TermoplastinenMateriaalit- Ominaisuudet ja ominaisuudet,Kertomuovimateriaalit jaetaan kahteen pääluokkaan niiden lämmönkestävyyden ja ominaisuuksien perusteella: lämmönkestävät-kestomuovit ja yleiskäyttöiset-kestomuovit.
Muovien tyypit ja ominaisuudet:
△Muovien termodynaamiset muutokset
Lämmönkestäviä-kestomuoveja voidaan muovata kiinteiksi-muotoisiksi muoviosiksi korkeissa lämpötiloissa, ja ne voivat säilyttää kiinteän muodon jäähdytyksen jälkeen. Jos niitä kuumennetaan uudelleen, ne voivat pehmetä ja virrata ja muovata uudelleen kiinteiksi-muotoisiksi muoviosiksi toistuvan käsittelyn avulla - tämä on palautuva. Koska kestomuovimateriaalit eivät käy läpi perustavanlaatuisia kemiallisia muutoksia muovausprosessin aikana, romumateriaalit voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen.
Kestomuovit käyvät läpi fyysisiä muutoksia muovauksen aikana, mikä tarkoittaa, että ne eivät yksinkertaisesti voi muuttaa alkuperäistä tilaansa kuumennettaessa, mutta pysyvät amorfisina eivätkä pysty virtaamaan jäähtymisen jälkeen. Siksi kestomuovimateriaaleja ei voida toistuvasti kuumentaa ja muovata uudelleen, joten kestomuovimateriaalien romua ei yleensä voida käyttää uudelleen.
Tässä kirjassa käsitellään ensisijaisesti "muoveja" - lukuun ottamatta kumia, joka on myös termoplastinen materiaali.
Verrattuna muovin muovausprosesseihin, vaikka ruiskuvalulla on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia ja etuja, siinä on myös joitain luontaisia puutteita ja puutteita. Muovin ruiskupuristuksen tärkeimpien muovausominaisuuksien ymmärtäminen on edellytys ja takuu oikealle muottisuunnittelulle ja valettujen osien laadun parantamiselle.
(1) Kutistuminen
Voivatko muoviosat säilyttää mittavakauden normaaleissa lämpötiloissa, kun ne on muotti muottipesästä ja jäähdytetty huoneenlämpötilaan, koko on hieman pienempi kuin alkuperäinen muottipesä. Tätä ominaisuutta kutsutaan kutistumiseksi, joka voidaan kompensoida muovauslämpötilan säädöllä.
Tämä kutistuminen ei johdu pelkästään itse muovin lämpölaajenemisesta ja supistumisesta, vaan se liittyy myös erilaisiin muovausprosessin olosuhteisiin ja muotin suunnittelutekijöihin. Muovin jäähtymisen jälkeen osan kutistumisnopeus on puristuskutistuma, jota voidaan vähentää tai parantaa prosessiparametreja säätämällä tai pienillä muottiontelokoon muutoksilla.
Muoviosat kutistuvat toissijaisesti jonkin aikaa muovauksen jälkeen. Tämä tunnetaan myös{0}}muovauksen jälkeisenä kutistumisenasamalla kun säilytetään samat muovausolosuhteet:
① Muoviosien kutistuminen ei ole tasaista. Koska muovien lämpökutistumisnopeus muuttuu fysikaalisten ja kemiallisten olosuhteiden mukaan eri sisäosissa, muoviosien kutistumisnopeus huoneenlämpötilaan jäähtymisen jälkeen vaihtelee kooltaan eikä ole täysin tasainen. Siksi muoviosien muovausmittatarkkuudella tulisi olla tiettyjä rajoituksia, ja tarkkuutta tulisi parantaa asianmukaisesti muotin suunnittelun avulla.
