TermoplastMaterjalid- Omadused ja omadused.Termoplastmaterjalid jagunevad nende kuumakindluse ja omaduste alusel kahte suurde kategooriasse: kuuma-kindlad termoplastid ja üldotstarbelised-termoplastid.
Plastide tüübid ja omadused:
△Plastide termodünaamilised muutused
Kuuma-kindlast termoplastist saab kõrgel temperatuuril vormida fikseeritud-kujulisteks plastosadeks ning need säilitavad pärast jahutamist kindla kuju. Kui neid uuesti kuumutada, võivad need pehmeneda ja voolata ning korduva töötlemise käigus vormitud uuesti fikseeritud -kujulisteks plastosadeks - see on pöörduv. Kuna termoplastsed materjalid ei muutu vormimise käigus põhjapanevalt keemilisteks muutusteks, saab jääke materjale ringlusse võtta ja uuesti kasutada, mida nimetatakse "teiseseks materjaliks" või "taasjahvatamiseks".
Termoplastid läbivad vormimise ajal füüsilisi muutusi, mis tähendab, et nad lihtsalt ei saa kuumutamisel oma algset olekut muuta, kuid jäävad amorfseks ega suuda pärast jahutamist voolata. Seetõttu ei saa termoplastseid materjale korduvalt kuumutada ja uuesti vormida, mistõttu ei saa termoplastsete materjalide jääke üldiselt uuesti kasutada.
Selles raamatus käsitletakse peamiselt "plaste" -, välja arvatud kummi, mis on samuti termoplastne materjal.
Võrreldes plastivormimisprotsessidega, on survevaluvormil mitmeid ainulaadseid omadusi ja eeliseid, kuid sellel on ka mõningaid defekte ja puudusi. Plastist survevalu peamiste vormimisomaduste mõistmine on õige vormikujunduse ja vormitud osade kvaliteedi parandamise eeltingimus ja garantii.
(1) Kokkutõmbumine
Kas plastosad suudavad säilitada mõõtmete stabiilsust normaalsetes temperatuuritingimustes, kui need vormitakse vormiõõnsusest välja ja jahutatakse toatemperatuurini, on nende suurus pisut väiksem kui algne vormiõõn. Seda omadust nimetatakse kokkutõmbumiseks, mida saab kompenseerida vormimise temperatuuri reguleerimisega.
Seda kokkutõmbumist ei põhjusta mitte ainult plasti enda soojuspaisumine ja kokkutõmbumine, vaid see on seotud ka erinevate vormimisprotsessi tingimuste ja vormikujundusteguritega. Pärast plasti jahutamist on detaili kokkutõmbumiskiirus vormimise kokkutõmbumine, mida saab vähendada või parandada protsessi parameetrite reguleerimise või vormiõõne suuruse väikeste muutuste abil.
Plastosad läbivad pärast vormimist teatud aja jooksul sekundaarset kokkutõmbumist, mida nimetatakse ka vormimisjärgseks-kahanemiseks,säilitades samad vormimistingimused:
① Plastosade kokkutõmbumine ei ole ühtlane. Tulenevalt asjaolust, et plastide termilise kokkutõmbumise määr muutub erinevate sisemiste osade füüsikaliste ja keemiliste tingimustega, on plastosade kokkutõmbumiskiirus pärast toatemperatuurini jahutamist erineva suurusega ega ole täiesti ühtlane. Seetõttu peaksid plastosade vormimise mõõtmete täpsusel olema teatud piirangud ja täpsust tuleks vastavalt vormi kujundamisel parandada.
② Plastosade{0}}järgne kokkutõmbumine. Vormimisprotsessi käigus erinevate sisepingete, keemiliste reaktsioonide ja erinevate välisjõudude mõjul - peamiselt vormirõhul - jääb plastosa eksisteerima ka pärast vormimist jääkpingega. Pärast vormimist, erinevate jääkpinge mõjude tõttu, jätkab plastosa suurus pärast tootmist veidi muutumist. Üldiselt stabiliseerub enamik vormitud osi 10 tunni jooksul pärast vormimist ja põhimõtteliselt 24 tunni pärast, kuid nende täielik stabiliseerumine võtab rohkem kui 10 päeva.Pöörake tähelepanu ja rakendage vastavaid vormimismeetmeidon vormimisjärgse{0}}kahanemise kontrollimise võti.
Plastosade lõplike mõõtmete stabiliseerimiseks pärast vormimist on mõnikord pärast vormimist vaja kuumtöötlust. Kuumtöötlus võimaldab hoida termoplasti teatud temperatuuril, mis põhjustab pehmenemist; väliste jõudude eemaldamine vormi kokkutõmbumisel võimaldab pärast vormimist korralikku sisemist kompensatsiooni, mis võib vormitud detaili mõõtmeid kõrgematel vormimistemperatuuridel vähendada.
