Поликарбонатын хайлах цэг: Дулаан тэсвэртэх чадварын хязгаар

Поликарбонатын дулааны зан төлөвийг ойлгох: Хайлах муж, Tg, ба задралын эхлэл

Яагаад поликарбонат нь аморф бүтцээс болоод тодорхой хайлах цэггүй байдаг вэ

Поликарбонат эсвэл үйлдвэрт ердийн байдлаар нэрлэдэг PC нь молекулууд нь тэгш нарядсан байдаг кристаллаг материалууд шиг биш харин төвөгтэй байдлаар тархсан аморф полимерийн ангилалд хамаарна. Энэхүү санамсаргүй байрлалын улмаас PC-ийг халаах үед хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилжих тодорхой цэг байдаггүй. Халуун нэмэгдэх тутам нь тусгайлан хайлж эхлэхийн оронд түүний байдал түргэн биш, харин тунамал байдлаас эхлэн аажмаар зөөлрөх болно. Дараа нь болох зүйл бол илүү сонирхолтой явдал юм: материалын хувьд эхлээд бидний хэлж буй шинэлэг үе шатыг дамжин өнгөрч, эцэст нь үйлдвэрлэлийн процессод ажиллах боломжтой болно. Хэрэв та байнга PC-тэй ажиллаж байгаа бол дулааныг нарийн зохицуулах нь маш чухал болно. Хэт халуун бол материалын задрал үүсэх болно, харин хэт хүйтэн үед нь хэврүү байх нь зөв болохгүй. Энэ төгс таарсан цэгийг олохын тулд туршлага болон сайн тоноглолын тохируулга шаардлагатай.

Хайлж буй хэмийн хязгаарыг (295°C–315°C) шилэн шилжилтийн температур (Tg ~ 145–150°C)-аас ялгах

Шилэн шилжилтийн температур эсвэл Tg нь ердийн поликарбонатын хувьд ихэвчлэн 145-150 градус Цельсий орчимд байдаг бөгөөд молекулууд илүү их хөдөлж эхлэх цэг юм. Материал энэ температурт хүрэхэд хатуу, хөшингөн төлөвөөс оосор, резин шиг зөөлөн болон өөрчлөгдөж, анхны хатуу чанарын ойролцоогоор 80 хувийг алдана. Энд чухал тэмдэглэл: энэ нь жинхэнэ хайлалт биш, харин ачаалал өгөх үед тогтворгүй болох гол цэг юм. Бодит хайлалт нь илүү дараа 295-315 градус Цельсийн хооронд болдог бөгөөд энэ үед поликарбонат экструзи, ороож хэлбэрлэх зэрэг технологийн процессуудад ашиглах боломжтой болно. Эдгээр хоёр температурыг хольж ойлгох нь загварчлалд асуудал үүсгэдэг. Хэрэв деталь Tg мужид ойрхон ажиллавал өндөр хайлалтын температурт хүрэхээс өмнө л нугалах, муруйх магадлалтай. Боловсруулалтын температурыг 315 градусаас доош байлгах нь материал хэт халснаас задрахаас сэргийлнэ.

Дулааны задрал эхлэх цэг болон боловсруулалтын аюулгүй байдал, материаллын бүтэн байдлын хувьд үзүүлэх нөлөө

Поликарбонатыг 350 хэмээс дээш халууцвал задарч эхэлдэг. Энэ үед молекулууд задарч, бисфенол А болон нүүрстөрөгчийн исэл шиг хортой бодисууд ялгардаг. Энэхүү материалтай ажилладаг хүмүүсийн хувьд хайлуулах температурыг 340°C-ийн доор байлгах нь маш чухал. Зарим мэргэжилтнүүд экструзи болон хэлбэржүүлэх зэрэг үйл явцад 320°C-ийн доор байлгахыг зөвлөдөг. Эдгээр аюулгүй хязгаараас даввал асуудал хурдан гардаг. Чийгийг нэмэхэд байдал илүү мууддаг. Дараа нь юу болох вэ? Полимерийн гинжнүүд гидролитик гинжний задралаар таслагддаг. Материал шарлаж, карбонил бүлгүүд үүсэж, дурангийн хүчийг 40%-60% хооронд ойролцоогоор талын хэмжээгээр алддаг. Эдгээр өөрчлөлтүүд болсон одоо эргэж сэргээх боломжгүй бөгөөд бүтээгдэхүүний ажиллах чадварыг цаг хугацаатай холбоотойгоор тодорхой нөлөөлдөг. Иймээс холбогчийг зөв хатаах нь маш чухал. Боловсруулалтын туршид цилиндрийн температурыг хянаж, молекулын жин болон бидний найдаж буй шаардлагатай механик шинж чанаруудыг хадгалахад тусалдаг.

