TermoplastMateriali- Značilnosti in lastnosti. Termoplastični materiali so razdeljeni v dve veliki kategoriji glede na njihovo toplotno odpornost in značilnosti: toplotno-odporne termoplaste in splošne-termoplaste.
Vrste in lastnosti plastike:
△Termodinamične spremembe plastike
Toplo{0}}odporne termoplaste je mogoče oblikovati v plastične dele-nepremične oblike pri visokih temperaturah in ohraniti nespremenljivo obliko po ohlajanju. Če jih ponovno segrejemo, se lahko zmehčajo in tečejo ter se ponovno oblikujejo v plastične dele fiksne-oblike s ponavljajočo se obdelavo - to je reverzibilno. Ker termoplastični materiali med procesom oblikovanja niso podvrženi temeljnim kemičnim spremembam, je mogoče odpadne materiale reciklirati in ponovno uporabiti, kar je znano kot "sekundarni material" ali "ponovno mletje".
Termoplasti se med oblikovanjem fizikalno spremenijo, kar pomeni, da preprosto ne morejo spremeniti svojega prvotnega stanja, ko se segrejejo, ampak ostanejo amorfni in po ohlajanju ne morejo teči. Zato termoplastičnih materialov ni mogoče večkrat segrevati in preoblikovati, zato odpadkov iz termoplastičnih materialov na splošno ni mogoče ponovno uporabiti.
Ta knjiga obravnava predvsem »plastiko« - razen gume, ki je prav tako termoplastičen material.
V primerjavi s postopki oblikovanja plastike, čeprav ima brizganje različne edinstvene zmogljivosti in prednosti, ima tudi nekaj inherentnih napak in pomanjkljivosti. Razumevanje glavnih značilnosti oblikovanja brizganja plastike je predpogoj in jamstvo za pravilno oblikovanje kalupov in izboljšanje kakovosti oblikovanih delov.
(1) Krčenje
Ne glede na to, ali lahko plastični deli ohranijo dimenzijsko stabilnost pri normalnih temperaturnih pogojih, ko so oblikovani iz votline kalupa in ohlajeni na sobno temperaturo, bo velikost nekoliko manjša od prvotne votline kalupa. Ta lastnost se imenuje krčenje, ki se lahko kompenzira z nadzorom temperature oblikovanja.
To krčenje ni posledica samo toplotnega raztezanja in krčenja same plastike, temveč je povezano tudi z različnimi pogoji procesa oblikovanja in dejavniki oblikovanja kalupa. Ko je plastika ohlajena, je stopnja krčenja dela krčenje pri oblikovanju, ki ga je mogoče zmanjšati ali izboljšati s prilagajanjem procesnih parametrov ali majhnimi spremembami velikosti kalupne votline.
Plastični deli se nekaj časa po oblikovanju sekundarno krčijo, kar je znano tudi kot krčenje po-livanju,ob ohranjanju enakih pogojev oblikovanja:
① Krčenje plastičnih delov ni enakomerno. Zaradi dejstva, da se stopnja termičnega krčenja plastike spreminja s fizikalnimi in kemičnimi pogoji v različnih notranjih delih, se stopnja krčenja plastičnih delov po ohlajanju na sobno temperaturo razlikuje po velikosti in ni povsem enakomerna. Zato bi morale obstajati določene omejitve glede dimenzijske natančnosti oblikovanja plastičnih delov, natančnost pa je treba ustrezno izboljšati z oblikovanjem kalupa.
② Po-krčenje plastičnih delov. Med postopkom oblikovanja zaradi različnih notranjih napetosti, kemičnih reakcij in različnih zunanjih sil - predvsem tlaka oblikovanja - plastični del po oblikovanju še naprej obstaja s preostalimi napetostmi. Po oblikovanju se zaradi različnih učinkov preostale napetosti velikost plastičnih delov še naprej nekoliko spreminja po proizvodnji. Na splošno se večina oblikovanih delov stabilizira v 10 urah po oblikovanju in se v bistvu stabilizira po 24 urah, vendar traja več kot 10 dni, da se popolnoma stabilizirajo.Bodite pozorni in upoštevajte ustrezne ukrepe oblikovanjaje ključ do nadzora krčenja po-oblikovanju.
Za stabilizacijo končnih dimenzij plastičnih delov po oblikovanju je včasih potrebna toplotna obdelava po oblikovanju. Toplotna obdelava omogoča, da se termoplast vzdržuje pri določeni temperaturi, kar povzroči mehčanje; odstranitev zunanjih sil na krčenje pri oblikovanju omogoča ustrezno notranjo kompenzacijo po oblikovanju, kar lahko zmanjša dimenzije oblikovanega dela pri višjih temperaturah oblikovanja.