② Muoviosien jälki{0}}kutistuminen. Muovausprosessin aikana erilaisista sisäisistä jännityksistä, kemiallisista reaktioista ja erilaisista ulkoisista voimista johtuen - ensisijaisesti muovauspaineesta - muoviosa on edelleen olemassa jäännösjännitysten muovauksen jälkeen. Muovauksen jälkeen, erilaisten jäännösjännitysvaikutusten vuoksi, muoviosan koko jatkaa hieman muuttumista valmistuksen jälkeen. Yleensä useimmat muovatut osat stabiloituvat 10 tunnin kuluessa muovauksen jälkeen ja periaatteessa stabiloituvat 24 tunnin kuluttua, mutta kestää yli 10 päivää, ennen kuin ne vakautuvat täydellisesti.Kiinnitä huomiota ja suorita vastaavat muovaustoimenpiteeton avain{0}}muovauksen jälkeisen kutistumisen hallintaan.
Muoviosien lopullisten mittojen vakauttamiseksi muovauksen jälkeen tarvitaan joskus lämpökäsittelyä valun jälkeen. Lämpökäsittely mahdollistaa kestomuovin pitämisen tietyssä lämpötilassa, mikä aiheuttaa pehmenemistä; poistamalla muovauksen kutistumiseen kohdistuvat ulkoiset voimat mahdollistavat oikean sisäisen kompensaation tapahtumisen muovauksen jälkeen, mikä voi pienentää muovatun osan mittoja korkeammissa muovauslämpötiloissa.
③ Muoviosien suunnattu kutistuminen. Muovausprosessin aikana polymeerien suuntautumisvaikutus virtaussuunnassa johtaa anisotropiaan muoviosaan. Kappaleen kutistuminen vaihtelee väistämättä materiaalivirtauksen suunnan mukaan: yleensä kutistuminen on suurempi ja lujuus suurempi materiaalivirtaussuunnassa, kun taas kutistuminen on pienempi ja lujuus pienempi materiaalivirtaan nähden kohtisuorassa suunnassa. Samanaikaisesti lisäaineiden epätasaisen jakautumisen ja tiheyden vuoksi muoviosan eri osissa kutistuminen on myös epätasaista, mikä johtaa differentiaaliseen kutistumiseen ja tekee muoviosasta alttiita vääntymiselle, muodonmuutokselle ja jopa halkeilulle.
(2) Sujuvuus
Muovausprosessin aikana muovin kykyä täyttää muotin ontelo tietyssä lämpötilassa ja paineessa kutsutaan muovin juoksevuudeksi. Tämä on ainutlaatuinen kattava tekninen indikaattori ruiskuvalua varten. Muovauksen aikana tulee kiinnittää huomiota muotin ontelon mittoihin ja siihen liittyviin parametreihin. Kun muottipaine on liian suuri tai liian pieni, tulee myös juoksevuuden vaikutus huomioida.
Sujuvuuden koolla on merkittävä suhde muovin molekyylirakenteeseen. Muoveilla, joilla on lineaariset molekyylirakenteet tai pienemmät molekyylipainot, on vähemmän esteitä molekyylivirtaukselle, mikä johtaa suurempaan juoksevuuteen. Täyteaineita lisättäessä muoveihin juoksevuus paranee täyteainepitoisuuden kasvaessa. Erilaisten suunnittelutekijöiden ja muovausprosessiolosuhteiden vaikutus muovin juoksevuuteen koskee myös polymeeriyhdisteiden juoksevuutta.
Muovien juoksevuus ei ole muuttumaton arvo, ja muottisuunnittelu voi säätää sitä suuressa määrin. Jos muovin juoksevuus on hyvä, se ei välttämättä tarkoita, että ruiskuvaluprosessin kaikki osa-alueet ovat sujuvat ja tyydyttävät. Kääntäen, jos juoksevuus on huono, sitä voidaan parantaa nostamalla ruiskupuristuslämpötilaa tai -painetta. Liian suuri juoksevuus voi kuitenkin aiheuttaa muoviosien valmistuksessa helposti vikoja, kuten välähdyksen. Siksi muovausprosessissa muovimateriaalien käytössä tulee huomioida kaikki vaikuttavat tekijät ja valita kattavasti sopivat muovit. Vain siten voidaan taata laatu ja valita muovausprosessin parametrit ja muotin suunnittelu oikein, mikä lopulta saavuttaa laadun hallinnan ja parantamisen.