Дулааны эсэргүүцлийн хязгаар: Бат бөхөд байх ажиллаж болох температурын хязгаарыг тодорхойлох

Поликарбонат материалыг 120–130°C хооронд тасралтгүй ажиллуулах үед нь бат бөх чанар нь хамгийн сайн байдаг. Энэ хязгаараас давах үед дулааны хуучрал хурдсаж, механик газар дээрх ажиллагааны бууралт илэрдэг. Жишээ нь, 135°C дээр 100 цаг үйлчлэх нь татах бат бэхийг хүртэл 40%-иар бууруулж болно (Материалын ажиллагааны индекс 2023). Аюулгүй дулааны ажиллагааг гурван үндсэн параметр тодорхойлдог:

Ойролцоогоор 145 хэмийн температур дахь шилэн шилжилтийн температур нь полимерүүдийн бодит хил хязгаарыг тэмдэглэдэг. Энэ хязгаараас давсны дараа урт молекул хэлхээнүүд өөрсдөө хөдөлж эхэлдэг тул буцах боломжгүй тогтвортой хэлбэр өөрчлөлт үүсдэг. 130°C-с дээш температурт богино хугацаагаар халалт өгөх нь ихэвчлэн их асуудал болж чадахгүй ч, Tg-т ойролцоо эсвэл түүнд хүрэх түвшинд урт хугацаагаар халалт үргэлжлэх үед материалын бүтэц муудаж, үйл ажиллагааны чанар нь алдагддаг. Гэхдээ хэрэв бид нөхцлийг аюулгүй түвшинд байлгаж чадвал поликарбонат нь орчны нөлөөлөлд тэсвэртэй байх чадварын ихэнх хэсгийг хадгалж байдаг. Шинжилгээний үр дүнгээр эхний нарийн төвөгтэй байдлын 10-ийн 9 хэсгийг хадгалж байдаг бөгөөд энэ нь хүнд нөхцөлд байдалд жилээд хэрэглэгдэх олон тооны үйлдвэрлэлийн хэрэглээнүүд энэхүү материалыг яагаад итгэл үнэмшилтэй ашигладагийг тайлбарладаг.

Ачаалт ба цаг хугацааны үе дэх гүйцэтгэл: HDT, тасралтгүй ашиглах болон термийн хэлбэлзэл

Халуун деформацийн температур (HDT) 1.8 MPa эсвэл 0.45 MPa: Бүтцийн хэрэглээнд хэрэглэхийн практик утга

Дулааны деформац барьж чадах температур, эсвэл товчоор HDT нь их температурт ачаалал өгөх үед материал хэдий хэр зөөлөн хэлбэрээ хадгалж чадах талаар мэдээлэл өгдөг. Ялангуяа поликарбонат материалыг авч үзэх үед тэдгээрийн HDT утга ямар төрлийн даралд оршиж байгаас шалтгаалан ихэд өөрчлөгддөгийг харж болно. Харьцангуй бага стресст 0.45 МPа-ийн орчимд HDT нь ойролцоогоор 145°C хүрч, энэ нь шилэн шилжилтийн температур (Tg)-тэй бараг ижил байдаг. Гэхдээ даралт 1.8 МPа хүртэл нэмэгдэх үед юм хамгийн сонирхолтой болдог, ингэхэд HDT нь 132°C хүртэл уналт хийдэг. Энэ 13°C-ийн зөрүү нь машин бэхэлгээний таван, цахилгаан хэрэгслэлийн байгууламжийн хайрцаг зэрэг деталийг загварчилж буй инженерүүдийн хувьд маш их ялгаатай болдог. Ийм компонентүүдийг доод түвшнийхээс харин дээд түвшний 1.8 МPа-ийн стресст үнэлэх шаардлагатай. Хэрэв ямар нэг зүйл энэ хязгаараас давж ажиллавал хэлбэрээсээ гажих, хэмжээний тогтворгүй болох, эсвэл илүү муу тохиолдолд бүрэн гэмтэх магадлалтай байдаг, ийм ч гэсэн температур техникийн хувьд Tg-ийн түвшинг давж байгаа биш байх ч боломжтой. Сайн инженерүүд деталь үйлдвэрлэх явцад жинхэнэ ажиллагааныхаа нөхцөл байдлыг HDT-ийн техникийн шаардлагатай нь нарийвчлан жиших замаар бүх зүйл хугацааны турш тэсвэртэй байхыг найдвартай болгодог.

