Поликарбонаттын эриү температурасы: Ысытмалыкка чыдамдуулук чектери

Поликарбонаттын жылуулук мамилесин түшүнүү: Эриү диапазону, Tg жана Деградация чеги

Аморфдук структурасына байланыштуу поликарбонаттын айкын эриү температурасы болбошунун себеби

Поликарбонат, же өнөмдүк чөйрөдө жөнөкөй PC деп аталганы, молекулалар таза кристалл материалдардагыдай тууралап идилбей, жөнөкөй гана жүзө турган аморфдуу полимерлердин тобуна кирет. Мунун натыйжасында, изилдөө температурасын көтөргөндө PC катуу абалдан суюкка түшкөндө ачык чекит болбойт. Карама-каршысынча, температура көтөрүлгөндө ал баялык эле жумшарып баштайт. Андан кийин болуп жаткан нерсе чынында да кызыктуу — материал чыгарылыш процесстеринде иштөө үчүн жетиштүү даяр болгонго чейин, биринчи каруучу фазадан өтөт. Күн сайын PC менен иштеген адам үчүн, жылуулукту так чогултуу абсолюттук мааниге ээ. Андан ашыкча ысытып койсоңуз, материал бузулуп кетет, бирок керегинен суук болуп калса, калыптоо туура иштебейт. Тийиштүү тепкичти табуу тажрыйба жана жакшы жабдыктын калибрленишин талап кылат.

Балкып кетүү диапазонун (295°C–315°C) шынынын өтүү температурасынан (Tg ~ 145–150°C) айырмалоо

Шыны транзиттик температурасы же Tg, жалпысынан поликарбонат үчүн 145–150 градус Цельсийга жакын болот, молекулалар кыйла кыймылдоо баштайт. Материалдар бул температурага жеткенде алар катуу жана кайың эмес көйгөөнөн кийинки жумшакка, кожо чачындай же резина сымал көйгөөгө өзгөрөт жана баштапкы катуулугунун 80 пайызын жоготот. Бул жерде маанилүү эскертүү: бул чын манинде балкып чыккан эмес, тийиштүү салмак колдонулганда нерселердин туруксуздугуна алып келген баасында. Чындыгында балкып чыгуу кийинирээк 295–315 градус Цельсий аралыгында болот, анда поликарбонат экструзия же инъекциялык калыптоо сыяктуу процесстер үчүн иштетилүүчү көйгөөгө айланат. Бул эки температураны буталаштыруу долбоордо көйгөйлөргө алып келет. Детальдар Tg диапазонуна жакын иштегенде жогорку балкып чыгуу температурасына жетпей эле бүгүлүп же бурмаланышы мүмкүн. Иштетүү температурасын 315 градуска чейин кармоо материалдын жылуулук зыяндан түзүлүп кетүүсүнө басаңдат.

Жылуулуктык чуркаган кезде пайда болушу жана иштетүүнүн коопсуздугу жана материалдын бүтүндүгү үчүн маңызы

Поликарбонат 350 градус Целсийден жогору жылытканда бүлүнүп чыгат. Бул учурда молекулалар бөлүнүп, бисфенол А жана карбонат оксиди сыяктуу зыяндуу заттарды бөлүп чыгарат. Бул материал менен иштеген адамдар үчүн эриген температураны 340°C төмөн кармоо абдан маанилүү. Кээ бир экспертиздер экструзия же калыптоо сыяктуу процесс учурунда 320°C төмөн кармоону кеңеш берет. Бул коопсуздук чегинен ашып кетсе, кыйынчылыктар ылдам пайда болот. Нем жагдай дагы жаманга бурап жиберет. Андан кийин эмне болот? Полимер тизмектери гидролиздик тармактын бүлүнүшү деп аталган процессте кесилип түшөт. Материал саргылт түскө айланат, карбонил тобун пайда кылат жана таасир этүү күчүнүн жарымына чейинин (40%–60%) жоготот. Бул өзгөрүүлөр болуп калган соң, аларды кайра оңдоо мүмкүн эмес жана убакыт өткөн сайын продукттун иштешиге чыныгы таасирин тийгизет. Шайырды туура кургатуу ошондуктан абдан маанилүү. Иштетүү жүрүп жатканда цилиндрдин температурасын башкаруу молекулалык салмак жана биз ишенген механикалык касиеттерди сактоого жардам берет.

