Температурын поликарбонатын хавтгайн үзүүлэлтэнд үзүүлэх нөлөө

Поликарбонатын хавтгайны дулааны эсэргүүцэл ба ажиллах температурын муж

Халуунд хэлбэрээ алдах температур (HDT) ба поликарбонатын тогтвортой байдлын үүрэг

Поликарбонатын хавтгайнууд нь стандарт аргаар шалгах үед ихэвчлэн 137-140 градус Цельсийн халаагуур буюу хазайлтын температуртай байдаг (Inplex LLC 2023). Энэ тоо нь материал даралтанд өртөх үед хэвийн байдлаа алдахын өмнө орчин ямар зэргийн халж болохыг харуулдаг. Дулаан орчинд тэсвэртэй байх шаардлагатай байшингийн давхар, үйлдвэрийн дээвэр зэрэг бүтээцүүдийн хувьд энэ HDT-ийг мэдэх нь маш чухал болдог. Ердийн халуун шилтэй харьцуулахад поликарбонат температурын гэнэт өөрчлөлтөнд илүү сайн тэсвэрлэдэг. Хурдан халаах горимд өртөх үед ч трес cracks эсвэл гэнэт хугарахгүй байдаг тул барилгын олон төрлийн хэрэглээнд илүү аюулгүй сонголт болдог.

Поликарбонатын урт хугацааны ашиглах температурын хязгаар (-40°C-с 135°C хүртэл)

Поликарбонатын хавтгайнууд нь -40 хэмээс эхлээд 135 хэм хүртэлх температур дахин сайн ажилладаг. Эдгээр материалууд -40°C хүйтэн байхад ч татах хүчний ойролцоогоор 85 хувийг хадгалж чаддаг бөгөөд 2023 онд UNQPC-ийн тайлангийн дагуу илэрсэн байдаг. Гэсэн хэдий ч 100°C-аас дээш халуун болох үед тэдгээрийн хүч чанар постепенно буурч эхэлдэг. Ихэнх үйлдвэрлэгчид 135°C-т товч хугацаагаар нөлөөлөх нь ихэд хохирол учруулахгүй гэж хэлдэг ч 130°C-с дээш температурт байнга байлгах нь материалын нас барах процессыг хурдасгадаг. Эдгээр материалын ийм хэт өндөр нөхцөлийг тэсвэрлэх чадварын улмаас тэдгээрийг цасан дор барьдаг барилгаас эхлээд температур тогтвортой өөрчлөгддөг машинийн хэсгүүд хүртэл өргөн ашигладаг бөгөөд материалд ямар нэгэн тусгай обработ хийх шаардлагагүй.

Өндөр ба доод температурын механик хүчинд үзүүлэх нөлөө

• Өндөр температур (>100°C) : Нугалах модулийг 18–22% бууруулж, нягт чанарыг нэмэгдүүлнэ
• Бага температур (-40°C) : Хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалж 30% -иар нөлөөлөх эсэргүүцлийг нэмэгдүүлнэ
  Эдгээр зан төлөв нь хатуу шилжихийг -100°C-ийн доор хүртэл хойшлуулдаг поликарбонатын онцгой молекулын бүтцээс үүдэлтэй.

Поликарбонатын хавтгайнуудын зузаан хамааралтай дулааны ажиллагаа

Зузаан хавтангууд (≥6 мм) нь их масс, бага дулаан дамжуулах чадвар (0.19 Вт/м·К) бодитой байдгаас болж 15–20% илүү дулаан эсэргүүцэл үзүүлдэг. Олон давхаргат хавтангууд давхрагуудын хоорондох агаарын зайг ашиглан цуурин бүрхэвчийн үр ашгийг бат хавтангуудтай харьцуулахад 40% -иар сайжруулдаг тул энэ нь хэт ердийн орчинд тохиромжтой болгодог.

