Ultrazvukové svařování vysoce plněných materiálů

Bc. Adam Pospíšil

Diplomová práce

Ultrasonic welding of highly filled materials

Anotace:

Ultrazvukové svařování je dnes již běžná metoda spojování polymerních materiálů. Svařování polymerů je rychlé, levné a bez nutnosti úpravy povrchu. Velice vzácné je však svařování vysoce plněných polymerních kompozitů. Vysoký obsah vyztužujícího plniva brání dobrému promísení taveniny a snižují pevnost spoje. Tato práce se tedy zabývá problematikou ultrazvukového svařování vysoce plněných materiálů. Zpracovává teoretické poznatky o ultrazvukovém svařování s následným experimentem, který pojednává o optimalizaci procesních podmínek ultrazvukového svařovaní vybraného vysoce plněného materiálu. Vybraným materiálem je akrylátová dvousložková termoplastická pryskyřice s vysokým plněním skelnými vlákny. Požadavkem na proces je, aby bylo dosaženo co nejvyšší pevnosti spoje bez povrchových vad. Experiment hodnotí jako největší vliv na pevnost spoje nízký čas svaření s vysokou amplitudu kmitů. Další zlepšení nastává zvýšením obsahu polymeru ve svařované oblasti a také vytvoření drážky, do které tavenina zatéká.

Abstract:

Ultrasonic welding is nowadays a common method for joining polymeric materials. Welding of polymers is fast, cheap and with no need for surface treatment. However, welding of highly filled polymer composites is very rare. High content of reinforcing filler prevents from melt blending and reduces the joint strength. This diploma thesis therefore deals with the topic of ultrasonic welding of highly filled materials. It elaborates theoretical knowledge of ultrasonic welding and further provides an experiment which deals with optimization of processing conditions for ultrasonic welding of selected highly filled material. The selected material is two-component thermoplastic acrylate resin with a high level of glass fibre filler. The process requirement is to obtain the highest possible joint strength with no surface defects. As the greatest effect on the strength of joint is proved to be low welding time with high amplitude of oscillations. Another improvement occurs by increasing the polymer content in the welded area and also by creating a groove into which the melt flows.

Klíčová slova

Kompozit, polymery, plniva, skelná vlákna, ultrazvukové svařování, frekvence

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Magisterský studijní program / obor:
Chemie a technologie materiálů / Inženýrství polymerů