Жылуулукка чыдамдуулук чектери: Төзүмдүүлүк үчүн коопсуз иштөө температураларын аныктоо

Поликарбонат 120–130°C диапазонунда үзгүлтүксүз иштегенде оптималдуу төзүмдүүлүгүн сактайт. Бул диапазондон тышкары жылуулук өзгөрүштөрү тезирээк жүрөт жана механикалык өзгөчөлүктөрдүн айкалышы менен төмөндөйт. Мисалы, 135°C температурага 100 саат муктая турган болсо, кыймыл күчүнүн чыдамдуулugu 40% чейин төмөндөй алат (Материалдын иштөө индекси 2023). Коопсуз жылуулук иштөөнү үч негизги параметр башкарат:

Айланасындагы айнек өтүү температурасы 145 градус Цельсий полимерлер үчүн чыныгы чектөө белгилейт. Бул чектен өткөндөн кийин, узун молекулярдык чынжырлар өз алдынча кыймылдап, өзгөрүлбөс форманы өзгөртөт. Кыска мөөнөттөрдө температура 130 градустан жогору көтөрүлүп кетсе, бул өтө деле жаман эмес, бирок эгерде нерселер ысык бойдон калса же Tgге жакын болсо, материалдар жылып, аларды иштей турган нерсесин жоготот. Бирок абал коопсуз болгон шартта сакталгандыктан, поликарбонат өзүнүн баштапкы бекемдигин жоготпойт. Сынактар көрсөткөндөй, ал 10 бөлүктөн 9 бөлүгүн баштапкы катуулугунан сактайт.

Жүктөлгөн абалда жана убакыттагы натыйжалуулук: HDT, үзгүлтүксүз колдонуу жана жылуулукту чыгуу

Жылуулуктан арылуу температурасы (HDT) 1,8 МПа менен 0,45 МПа: конструкциялык колдонмолор үчүн практикалык мааниси

Жылуулуктун бүгүлүш температурасы, же кыскача айтканда HDT, материал жогорку температурада салмакка дуушар болгондо формасын канчалык жакшы сактай тургандыгын билдирет. Поликарбонат материалдарына көз каранды түрдө караганда, алардын HDT'си кандай басымга дуушар болгонунан көптөгөн өзгөрөт. Салыштырмалуу жеңил, 0,45 МПа ченде болгон басым астында HDT шамамен 145°C чейин жетет, бул шыны транзиция температурасына (Tg) жакын. Бирок басым 1,8 МПача көтөрүлгөндө кызыктуу нерселер болот, анда HDT 132°C чамасында тез төмөндөйт. Бул 13°C айырма автоунаанын бекитүү монтаждуу скобалары же электроникалык кооплор үчүн корпус блоктору сыяктуу бөлүкчөлөрдү долбоорлоочулар үчүн эң чоң мааниге ээ. Бул компоненттер төмөнкү эмес, жогорурак 1,8 МПа басым деңгээлине карата бааланышы керек. Эгер бир нерсе бул чектөөнүн тышында иштесе, формасынан айылып, өлчөмдүк тургунсуз болуп, Tg белгисин техникалык түрдө басып кетпесе да, туруксуздугуна жол берет. Жакшы инженерлер убакыт өткөн сайын бардык нерсе туруктуу болушу үчүн колдонулган бөлүк нормалдуу иштоо учурунда чындыгында кездешкен нерсеге карабастан HDT техникалык талаптарын аныктап алат.

Үзгүлтүксүз Колдонуу (130°C чейин) жана Кыска Мөөнөттүк Айлануулар – Иштөө жана Узакка Созулган Кылчынышты Тепе-теңдикке келтирүү

Поликарбонат материалдары жалпы алганда, 130 градус Цельсийге жакын температурада узакка созулган иштөөгө турушту. 150 градуска чейинки кыска мөөнөттүк температура өсүшү дагы кошумча көтөрүлөт, айрыкча медициналык стерилизаторлордо же кыска мөөнөттүгү ысып кетүүчү моторлордо колдонулганда. Бирок бул материал кайталанып ысып кеткендээ же узакка созулган ысып калууда эмнени башынан өткөрөрүн байкоо керек. 2023-жылы Polymer Degradation Studies жүргүзгөн изилдөөлөрдүн маалыматында, 135 градусдан жогору температурада ар бир 100 саат сайын гидролиз деп аталган процесс аркылуу молекулалык салмагы тактап алынган 15 пайызга чейин азайып турат. Бул практикада эмнени билдирет? Бул материал убакыт өтүсөнө жумшак болуп, өмүрүнүн ичинде температуранын чектөөлөрүн беш жоло болуп көрсө, бир нече ай ичинде таасирге туруштуруусунун 30–40% дайын жоготот. Поликарбонат менен өнүмдөр долбоорлоочулор үчүн, 130 градус деген «майыктуу» чек астында иштөө иштөө өнүмдүүлүгү үчүн да, узакка созулган төтөшүү үчүн да маанилүү. Ал эми 140 градуска жакын иштөөдө жылуулуктук радиаторлорду колдонуу же бөлүкчөлөргө аба үрөтүү сыяктуу туура суулатуу ыкмаларын колдонуу - бул жаман кадамдар менен бүтө турган бир туруктуу түшүштү токтотуу үчүн абсолюттук керектүү.

