjalnego materiału naprawczego rozpoczyna się od oczyszczenia uszkodzonego miejsca.
Aby materiał lepiej trzymał się tworzywa, przednią i tylną stronę naprawianej okolicy należy zszorstkować. W przypadku wąskich pęknięć lub przebić szczeliny należy powiększyć, aby można było przez nie przecisnąć materiał naprawczy o konsystencji pasty. Z tyłu materiał należy rozsmarować ok. 3 cm od krawędzi przebicia. Między klejem a tworzywem należy zapewnić jak największą powierzchnię połączenia. Osiąga się to przez fazowanie pęknięcia od przodu. Aby pęknięcie nie powiększało się, zaleca się nawiercenie jego końców. Redukuje to szczytowe napięcia odpowiedzialne za powiększanie pęknięcia.
Po zakończeniu szlifowania i wiercenia należy jeszcze raz dokładnie oczyścić naprawianą okolicę, używając środka czyszczącego. Następnie należy wymieszać dwuskładnikowy klej. Zmieszany materiał nakłada się od tyłu i przeciska przez pęknięcie. Aby zwiększyć przywieranie materiału po stronie tylnej, w świeży materiał należy wprasować matę z włókna szklanego. Następnie można zająć się przodem. Karb pęknięcia wypełnia się materiałem naprawczym. Materiał nadaje się do obróbki przez ok. 10 min od chwili zmieszania. Czas utwardzania wynosi ok. 15 min. Po utwardzeniu naprawiane miejsce należy przeszlifować.
Specjalny materiał naprawczy można stosować do usuwania pęknięć, rys i dziur. Używa się go także do ponownego mocowania oderwanych części. Ponieważ na rynku dostępne są różne materiały naprawcze, proces naprawy może się nieznacznie różnić.
Naprawa przez spawanie
Spawanie tworzyw sztucznych wymaga pewnych przygotowań. Pęknięcia, które należy zasklepić, trzeba wcześniej sfazować, tworząc szczelinę. Spawanie polega na nagrzewaniu miejsca łączenia z jednoczesnym dodawaniem materiału dodatkowego. Materiał dodatkowy dostarczany jest w prętach o różnej średnicy. Średnica pręta używanego do spawania tworzywa sztucznego powinna odpowiadać wielkości szczeliny między dwoma łączonymi materiałami.
Spawanie tworzywa przebiega przez nagrzewania dmuchawą szczeliny oraz pręta z tworzywa i układaniu go w nagrzanej szczelinie. Należy przy tym zwrócić szczególną uwagę na utrzymanie odpowiedniej temperatury. Zbyt wysoka temperatura doprowadzi do palenia się materiału i będzie utrudniała prowadzenie pręta. Aby zapobiec dalszemu pękaniu karbu, końce pęknięcia należy nawiercić.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Bezpośrednio przed spawaniem zaleca się oczyścić i odtłuścić pręt oraz miejsce łączenia. W ten sposób usuwa się warstwę tlenku, która przeszkadza podczas spalania. Dotyczy to przede wszystkim PP i PE (polipropylenu i polietylenu), ponieważ tworzywa te bardzo szybko tworzą warstwy tlenku. Negatywny wpływ na spawaną powierzchnię mają także olej i inne tłuszcze oraz pot.
Podczas spawania używa się dmuchawy gorącego powietrza. Prawidłowa temperatura spawania ma bardzo duże znaczenie. Zależnie od typu termoplastu wynosi 160–260°C. Spawany materiał i pałeczka do spawania są równomiernie nagrzewane. Kiedy tworzywo osiągnie stan umożliwiający spawanie, pałeczkę do spawania dociska się do spawanej powierzchni ze stałą siłą pod kątem prostym.
Przed właściwym spawaniem zaleca się połączenie spawanego karbu w kilku miejscach bez materiału dodatkowego. W ten sposób zapobiega się nagłemu rozszerzeniu karbu w trakcie spawania i zbyt głębokiemu wnikaniu pałeczki. Po zakończeniu spawania należy optycznie sprawdzić jakość spoiny. Na jakość wskazuje ścieg utworzony po prawej i lewej stronie spoiny. Aby powierzchnia w okolicy spawu była gładka, należy ją przeszlifować, przy czym w żadnym wypadku nie wolno używać szybkich tarcz szlifierskich. Mogą wytworzyć zbyt dużo ciepła w tworzywie i zniszczyć całą powierzchnię.
Najczęstsze błędy i ich możliwe przyczyny wymieniono w tabeli 1.
Laminowanie ręczne
Laminowanie ręczne jest od dawna znane w obróbce i naprawie tworzyw sztucznych w branży budowy łodzi. Miejsce uszkodzenia, np. przebicie, oczyszcza się dokładnie z resztek oleju i tłuszczu, a następnie szlifuje na dużej powierzchni. Na krawędzi przebicia należy wykonać bardzo długą fazę, aby w miarę możliwości uniknąć powierzchni cylindrycznych, niedostępnych dla maty z włókna. Następnie należy usunąć pył szlifierski.
Z maty z włókna szklanego o dużej powierzchni należy wyciąć 1–3 kawałki, zależnie od grubości naprawianego materiału. Kawałki maty służą jako wkładki wzmacniające miejsce naprawy, a ich wymiary muszą być dobrane tak, aby pierwsza warstwa była najmniejsza, a ostatnia największa. W ten sposób każda warstwa łączy się z naprawianą częścią, zamiast leżeć tylko na poprzedniej warstwie.
Teraz trzeba w odpowiedniej proporcji zmieszać działającą jak klej żywicę z utwardzaczem. Zmieszaną żywicę nanosi się pędzlem. Następnie nakłada się pierwsze wzmocnienie, na które znowu przychodzi warstwa żywicy. Należy przy tym uważać, aby w macie nie powstawały żadne pęcherzyki powietrza. W tym celu można użyć rolki dociskowej, która skutecznie wprasuje matę szklaną w żywicę i wyciśnie pozostające pod matą powietrze.
Teraz, w razie potrzeby, można nałożyć drugą matę i też nasączyć ją żywicą. Po utwardzeniu jako wierzchnią warstwę należy nałożyć masę szpachlową. Warstwa szpachli w najgrubszym miejscu może mierzyć maks. 2 mm, w przeciwnym razie w materiale mogą powstać pęknięcia spowodowane naprężeniami i może dojść do jej odklejania. Można stosować dwa rodzaje żywic:
- poliestrową, która odznacza się krótkim czasem utwardzania i niską ceną,
- epoksydową, która ma wysoką przyczepność, ale wymaga dłuższego utwardzania.
Podczas pracy z tworzywami sztucznymi należy zwrócić szczególną uwagę na stopień, w jakim chłoną wilgoć. Takie materiały, jak pręty do spawania czy łączone elementy, powinny być dokładnie osuszone i nie należy ich przechowywać w wilgotnych pomieszczeniach. Zawilgocone tworzywa sztuczne podczas spawania będą powodowały wytwarzanie się pęcherzyków w spoinie, co zmniejszy wytrzymałość połączenia.