Тасралтгүй ашиглах тааз (130°C хүртэл) ба богино хугацааны хэтрэл – Үйлдлийн чадвар, урт хугацааны бат бөхийг тэнцвэржүүлэх

Поликарбонатын материалууд нь ерөнхийдөө 130 хэмийн орчим температурт тасралтгүй ажиллах чадвартай байдаг. Тус материал 150 хэм хүртэлх богино хугацааны температурын өсөлтийг ч мөн сайн даах бөгөөд ялангуяа жигар байдлаар халах медицин стерилизатор эсвэл хөдөлгүүр зэрэг төхөөрөмжид ашиглах үед ийм нөхцөл тохиромжтой байдаг. Гэхдээ энэ материал давтан их хэт халалтанд өртөх эсвэл урт хугацаагаар хэт халсан үед юу болохыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Полимерийн задралын судалгаа, 2023 онд хийсэн судалгаагаар 135 хэмээс дээш температурт материал цагийн турш гидролиз гэх процессоор задарч, молекулын жин нь 100 цаг тутамд ойролцоогоор 15 хувиар буурдаг. Энэ практик хувьд юу гэсэн үг вэ? Материал хугацаа өнгөрөх тутам эвгүй, цохилтын эсэргүүцэл нь зөвхөн хэдхэн сарын дотор 30-40 хувиар буурна, хэрэв амьдралын хугацаанд ийм температурын хязгаарыг таван удаа ба түүнээс дээш давтаж перфуз болвол. Поликарбонатаар бүтээгдэхүүн зохион бүтээх хүмүүст 130 хэмийн түвшинд ажиллах нь үйл ажиллагааны үр дүн болон найдвартай байдлын хувьд хоёуланд нь зохистой шийдэл юм. Мөн 140 хэмийн орчимд ажиллах үед дулаан зайлалтын зөөлөн зуурас эсвэл деталь дээр агаар дамжуулах зэрэг тохиромжтой хөргөлтийн арга хэмжээг авах нь ийм төрлийн постепенн задралыг зогсооход маш чухал болдог.

Хугацаа хэтэрсэн дулааны нөлөөгөөр эдлэх чадвар удаан хугацаанд нь буурах

100°C-с дээш хэмд таталтын бат бэх, цохилтын эсэргүүцэл хугацаа үргэлжлэх тусам тогтмол буурна

Поликарбонат нь зөвхөн 100 хэмийн болон түүнээс дээш температурт өртөхөд л дулааны хуучралтын шинжийг илтгэх болно. Ийм нөхцөлд удаан хугацаагаар үлдэхэд гидролиз, исэлдэлт зэрэг процессоор материал задардаг. Энэ задрал нь хүчтэй чангарах чадварыг ойролцоогоор 40 хувиар, харин хөдөлгөөнт эсэргүүцлийг ашиглалтын хугацаа удаашрах тусам хагасаас илүү бууруулдаг. Ойролцоогоор 110 хэмд материал нь ажиллаж байгаа 1000 цагийн дараа тодорхой хэмжээгээр хугарч сайнрах болдог бөгөөд энэ нь жин давхардах детальд даралт үзүүлэх үед трещин үүсэх магадлалыг ихэсгэдэг. Энэ асуудал машины бүрэлдэхүүн хэсэг, цахилгаан хэрэгслүүдэд онцгой ач холбогдолтой байдаг учир нь дулаан нь хугацаа өнгөрөх тусам тогтмол хуримтлагддаг. Бүтээгдэхүүний загварыг боловсруулах инженерүүд энэ тунамал сулралыг бүтээгдэхүүний амьдралын хугацааг тогтоохдоо заавал харгалзан үзэх ёстой. Хэвийн ажиллагааны үеэр температурыг тодорхой хязгаарт байлгах нь бүтээгдэхүүний төлөвлөсөн амьдралын хугацаанд материалын хүч чанарыг хадгалахад тусалдаг.

