Plastik iç gerilimi, plastik eriyik işleme sırasında makromoleküler zincirlerin oryantasyonu ve soğuma büzülmesi gibi faktörler tarafından üretilen bir tür iç gerilimi ifade eder.
İç stresin özü, erime işlemi sırasında makromoleküler zincir tarafından oluşturulan dengesiz konformasyondur. Bu dengesiz konformasyon, soğutulup katılaştığında çevre koşullarına uygun dengeli konformasyona hemen geri dönemez. Bu dengesiz konformasyonun özü, A tersinir yüksek elastik deformasyondur ve donmuş yüksek elastik deformasyon genellikle plastik üründe potansiyel enerji şeklinde depolanır. Uygun koşullar altında, bu zorlanmış kararsız yapı, serbest ve kararlı bir yapıya dönüşecektir. Potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve açığa çıkar.
Makromoleküler zincirler arasındaki kuvvet ve dolaşıklık kuvveti bu kinetik enerjiye dayanamadığında, iç gerilim dengesi bozulacak ve plastik ürünlerde gerilim çatlaması ve eğilme deformasyonu olacaktır.
1. Plastikte iç gerilimin nedeni
1. Oryantasyon iç gerilimi
Oryantasyon iç gerilimi, plastik eriyiğin akış dolumu ve basınç muhafazası işlemi sırasında akış yönünde hizalanmış makromoleküler zincirlerin donmasıyla oluşan bir tür iç gerilimdir.
Oryantasyon stresi oluşturmanın ayrıntılı süreci şu şekildedir: koşucu duvarına yakın eriyik, hızlı soğuma hızı nedeniyle eriyiğin dış katmanının viskozitesini arttırır, böylece boşluğun çekirdek katmanındaki eriyiğin akış hızı çok fazladır. yüzey katmanının akış hızından daha yüksek, bunun sonucunda Katmanlar kayma gerilimine maruz kalır ve bu da akış yönü boyunca oryantasyona neden olur.
Plastik üründe yönlendirilmiş makromoleküler zincirlerin çözülmesi, aynı zamanda, içinde gevşememiş, tersine çevrilebilir, yüksek elastik bir deformasyon olduğu anlamına gelir, bu nedenle, yönlendirme gerilimi, yönlendirilmiş yapıdan yönlendirilmemiş duruma geçmeye çalışan makromoleküler zincirlerin iç kuvvetidir. uyum. Isıl işlem ile plastik üründeki oryantasyon gerilimi azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir.
Plastik ürünlerin oryantasyon iç gerilme dağılımı, yüzey tabakasından ürünün iç tabakasına doğru küçülür ve küçülür ve bir parabolde değişir.
2. Soğutma iç gerilimi
Soğuma iç gerilimi, eritme işlemi sırasında plastik ürünlerin soğuması ve şekillendirilmesi sırasında düzensiz büzülmenin neden olduğu bir tür iç gerilimdir. Özellikle kalın duvarlı plastik ürünler için, plastik ürünün dış tabakası önce soğur ve katılaşır ve büzülür ve iç tabaka hala sıcakta eriyebilir, bu nedenle çekirdek tabakası yüzey tabakasının büzülmesini sınırlayarak çekirdek tabakasına neden olur. yüzey tabakası bir sıkıştırma gerilimi durumundayken, bir sıkıştırma gerilimi durumunda olmak. Çekme gerilimi durumu.
Plastik ürünün soğuma iç geriliminin dağılımı, yüzey tabakasından ürünün iç tabakasına doğru gittikçe büyür ve ayrıca bir parabolde değişir.
Ek olarak, metal uçlu plastik ürünler için, metal ve plastiğin termal genleşme katsayıları büyük ölçüde farklılık gösterdiğinden, eşit olmayan büzülme ile iç gerilim oluşturmak kolaydır.
Yukarıdaki iki önemli iç gerilime ek olarak, aşağıdakiler gibi çeşitli iç gerilim türleri vardır: Kristal plastik ürünler için, ürünün her bir parçasının kristal yapısı ve kristalliğindeki farklılıklar nedeniyle iç gerilimler de meydana gelebilir. Ek olarak, konfigürasyon iç gerilimleri ve kalıptan çıkarma iç gerilimleri vb. vardır, ancak iç gerilimlerin oranı çok küçüktür.
2. Plastiklerin iç gerilimini etkileyen faktörler
1. Moleküler zincirin sertliği
Moleküler zincirin rijitliği ne kadar büyükse, eriyik viskozitesi o kadar yüksek ve polimer moleküler zincirin zayıf hareketliliği, bu nedenle geri dönüşümlü yüksek elastik deformasyonun geri kazanımı zayıftır ve artık iç stres oluşturmak kolaydır. Örneğin, PC, PPO, PPS, vs. gibi moleküler zincirde benzen halkaları içeren bazı polimerler, karşılık gelen ürünlerin iç gerilimi nispeten büyüktür.
2. Moleküler zincirin polaritesi
Bir moleküler zincirin polaritesi ne kadar büyük olursa, moleküller arasındaki karşılıklı çekim kuvveti o kadar büyük olur, bu da moleküller arasında hareket etme zorluğunu arttırır ve geri dönüşümlü elastik deformasyonun geri kazanım derecesini azaltır, bu da büyük artık iç strese neden olur. Örneğin, moleküler zincirlerinde karbonil grupları, ester grupları ve nitril grupları gibi polar gruplar içeren bazı plastik türleri, karşılık gelen ürünlerinde nispeten büyük iç gerilimlere sahiptir.