Muottien suunnitteluvaatimusten yleisten muovien juoksevuuden mukaan termoplastisen ruiskupuristuksen juoksevuusluokitus voidaan yleensä jakaa kolmeen luokkaan:
① Hyvä juoksevuus: kuten nailon, polyeteeni, polypropeeni, polystyreeni, akryyli, selluloosa-asetaattibutyraatti ja polyoksimetyleeni.
② Keskijuoksuiset muovit: kuten modifioitu polystyreeni, ABS, AS, polyformaldehydi, vinyylikloridihomopolymeeri ja polytetrafluorieteeni.
③ Huonosti juoksevat muovit: kuten polykarbonaatti, kova polyvinyylikloridi, polysulfoni, polyimidi, aromaattinen polyesteri ja fluoroplastit.
Tärkeimmät ruiskupuristettujen muovien juoksevuuteen vaikuttavat tekijät ovat:
① Muovinen lämpötila. Kun muovin lämpötila on korkea, juoksevuus kasvaa vastaavasti eri muovien lämpötilan mukaan. Esimerkiksi polystyreenillä, polypropeenilla, polyamidilla, polyoksimetyleenillä, modifioidulla polystyreenillä, selluloosa-asetaatilla ja ABS:llä on erittäin herkkä lämpötilariippuvuus juoksevuudesta; polyvinyylikloridin, polyformaldehydin ja polymetyylimetakrylaatin tapauksessa lämpötilan muutosten vaikutus juoksevuuteen on suhteellisen pieni.
② Ruiskutuspaine. Kasvava ruiskutuspaine voi voittaa sulavirtauksen synnyttämän vastuksen ja lisätä vastaavasti sulatteen täyttönopeutta, mikä muodostaa suuremman juoksevuuden.
③ Muotin rakenne. Kuten porttijärjestelmän muoto, portin sijainti ja koko, ontelon muoto, pakojärjestelmä, muotin lämpötila, muoviosien seinämän paksuus ja sisäosien olemassaolo, sisäosien lukumäärä ja sijainti - nämä kaikki vaikuttavat suoraan todelliseen täyttötilanteeseen muotin ontelossa ja niillä on merkittävä vaikutus muovin juoksevuuteen.
(3) Lämpöherkkyys
Joidenkin muovien viskositeetti muuttuu lämpötilan mukaan muovausprosessin aikana alemmissa lämpötiloissa ja muovit pysyvät suhteellisen stabiileina. Kuitenkin, kun lämpötilaa pidetään korkeammassa muottilämpötilassa pitkän aikaa tai virtauskanavan poikkileikkauspinta-ala on liian pieni tai leikkausnopeus on liian suuri, voi esiintyä ilmiöitä, kuten värimuutoksia, hajoamista ja hajoamista johtuen lisääntyneestä leikkausvaikutuksesta. Muoveja, joilla on tämä ominaisuus, kutsutaan lämpö-herkäksi muoviksi. Kuten jäykkä PVC, polyvinyylikloridi, polyformaldehydi, polyfluorieteeni ja fluoroplastiset muovit. Lämmön{6}}herkät muovit hajoavat ja vapauttavat hajoamisen aikana kaasuja, jotka syövyttävät muottia ja vaikuttavat muoviosien ulkonäköön. Lisäksi niiden fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet heikkenevät.
Kun lämpö-herkät muovit läpikäyvät lämmön-hajoamisen tai hajoamisen kuumentamisen aikana, syntyy erilaisia hajoamistuotteita, joista osa on haitallisia ihmiskeholle. Muotit ja laitteet on pidettävä puhtaina. Epäpuhtaudet tai lika voivat aiheuttaa paikallista ylikuumenemista ja johtaa materiaalin hajoamiseen.