Харагдах болон микроструктурт заагчид: шилжих, цэвдэг, гадаргын микротрещины шинж тэмдэг нь бат бөх чанарын анхааруулга

Поликарбонатын дулааны задралын хөгжлийг илтгэх гурван харагдах шинж тэмдэг байдаг:

• Шилжих : Хромофор үүсгэх исэлдэх урвалын үр дүнд үүсдэг бөгөөд нийлмэл дулаан ба ХХТ гэрлийн нөлөөллөөр илүүтэй болдог
• Дундаж шинжилгээ : Гинжний эрвэлзэлтээс үүдэлтэй гадаргын бага зэргийн булралтын үр дүнд үүсдэг бөгөөд гэрлийн тод чанарыг бууруулж, материалын ерөнхий чанарын бууралтыг илтгэдэг
• Микротрещин : Стресийн төвлөрлийн цэгт үүсдэг бөгөөд 0.5 мкм-с бага трещин нь гэнэт хагарлын өмнөх шат болдог

Ихэвчлэн 100 градус Цельсийн температурт тасралтгүй ажиллаж байгаа тоноглолын хувьд эдгээр өөрчлөлтийг 6-12 сарын дараа анх харах болно. Материалд жижиг микроскопын трещин үүсч, том трещинууд тархах эхлэл болдог бөгөөд үүний дүнд бүрэлдэхүүн хэсгүүд гэнэт гэмтдэг. Эдгээр жижиг шинж тэмдгийг анхааралтай ажиглаж байвал засварын багийн гэмтлийг эрт илрүүлж, бүрэн гэмтэхээс өмнө хэсгүүдийг солих боломжийг олгодог. Хэрэв температур ихэвчлэн аюулгүй гэж тооцогдох хэмжээнээс давж байвал зүйлс хурдан изнах tendency-тэй байдаг. Иймээс олон жилийн турш үйлчилдэг системийн хувьд зөв дулааны горимыг хангах нь маш чухал үлдэж байна.

НӨАТ-ын хэсэг

Поликарбонатын шилэн шилжилтийн температур (Tg) хэд вэ?

Поликарбонатын шилэн шилжилтийн температур ихэвчлэн 145-150 градус Цельсийн хооронд байдаг. Энэ температурт поликарбонат хатуу, хөшингө байдлаас илүү уян хатан, нугаламхай байдлаа ордог.

Поликарбонат ямар температурт задралд орохыг эхэлдэг вэ?

Поликарбонат нь 350 хэмээс дээш температурт термийн задралд орох болно. Задралаас сэргийлэхийн тулд боловсруулах температурыг 340 хэмээс доош байлгахыг зөвлөж байна.

Поликарбонатын аюулгүй ажиллах температурыг давах нь ямар хэр эцсийн үр дагавартай вэ?

Поликарбонатын аюулгүй ажиллах температурыг, ялангуяа урт хугацаагаар 130°C-с дээш нь давах нь термийн нас баралтанд хүргэж, түүний суналтын бат бэхийг, мөргөлдөөнийг тэсвэртэй чанарыг бууруулж, материал хэтэрхий хугарч эхэлнэ.

Поликарбонат термийн задралд орсон эсэхийг хэрхэн тодорхойлох вэ?

Поликарбонат дахь термийн задралын шинж тэмдэгт шарлаж, хүндэрч, гадаргуун дээр жижигхэн трещин үүсэх нь оношлогооны тодорхой байдлыг, механик бат бэхийг бууруулдаг.