Extrudáló gép

Ismeri az összes tényezőt, amely belső feszültséget generál és befolyásol a fröccsöntött termékekben?

1. belső feszültség keletkezése
A fröccsöntött termékekben a lokális feszültségállapot minden helyen más és más, és a termékek deformációjának mértékét a feszültségeloszlás határozza meg. Ha a terméket lehűtjük, hőmérséklet-gradiens esetén ilyen feszültség alakul ki, ezért ezt a fajta feszültséget „formázási feszültségnek” is nevezik.
Vessünk egy pillantást a bevezetőreextrudáló gép.

A fröccsöntött termékeknél kétféle belső feszültségcsomag létezik: az egyik a formázási feszültség, a másik a hőmérsékleti feszültség. Amikor az olvadék alacsonyabb hőmérsékleten lép be a formába, az üreg fala közelében lévő olvadék gyors ütemben lehűl és megszilárdul, így a molekulalánc-szegmensek „megfagynak”. A megszilárdult polimer réteg rossz hővezető képessége miatt nagy hőmérsékleti gradiens jön létre a termék vastagságának irányában. A termék szíve nagyon lassan szilárdul meg, így amikor a kapu zárva van, a termék közepén lévő olvadékegység még nem szilárdult meg, és a fröccsöntő gép ekkor nem tudja kompenzálni a hűlési zsugorodást.

A termék belső zsugorodása tehát ellentétes irányú, mint a kemény héjréteg hatása; a mag statikus feszültség alatt áll, míg a felületi réteg statikus nyomás alatt van.

Amikor az olvadék kitölti a formát és folyik, a feszültség okozta térfogatzsugorodáson felül feszültségek is keletkeznek a csatorna és a zsilip kimenetének tágulási hatása miatt; az előbbi hatás az olvadék áramlási irányával összefüggő feszültségeket okoz, az utóbbi a kimenet tágulási hatása miatt az áramlásra merőleges irányú feszültségeket okoz.

2. A stresszt befolyásoló folyamattényezők

(1) a gyors hűtési körülmények között fellépő feszültség hatására az orientáció belső feszültség kialakulásához vezet a polimerben. A polimerolvadék magas viszkozitása miatt a belső feszültség nem oldódik fel gyorsan, ami befolyásolja a termék fizikai tulajdonságait és méretstabilitását.

Különböző paraméterek hatása az orientációs feszültségekre.

Olvadáspont, magas olvadáspont, alacsony viszkozitás, alacsonyabb nyírófeszültség és csökkent orientáció; másrészt a magas olvadáspont gyorsabbá teszi a feszültség oldódását és elősegíti az orientációvesztés megerősítésének képességét.

A fröccsöntőgép nyomásának változtatása nélkül azonban a formaüreg nyomása megnő, és az erős nyíróhatás a orientációs feszültség növekedéséhez vezet.

A fúvóka zárásáig eltelt idő meghosszabbítása a tájolási feszültség növekedéséhez vezet.

A befecskendezési vagy tartási nyomás növelése növeli az orientációs feszültséget.

A magas formahőmérséklet biztosítja a termék lassú hűlését, és deorientációt gátló tényezőként működik.

A termék vastagságának növelése csökkenti az orientációs feszültséget, mivel a vastag falú termékek lassan hűlnek, a viszkozitás lassan növekszik, a feszültséglazulási folyamat hosszú ideig tart, így az orientációs feszültség kicsi.

(2) A hőmérsékleti stresszre gyakorolt ​​hatás

Amint azt fentebb említettük, az öntőforma feltöltésekor az olvadék és a fal közötti hőmérséklet-gradiens miatt az olvadék külső rétegének, amely először megszilárdul, segítenie kell a később megszilárduló olvadék belső rétegének zsugorodásának megállítását, ami a külső rétegben nyomófeszültséget (zsugorodási feszültséget), a belső rétegben pedig húzófeszültséget (orientációs feszültséget) eredményez.

Ha a formát megtöltik, majd hosszabb ideig nyomás alatt tartják, a polimerolvadék a formaüregbe kerül, növelve az üregnyomást, ami az egyenetlen hőmérsékletek miatt megváltoztatja a belső feszültségeket. Ha azonban a tartási idő rövid és az üregnyomás alacsony, a termék ugyanolyan feszültségi állapotban marad, mint amikor lehűtötték.

Ha a hűtési folyamat kezdetén a formaüreg nyomása nem elegendő, a termék külső rétege a megszilárdulás miatt összezsugorodik és bemélyedést képez; ha a formaüreg nyomása nem elegendő a későbbi szakaszban, amikor a termék hidegen kemény réteget képez, a termék belső rétege a zsugorodás miatt elválik, vagy üreg alakul ki; ha a formaüreg nyomását a kapu bezárása előtt fenntartják, az segít növelni a termék sűrűségét és megszünteti a hűtési hőmérsékleti feszültséget, de a kapu közelében nagy feszültségkoncentráció keletkezik.

Úgy tűnik tehát, hogy minél nagyobb a nyomás a formában, annál hosszabb a tartási idő, ami segít csökkenteni a hőmérséklet által generált zsugorodási feszültséget, és fordítva, növeli a nyomófeszültséget.

3. A belső feszültség és a termékminőség közötti kapcsolat

A termékben fellépő belső feszültség komolyan befolyásolja a termék mechanikai tulajdonságait és teljesítményét; a belső feszültség megléte és egyenetlen eloszlása ​​miatt a termék használat közben megrepedhet. Az üvegesedési hőmérséklet alatti hőmérsékleten gyakran szabálytalan deformáció vagy vetemedés lép fel, ami a termék felületének „fehérré” és zavarossá válását, valamint az optikai tulajdonságok romlását is okozhatja.

A kapu hőmérsékletének csökkentése és a hűtési idő növelése segít javítani a termékben a feszültség egyenetlenségét, és homogénné teszi a termék mechanikai tulajdonságait.

Mind a kristályos, mind a nem kristályos polimerek esetében a szakítószilárdság anizotrop. Nem kristályos polimerek esetén a szakítószilárdság a kapu helyétől függően változik; amikor a kapu ugyanabba az irányba néz, mint a formatöltés, a szakítószilárdság csökken az olvadékhőmérséklet növekedésével; amikor a kapu merőleges a formatöltés irányára, a szakítószilárdság növekszik az olvadékhőmérséklet növekedésével.

Az olvadékhőmérséklet növekedése az orientációvesztés növekedéséhez és a szakítószilárdság csökkenéséhez vezet az orientáció csökkenése miatt. A kapu orientációja az áramlás irányának befolyásolásával befolyásolja az orientációt, és mivel az amorf polimerek anizotropabbak, mint a kristályos polimerek, az áramlásra merőleges irányú szakítószilárdság az előbbieknél nagyobb, mint az utóbbiaknál. Az alacsony hőmérsékletű befecskendezés nagyobb mechanikai anizotrópiával rendelkezik, mint a magas hőmérsékletű befecskendezés, pl. a függőleges és az áramlási irány közötti szilárdságarány 1.7 magas befecskendezési hőmérsékleten és 2 alacsony befecskendezési hőmérsékleten.

Úgy tűnik, hogy az olvadékhőmérséklet növekedése, akár kristályos, akár nem kristályos polimerek esetében, a szakítószilárdság csökkenéséhez vezet, de más mechanizmus révén; az előbbi az orientáción keresztüli csökkent hatásnak köszönhető.