③ Usmerjeno krčenje plastičnih delov. Med postopkom oblikovanja učinek orientacije polimerov vzdolž smeri toka povzroči anizotropijo v plastičnem delu. Krčenje dela se neizogibno razlikuje glede na smer toka materiala: na splošno je krčenje večje in trdnost večja vzdolž smeri toka materiala, medtem ko je krčenje manjše in trdnost nižja v smeri, ki je pravokotna na tok materiala. Hkrati je zaradi neenakomerne porazdelitve in gostote dodatkov v različnih delih plastičnega dela tudi krčenje neenakomerno, kar ima za posledico različno krčenje in zaradi česar je plastični del nagnjen k zvijanju, deformaciji in celo razpokanju.
(2) Pretočnost
Med postopkom oblikovanja se sposobnost plastike, da zapolni votlino kalupa pod določeno temperaturo in pritiskom, imenuje fluidnost plastike. To je edinstven celovit tehnični indikator za brizganje. Med obdobjem oblikovanja je treba pozornost nameniti dimenzijam kalupne votline in z njimi povezanim parametrom. Kadar je tlak vlivanja prevelik ali premajhen, je treba upoštevati tudi vpliv fluidnosti.
Velikost fluidnosti je pomembno povezana z molekularno strukturo plastike. Plastika z linearno molekularno strukturo ali nižjo molekulsko maso ima manj ovir za molekularni tok, kar ima za posledico večjo fluidnost. Pri dodajanju polnil plastiki se fluidnost poveča z večjo vsebnostjo polnila. Vpliv različnih konstrukcijskih dejavnikov in pogojev procesa oblikovanja na plastično fluidnost velja tudi za fluidnost polimernih spojin.
Pretočnost plastike ni nespremenljiva vrednost in oblikovanje kalupa jo lahko v veliki meri prilagodi. Če je fluidnost plastike dobra, to ne pomeni nujno, da je vsak vidik postopka brizganja gladek in zadovoljiv. Nasprotno, če je fluidnost slaba, jo je mogoče izboljšati s povišanjem temperature ali tlaka brizganja. Če pa je pretočnost prevelika, lahko zlahka povzroči napake, kot je blisk pri proizvodnji plastičnih delov. Zato je treba v procesu oblikovanja pri uporabi plastičnih materialov upoštevati vse vidike vplivnih dejavnikov in celovito izbrati ustrezne plastike. Le tako je mogoče zagotoviti kakovost in ustrezno izbrati parametre procesa oblikovanja in oblikovanje kalupa, s čimer se na koncu doseže namen nadzora in izboljšanja kakovosti.
V skladu s fluidnostjo običajnih plastičnih mas v zahtevah za oblikovanje kalupov lahko razvrstitev fluidnosti brizganja termoplastov na splošno razdelimo v tri kategorije:
① Plastika z dobro pretočnostjo: kot so najlon, polietilen, polipropilen, polistiren, akril, celulozni acetat butirat in polioksimetilen.
② Srednje fluidna plastika: kot so modificirani polistiren, ABS, AS, poliformaldehid, homopolimer vinil klorida in politetrafluoretilen.
③ Plastika s slabo pretočnostjo: kot so polikarbonat, trdi polivinilklorid, polisulfon, poliimid, aromatični poliester in fluoroplastika.
Glavni dejavniki, ki vplivajo na fluidnost plastike za brizganje, so:
① Temperatura plastike. Ko je temperatura plastike visoka, se tekočnost ustrezno poveča s temperaturo različnih plastik. Na primer, polistiren, polipropilen, poliamid, polioksimetilen, modificiran polistiren, celulozni acetat in ABS imajo zelo občutljivo temperaturno odvisnost od fluidnosti; za polivinilklorid, poliformaldehid in polimetil metakrilat je vpliv temperaturnih sprememb na fluidnost razmeroma majhen.
② Tlak vbrizgavanja. Povečanje tlaka vbrizgavanja lahko premaga upor, ki ga ustvarja tok taline, in ustrezno poveča hitrost polnjenja taline, kar povzroči večjo fluidnost.
③ Struktura plesni. Kot so oblika zapornega sistema, lokacija in velikost vrat, oblika votline, izpušni sistem, temperatura kalupa, debelina stene plastičnih delov in prisotnost vložkov, število in lokacija vložkov -, vse to neposredno vpliva na dejansko stanje polnjenja v votlini kalupa in pomembno vpliva na fluidnost plastike.