Aineet ja lisäaineet voivat estää lisähajoamisen. Esimerkiksi lämpöstabilointiaineiden lisääminen jäykään PVC:hen voi parantaa sen hajoamisvaikutusta.
Kun lämpö{0}}herkkiä muoveja muovataan olosuhteissa, joissa työ ylikuumenee tai hajoaa, muottien suunnittelun aikana on ryhdyttävä joihinkin toimenpiteisiin. Materiaaliin voidaan lisätä lämpöstabilisaattoreita tai käyttää sopivia laitteita (ruuvi-tyyppisiä ruiskutuslaitteita). Muovauslämpötilaa, tynnyrin lämpötilaa, kuumennusaikaa, ruuvin pyörimisnopeutta ja painetta on valvottava tiukasti; ja on ryhdyttävä toimenpiteisiin, kuten estettävä materiaalin jääminen ja estettävä laitteiden ja muottien saastuminen.
(4) Kosteusherkkyys
Muovien kosteusherkkyys viittaa herkkyyteen kosteuden hajoamiselle korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa, kuten polykarbonaatti, joka on tyypillinen kosteus{0}}herkkä muovi. Vaikka se sisältää pienen määrän kosteutta, se hajoaa korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa. Siksi kosteus-herkkien muovien kosteuspitoisuutta on valvottava tiukasti ennen muovausta, ja ne on kuivattava.
(5) Hygroskooppisuus
Hygroskooppisuus tarkoittaa muovin affiniteettia kosteutta kohtaan. Tämän perusteella muovit voidaan jakaa laajasti kahteen luokkaan: toinen on muovit, joilla on vettä imeviä tai tarttuvia ominaisuuksia, kuten polyamidi, polykarbonaatti, polyesteri, ABS jne.; toinen on muovit, jotka eivät ime vettä eivätkä tartu kosteuteen, kuten polystyreeni, polypropeeni ja polyeteeni.
Muoveilla, joilla on veden imeytyminen, jos kosteuspitoisuus ennen muovausta ei poistu ja ylittää tietyn rajan, muovausprosessin aikana kosteus muuttuu kaasuksi ja aiheuttaa muovin hajoamisen, mikä johtaa valetun muovin juoksevuuden heikkenemiseen, muovausvaikeuksiin ja muoviosien pinnan laadun ja mekaanisten ominaisuuksien heikkenemiseen. Siksi muovauksen sujuvan etenemisen ja laadun varmistamiseksi muovista, jolla on suuri hygroskooppisuus ja kosteustartunta, kosteus on poistettava ennen muovaus- ja kuivauskäsittelyä. On myös kiinnitettävä huomiota tynnyrin lämpötilan ja ruiskuvalukoneen ulkoisen lämmityksen asianmukaisiin asetuksiin.
(6) Yhteensopivuus
Yhteensopivuus viittaa kahden tai useamman erityyppisen muovin kykyyn olla läpikäymättä faasierotusta sulassa tilassa.
Jos kaksi muovityyppiä eivät ole yhteensopivia, sulamis- ja muovausprosessin aikana tapahtuu faasierottumista, mikä johtaa delaminaatioon, kuoriutumiseen ja pintavirheisiin. Muovien yhteensopimattomuus liittyy niiden molekyylirakenteeseen. Molekyylirakenteet, jotka ovat samanlaisia tai helposti yhteensopivia keskenään, ovat yhteensopivia, kuten korkea-painepolyeteeni ja matalapaineinen-polyeteeni, keskenään sekoitettu polypropeeni; erilaisten molekyylirakenteiden, kuten polyeteenin ja polystyreenin seos, on vaikea olla yhteensopivia. Muovien yhteensopivuutta kutsutaan yleisesti myös sekoittuvuudeksi. Tämän muovin ominaisuuden ymmärtäminen voi auttaa määrittämään samanlaisten tai yleisten raaka-aineiden yhteensopivuuden, mikä on yksi tärkeimmistä tavoista parantaa muovin suorituskykyä.