③ Plastosade suunaline kokkutõmbumine. Vormimisprotsessi ajal põhjustab polümeeride voolusuunaline orientatsiooniefekt plastosas anisotroopiat. Detaili kokkutõmbumine erineb paratamatult olenevalt materjali voolu suunast: üldiselt on kokkutõmbumine suurem ja tugevus suurem piki materjali voolu suunda, samas kui kokkutõmbumine on väiksem ja tugevus väiksem materjalivooluga risti olevas suunas. Samal ajal on lisandite ebaühtlase jaotumise ja tiheduse tõttu plastosa erinevates osades ka kokkutõmbumine ebaühtlane, mille tulemuseks on diferentsiaalne kokkutõmbumine ja plastosa kalduvus väänduda, deformeeruda ja isegi praguneda.
(2) Sujuvus
Vormimisprotsessi käigus plasti võimet täita vormiõõnsust teatud temperatuuril ja rõhul nimetatakse plasti voolavuseks. See on ainulaadne põhjalik tehniline indikaator survevalu jaoks. Vormimisperioodil tuleks tähelepanu pöörata vormiõõnsuse mõõtmetele ja sellega seotud parameetritele. Kui vormimisrõhk on liiga suur või liiga väike, tuleks arvestada ka voolavuse mõjuga.
Sujuvuse suurusel on oluline seos plastide molekulaarstruktuuriga. Lineaarse molekulaarstruktuuriga või väiksema molekulmassiga plastidel on vähem takistusi molekulaarvoolule, mille tulemuseks on suurem voolavus. Plastidele täiteainete lisamisel suureneb voolavus suurema täiteainesisaldusega. Erinevate konstruktsioonitegurite ja vormimisprotsessi tingimuste mõju plasti voolavusele kehtib ka polümeerühendite voolavuse kohta.
Plastide voolavus ei ole muutumatu väärtus ja vormi disain võib seda suurel määral reguleerida. Kui plasti voolavus on hea, ei tähenda see tingimata, et survevalu protsessi kõik aspektid on sujuvad ja rahuldavad. Ja vastupidi, kui voolavus on halb, saab seda parandada survevalu temperatuuri või rõhu tõstmisega. Kui aga voolavus on liiga suur, võib see plastosade valmistamisel kergesti tekitada defekte, näiteks välku. Seetõttu tuleks plastmaterjalide kasutamisel vormimisprotsessis arvesse võtta kõiki mõjutegureid ja valida igakülgselt sobivad plastid. Ainult sel juhul on võimalik tagada kvaliteet ning valida sobivalt vormimisprotsessi parameetrid ja vormi kujundus, mis lõpuks saavutab kvaliteedi kontrollimise ja parandamise eesmärgi.
Vastavalt tavaliste plastide voolavusele vormide disaininõuetes võib termoplastilise survevalu voolavuse klassifikatsiooni üldiselt jagada kolme kategooriasse:
① Hea voolavusega plastid: nagu nailon, polüetüleen, polüpropüleen, polüstüreen, akrüül, tselluloosatsetaatbutüraat ja polüoksümetüleen.
② Keskmise voolavusega plastid: näiteks modifitseeritud polüstüreen, ABS, AS, polüformaldehüüd, vinüülkloriidi homopolümeer ja polütetrafluoroetüleen.
③ Kehva voolavusega plastid: näiteks polükarbonaat, kõva polüvinüülkloriid, polüsulfoon, polüimiid, aromaatne polüester ja fluoroplast.
Peamised survevaluplastide voolavust mõjutavad tegurid on järgmised:
① Plastikust temperatuur. Kui plasti temperatuur on kõrge, suureneb voolavus vastavalt erinevate plastide temperatuuridele. Näiteks polüstüreenil, polüpropüleenil, polüamiidil, polüoksümetüleenil, modifitseeritud polüstüreenil, tselluloosatsetaadil ja ABS-il on väga tundlik temperatuurisõltuvus voolavusest; polüvinüülkloriidi, polüformaldehüüdi ja polümetüülmetakrülaadi puhul on temperatuurimuutuste mõju voolavusele suhteliselt väike.
② Sissepritse rõhk. Suurenev sissepritserõhk võib ületada sulavoolu tekitatud takistuse ja vastavalt suurendada sulatise täitmise kiirust, moodustades suurema voolavuse.
③ Hallituse struktuur. Nagu tõkkesüsteemi kuju, värava asukoht ja suurus, õõnsuse kuju, väljalaskesüsteem, vormi temperatuur, plastosade seinapaksus ja sisetükkide olemasolu, vahetükkide arv ja asukoht - mõjutavad need kõik otseselt vormiõõnsuse tegelikku täitmisolukorda ja avaldavad märkimisväärset mõju plasti voolavusele.