Узак мөөнөттүк төтөнүмчүлүктүн жылуулуктук кадаргандыктарынын таасиринде

100°C жана андан жогору температурада кыймыл күчүн жана таасирге чыдамдуулугун басса артка калтыруу

Поликарбонат 100 градус Цельсийден ашык температурага узак мөөнөттүү тийишкенде жылуулукка байланыштуу эскиришинин белгилери пайда болот. Узак мөөнөттүү мындай шарттарга тийгенде, материал гидролиз жана окистениш сыяктуу процесстер аркылуу бузулуп, чыдамдуулугу дээрлик 40 пайызга, соңго туруш чыдамдуулugu андан да көп — жарымынан ашык азайат. 110 градуста иштөөнүн 1000 саатынан кийин материал сезимдүүлүк жоготуп, салмакты камтый турган бөлүктөрдө басым астында трещинага учурап калуу коркунучу күчөйт. Бул проблема узак мөөнөттүү жылынып турган автокөндүздөр менен электр кооздуктарында маанилүү. Өнөрмөндөр өнүмдүн иштөө мөөнөтүн белгилегенде материалдын бул жаманаярышын эпсек болот. Иштөө мөөнөтүндө температураны белгилүү чектерден төмөн кармоо материалдын берилгэн иштөө мөөнөтү боюнча чыдамдуулугун сактоого жардам берет.

Сырткы жана микроструктуралык көрсөткүчтөр: сарылаш, булгануу жана беттин микротрещинкалары - төзүмдүүлүк тууралуу эскертүү

Поликарбонатта жылуулукту жоготуунун үч белгиси бар:

• Сарылаш : Хромофорлорду түзүүчү окистешүү реакцияларынан пайда болот, изилдүү жылуулук жана УК сәулөлөргө узаккарган салыштыруу менен оңойлошот
• Булгануу : Тармактардын чачырандысынан беттин микротүзүлүшүнүн өзгөрүшүнөн пайда болот, оптикалык ачыктыктын төмөндөшүн жана көлөмдүк өзгөчөлүктөрдүн бузулушун билдирет
• Микротрещинкалар : Кернеү концентраторлорунда пайда болот, 0,5 мкм ден ашпаган трещинкалар кыйлашууга алып келет

Кыйлашып, бул өзгөрүүлөрдү 100 градус Целсийде үздүксүз иштетилген жабдыктын 6–12 айдан кийин көрөбүз. Материалда микрокичүү трещинкалар пайда болот, алар чоң трещинкалардын таралышынын башталышы болуп саналат, андан кийин компоненттин иштен чыгышына алып келет. Бул кичинекей белгилерди көзөмөлдөп туруу сервис командасынын кыйынчылыктарды убакытынан мурда кармоосуна жана бөлүкчөлөр толугу менен иштен чыгып калганга чейин алмаштырып коюшына мүмкүндүк берет. Температура коопсуз деп эсептелгенден регулярдуу жогору болгондо, заттар көпкө жылдам изилеп калат. Шарттуу жылдырык системалар үчүн жылуулукту дуу көзөмөлдөөнүн мааниси ошондон улам чоң.

Көп берилүүчү суроолор

Поликарбонаттын шыны транзиция температурасы (Tg) канча?

Поликарбонаттын шыны транзиция температурасы жалпысынан 145–150 градус Целсийди түзөт. Бул температурада поликарбонат катуу жана катаал абалдан эластик жана ийкемдүү абалга өтөт.

Поликарбонат кайсы температурада чечилип баштайт?

Поликарбонат 350 градус Целсийден жогору температурада жылуулукка чейин бузулушка учурайт. Бузулуштан сактануу үчүн иштетүү температурасын 340 градусдан төмөн кармоо керек.

Поликарбонаттын коопсуз иштөө температурасынан ашып кетүүнүн салымдары кандай?

Поликарбонаттын коопсуз иштөө температурасын, айрыкча узак мөөнөттүк 130°C ашып кетүү, анын кыймыл күчүн, таасирге турушун азайтат жана материалды сынгыч кылат.

Поликарбонат жылуулукка чейин бузулганын кандай аныктоого болот?

Поликарбонатта жылуулукка чейин бузулуштун белгилери - сарылаш, булуттуулук пайда болушу жана беттин микрокырсыгы, бул оптикалык ачыктык жана механикалык беримдүүлүктү азайтат.