3. İkame gruplarının sterik engel etkisi
Makromoleküler yan ikame grubunun hacmi ne kadar büyük olursa, makromoleküler zincirin serbest hareketine ve artık iç stresin artmasına engel o kadar büyük olur. Örneğin, polistiren sübstitüent grubunun fenil grubu büyük bir hacme sahiptir, dolayısıyla polistiren ürünlerin iç gerilimi nispeten büyüktür.
3. Enjeksiyonla kalıplanmış parçaların iç gerilimini tespit etmenin üç yolu
1. Çözücü yöntemi
▶Asetik asit daldırma
Kullanılan asetik asit (CH3COOH) yüzde 95'ten fazla asetik asit olmalı ve tekrar kullanım sayısı 10 testi geçmemelidir.
①Yüzey stres testi: Asetik asidi (buzlu asetik asit) bir cam kaba dökün ve ürünü 30 saniye boyunca tamamen asetik aside batırın. 30 saniye sonra numuneyi klipslerle çıkarın ve numune yüzeyinde herhangi bir beyazlaşma ve çatlak olup olmadığını kontrol etmek için hemen temiz su (musluk suyu yeterlidir) ile durulayın.
Karar: Çatlama olmamalı ve yüzey hafif beyazımsı bırakılmalıdır.
②İç gerilim testi: Yüzey gerilimi testinden geçen numuneler kurutulduktan sonra 2 dakika boyunca tamamen asetik asit içerisine daldırılır. 2 dakika sonra numuneyi çıkarın ve hemen temiz suyla (musluk suyu yeterlidir) durulayın ve numunede beyazlık ve çatlak olup olmadığını kontrol edin.
Karar: Kırılma olmamalı ve insert üzerinde hafif çatlaklara ve yüzeyde beyazlaşmaya izin verilmelidir.
▶Metil etil keton artı aseton daldırma yöntemi
Tüm makineyi 21 santigrat derecede 1:1 metil etil keton artı aseton karışımına daldırın, çıkarın ve hemen kurutun ve yukarıdaki yönteme göre kontrol edin.
İlke: Orta gerilimli çatlama olgusuna göre, yani çözücü moleküller reçinenin makromoleküllerine nüfuz ettikten sonra, moleküller arasındaki karşılıklı kuvvet azalır. İç gerilmenin büyük olduğu yerlerde, moleküller arasındaki kuvvet daldırmadan önce zayıflar ve bu zayıflamış yerler daldırmadan sonra daha da zayıflayarak çatlamaya neden olur ve iç gerilmenin küçük olduğu yer kısa sürede çatlamaz.
Bu nedenle, kaplanan parçanın iç geriliminin boyutu ve yeri, kaplanacak parçanın yüzeyindeki çatlama süresi ve derecesinden belirlenebilir. Plastik parçaların elektroliz olup olmadığını belirlemek için.
2. Enstrüman yöntemi
Plastik parçaları polarize ışıkla aydınlatın ve renkli ışık bantlarının miktarına bağlı olarak iç gerilimin gücünü analiz edin. Sadece şeffaf kısımlar için uygundur. Polarize ışık yöntemi için gerekli aletler pahalıdır, işlem karmaşıktır ve doğruluk yüksek değildir çünkü iş parçası işlemden önce ve sonra önemli ölçüde değişmez ve spektral bantta görünen ışık bantları mutlaka etki değildir. iş parçasının yüzeyindeki dalgalanmalar gibi iç gerilim. test sonuçlarını etkiler.
Bu yöntemin parçaların performansı üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Tahribatsız bir testtir ve test edilen parçalar elektrolizlenmeye ve kullanılmaya devam edebilir.
3. Sıcaklık ani değişim yöntemi
Bu yöntem, kaplanacak plastik parçaları tekrar tekrar soğutmak ve ısıtmak ve çatlakların ortaya çıktığı zamana göre iç gerilmenin boyutunu değerlendirmektir. Çeşitli plastik kalıplanmış parçalar için uygundur. Ani sıcaklık değişimi yöntemi için gerekli ekipman basittir ancak test süresi daha uzundur.
Bakımı yapılan plastik aksamlar zarar görmüş olup sürekli olarak kullanılamaz.
Dördüncüsü, iç stresin ortadan kaldırılması
Metale benzer şekilde, plastik ürünler de metal gibi şekillendirildikten sonra "tavlama" işlemi yoluyla gerilimin bir kısmını azaltabilir. Bu sadece tasarım süreci ve diğer yönlerin karşılanamadığı durumlar için bir çare olup, rutin bir yöntem olarak önerilmemektedir.
Bu yaklaşımın bir takım sınırlamaları vardır:
1. Cam elyaf dolgu malzemeleri için iyi giderilemez;
2. Test, şekillendirme sonrası ısıtma işlemi sırasında malzemenin mukavemetindeki azalma ve malzemenin kimyasal direncindeki azalma nedeniyle, arızayı önlemek için tavlama süresinin kontrol edilmesi gerektiğini gösterir;
3. Uzun süreli ısıtma ve tavlama, nihai ürünün maliyetini önemli ölçüde artıracaktır;
4. Tavlama işlemi sırasında, hızlı soğutma ve hızlı ısıtmanın neden olduğu termal şoku önlemek için ısıtma ve soğutmanın kararlı olması garanti edilir.