(3) Občutljivost na vročino
Viskoznost nekaterih plastičnih mas se spreminja s temperaturo med postopkom oblikovanja pri nižjih temperaturah in plastika ostane relativno stabilna. Če pa se temperatura dlje časa vzdržuje pri višji temperaturi oblikovanja ali je površina prečnega-prereza pretočnega kanala premajhna ali je strižna hitrost previsoka, lahko zaradi povečanega strižnega delovanja pride do pojavov, kot so razbarvanje, degradacija in razgradnja. Plastika s to lastnostjo se imenuje toplotno-občutljiva plastika. Kot so trdi PVC, polivinilklorid, poliformaldehid, polifluoroetilen in fluoroplastika. Toplo{6}}občutljiva plastika se med razgradnjo razgradi in sprošča pline, ki razjedajo plesen in vplivajo na videz plastičnih delov. Poleg tega se poslabšajo tudi njihove fizikalne in mehanske lastnosti.
Ko se toplotno-občutljiva plastika podvrže toplotno-razgradnji ali degradaciji med segrevanjem, bodo nastali različni produkti razgradnje, od katerih so nekateri škodljivi za človeško telo. Kalupi in oprema morajo biti čisti. Nečistoče ali umazanija lahko povzročijo lokalno pregrevanje in povzročijo degradacijo materiala.
Sredstva in dodatki lahko preprečijo nadaljnjo razgradnjo. Na primer, dodajanje toplotnih stabilizatorjev trdemu PVC-ju lahko izboljša njegov učinek razgradnje.
Ko se toplotno{0}}občutljiva plastika oblikuje v pogojih, kjer je delo pregreto ali pride do razpada, je treba med načrtovanjem kalupa sprejeti nekatere ukrepe. Materialom lahko dodamo toplotne stabilizatorje ali pa uporabimo primerno opremo (stroji za brizganje vijačnega tipa). Treba je vzdrževati strog nadzor nad temperaturo oblikovanja, temperaturo cevi, časom segrevanja, hitrostjo vrtenja vijaka in tlakom; in sprejeti je treba ukrepe, kot je preprečevanje zadrževanja materiala in preprečevanje kontaminacije opreme in kalupov.
(4) Občutljivost na vlago
Občutljivost plastike na vlago se nanaša na občutljivost na razgradnjo vlage pri visoki temperaturi in visokem tlaku, kot je polikarbonat, ki je tipična plastika,-občutljiva na vlago. Tudi če vsebuje majhno količino vlage, se razgradi pri visoki temperaturi in visokem tlaku. Zato je treba pri plastiki,-občutljivi na vlago, pred oblikovanjem strogo nadzorovati vsebnost vlage in jo posušiti.
(5) Higroskopičnost
Higroskopičnost se nanaša na afiniteto plastike za vlago. Na podlagi tega lahko plastiko na splošno razdelimo v dve kategoriji: ena je plastika z lastnostmi vpijanja vode ali adhezije, kot so poliamid, polikarbonat, poliester, ABS itd.; druga je plastika, ki niti ne absorbira vode niti se ne oprijema vlage, kot so polistiren, polipropilen in polietilen.
Če se pri plastiki, ki je nagnjena k vpijanju vode, vsebnost vlage pred oblikovanjem ne odstrani in preseže določeno mejo, se bo med postopkom oblikovanja vlaga spremenila v plin in povzročila razgradnjo plastike, kar bo povzročilo zmanjšano pretočnost oblikovane plastike, težave pri oblikovanju ter poslabšanje kakovosti površine in mehanskih lastnosti plastičnih delov. Da bi zagotovili nemoten napredek in kakovost oblikovanja, je treba za plastiko z visoko higroskopičnostjo in oprijemljivostjo na vlago odstraniti vlago pred oblikovanjem in sušenjem. Pozorni moramo biti tudi na ustrezne nastavitve temperature soda in zunanjega ogrevanja brizgalke.
(6) Združljivost
Združljivost se nanaša na sposobnost dveh ali več različnih vrst plastike, da v staljenem stanju ne pride do ločitve faz.
Če dve vrsti plastike nista združljivi, bo prišlo do ločitve faz med procesom taljenja in oblikovanja, kar bo povzročilo razslojevanje, luščenje in površinske napake. Nezdružljivost plastike je povezana z njeno molekularno strukturo. Molekularne strukture, ki so si podobne ali zlahka združljive, so združljive, kot sta polietilen pod visokim-tlakom in polietilen z nizkim{3}}tlakom, polipropilen, pomešan med seboj; molekularne strukture, ki so različne, je težko združljive, kot je mešanica polietilena in polistirena. Združljivost plastike se običajno imenuje tudi mešljivost. Razumevanje te značilnosti plastike lahko pomaga določiti združljivost podobnih ali običajnih surovin, kar je eden od pomembnih načinov za izboljšanje učinkovitosti plastike.