(3) Kuumustundlikkus
Mõne plasti viskoossus muutub madalamatel temperatuuridel vormimise käigus temperatuuriga ja plastmassid jäävad suhteliselt stabiilseks. Kui aga temperatuuri hoitakse pikemat aega kõrgemal vormimistemperatuuril või voolukanali ristlõikepindala on liiga väike või nihkekiirus on liiga suur, võivad suurenenud nihketegevuse tõttu tekkida sellised nähtused nagu värvimuutus, lagunemine ja lagunemine. Selle omadusega plastikuid nimetatakse kuumus{3}}tundlikeks plastideks. Nagu jäik PVC, polüvinüülkloriid, polüformaldehüüd, polüfluoroetüleen ja fluoroplast. Kuuma{6}}tundlikud plastid lagunevad ja eraldavad lagunemise käigus gaase, mis korrodeerivad hallitust ja mõjutavad plastosade välimust. Lisaks halvenevad ka nende füüsikalised ja mehaanilised omadused.
Kui kuumustundlikud plastid-läbivad kuumutamisel kuumuse-indutseeritud lagunemise või lagunemise, tekivad mitmesugused lagunemissaadused, millest osa on inimkehale kahjulik. Vormid ja seadmed tuleb hoida puhtad. Lisandid või mustus võivad põhjustada lokaalset ülekuumenemist ja põhjustada materjali lagunemist.
Vahendid ja lisandid võivad takistada edasist lagunemist. Näiteks soojusstabilisaatorite lisamine jäigale PVC-le võib parandada selle lagunemisefekti.
Kuuma{0}}tundlike plastide vormimisel tingimustes, kus töö on ülekuumenenud või toimub lagunemine, tuleb vormi kujundamisel võtta kasutusele mõned meetmed. Materjalidele võib lisada soojusstabilisaatoreid või kasutada sobivat varustust (kruvi-tüüpi süstimismasinad). Vormitemperatuuri, tünni temperatuuri, kuumutamisaja, kruvi pöörlemiskiiruse ja rõhu üle tuleb rangelt kontrollida; ning tuleks võtta meetmeid, näiteks vältida materjali kinnijäämist ning vältida seadmete ja hallitusseente saastumist.
(4) Niiskusetundlikkus
Plastide niiskustundlikkus viitab tundlikkusele niiskuse lagunemise suhtes kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul, näiteks polükarbonaadil, mis on tüüpiline niiskuse{0}}tundlik plast. Isegi kui see sisaldab vähesel määral niiskust, laguneb see kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul. Seetõttu tuleb niiskustundlike plastide niiskusesisaldust enne vormimist rangelt kontrollida ja neid tuleb kuivatada.
(5) Hügroskoopsus
Hügroskoopsus viitab plastide afiinsusele niiskuse suhtes. Sellest lähtuvalt võib plastikud laias laastus jagada kahte kategooriasse: üks on vettimamis- või nakkumisomadustega plastik, näiteks polüamiid, polükarbonaat, polüester, ABS jne; teine on plastid, mis ei ima vett ega kleepu niiskusele, näiteks polüstüreen, polüpropüleen ja polüetüleen.
Veeimavusega plastide puhul, kui niiskusesisaldust enne vormimist ei eemaldata ja see ületab teatud piiri, muutub niiskus vormimisprotsessi käigus gaasiks ja põhjustab plasti lagunemise, mille tulemuseks on vormitud plasti voolavus, vormimisraskused ning plastosade pinnakvaliteedi ja mehaaniliste omaduste halvenemine. Seetõttu tuleb vormimise sujuva edenemise ja kvaliteedi tagamiseks suure hügroskoopsusega ja niiskusega nakkuvate plastide puhul enne vormimist ja kuivatamist eemaldada niiskus. Tähelepanu tuleb pöörata ka ballooni temperatuuri ja survevalumasina välise kuumutamise sobivatele seadistustele.
(6) Ühilduvus
Ühilduvus viitab kahe või enama erinevat tüüpi plasti võimele sulas olekus mitte läbida faaside eraldumist.
Kui kahte tüüpi plastid ei ühildu, toimub sulamis- ja vormimisprotsessi ajal faaside eraldumine, mille tulemuseks on kihistumine, koorumine ja pinnadefektid. Plastide kokkusobimatus on seotud nende molekulaarstruktuuriga. Ühilduvad sarnased või üksteisega kergesti ühilduvad molekulaarstruktuurid, näiteks kõrgrõhu-polüetüleen ja madalrõhu-polüetüleen, omavahel segatud polüpropüleen; Erinevaid molekulaarstruktuure, nagu polüetüleeni ja polüstüreeni segu, on raske ühilduda. Plastide kokkusobivust nimetatakse tavaliselt ka segunemiseks. Selle plasti omaduse mõistmine võib aidata kindlaks teha sarnaste või tavaliste toorainete ühilduvust, mis on üks olulisi viise plasti jõudluse parandamiseks.