Дулааны стрессын дорх поликарбонатын хавтангуудын механик шинж чанарын өөрчлөлт

Халуун ба хүйтний поликарбонатын нугаламтгай байдлын болон хатуулаг байдлын нөлөө

Материалууд экстрем хэмд орвол тэдний механик шинж чанар маш их өөрчлөгддөг. Жишээ нь, ойролцоогоор 135 градус Цельсийн температурт, бутархайн сунгалт гэж нэрлэгдэх зүйл нь энгийн өрөөний температуртай харьцуулахад ойролцоогоор 70%-иар буурдаг бөгөөд энэ нь материал маш бага уян хатан болдог гэсэн үг юм. Энэ талаар 2023 онд Сонг ба бусад судалгааны багийн хийсэн судалгаанд дурдсан. Харин харин -20 градус Цельсийн шиг хүйтэн цаг агаарт ижил материалын хатуулаг нь ойролцоогоор 30%-иар нэмэгддэг ч бүтцийн хувьд сайн хадгалагддаг. Энэ үзэгдлийг Hafad-ийн баг 2021 онд термопластик полимерүүд дээр хийсэн янз бүрийн туршилтаар ажигласан. Эдгээр шинж чанарууд -40-өөс 135 градус Цельсийн хоорондох өргөн температурын мужид эргэн мөнхийн өөрчлөгдөж байгаа нь поликарбонатын хэрэглээний олон талт байдлыг харуулж байна.

Поликарбонатын механик зан ашигт дулааны нас баралтын нөлөө

Термал удаан нөхцөлд поликарбонатад молекулын бүтэн өөрчлөлт үүсдэг. Судалгаагаар 90°C температурт таван жилийн турш нь мөргөлдөөний эсэргүүцэл 25%-иар буурсан байна. Энэ задрал нь хэвийн ачаалал өгөх үед ялангуяа илэрдэг болохдоо, макробүхэнгийн хэлхээ тасрах, чөлөөт зай багасах зэрэг шалтгаантай. Үүнийг сааруулахын тулд үйлдвэрлэгчид цацрагийн тогтворжуулагч нэмэлт болон хөндлөн холбоосын аргыг ашиглан үйлчилгээний хугацааг уртасгадаг.

Энтальпийн сулрал ба механик хариу урвалтай холбоо

Термал стресст дамжих үед энтальпийн сулрал нь хугацаанаас хамаарсан хатуулаг байдлын нэмэгдэлтийг тайлбарладаг. Полимерийн хэлхээнууд шилэн шилжилтийн температураас доогуур (~147°C) удаан тэнцвэрт байдалд ойртох тусам Янгины модуль нь зургаан сарын турш 15–20% нэмэгддэг. Энэ бүтцийн хувьсал нь хугацааны хувьд хэмжээсийн тогтвортой байдлыг нөлөөлж, инженерийн загварчлалд удаан хугацаанд хэвийн өөрчлөгдөх эсэргүүцлийг тооцох шаардлагатай болгодог.

Бага температур дахь поликарбонатын шилжилтийн шилжилт

-30 градусаас доош температур буурах үед поликарбонат материал нь хэвийн температуртай үедээсээ ойролцоогоор дөрвөн дахин илүү мэдрэг болдог зангилааны нарийн цоорхойнуудад маш их мэдрэг болдог. Хэдийгээр -40°C дээрх туршилтууд нь квадрат метрт ойролцоогоор 60 жоуль импульсын эсэргүүцэлтэй байдаг тул шилэнд харьцуулахад илүү сайн ажилладаг ч, стрессийн цэгүүдийг хугарахаас сэргийлэхийн тулд бидний холболтын дизайн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Иймээс хэт хүйтэн байдалтай газруудад суурилуулагчид ихэвчлэн 12 мм ба түүнээс дээш зузаан хавтанг ашигладаг бөгөөд материал хагаралгүй хөдлөх боломжийг олгодог нь зөөлөн ирмэгийн холбоосуудыг хослуулдаг. Энэ нь цэлмэг цаг агаартай хойд бүс нутгуудад туршигдаж, сайн үр дүн гаргасан.

Физик нас барих, хэмжээний тогтворшилт, дулааны томролт

Цаг хугацааны туршид поликарбонатын физик нас барах үзэгдэл

Поликарбонат физик хуцарч үедээ материалын доторх бүтэц удаан хугацаанд дахин зохицуулагдана. Энэ хуцарлыг эрдэмтэд релаксацийн энтальпийн (ΔHr) болон номынхон температурын (Tf) өөрчлөлтөөр илэрхийлдэг. Калориметрийн судалгаагаар материал дахь аморф мужид тэнцвэрийн төлөв рүү шилжилт явагдаж, энэ нь ихэвчлэн материал ямар хэмд халааснаас хамаардаг байна (Nature 2023-т тайлбарласан). Ихэнх поликарбонат материал байгалийн хэвийн температурт (ойролцоогоор 23°C) арван жил байсан ч анхны хүч чадлын ойролцоогоор 85 хувийг хадгалдаг боловч илүү өндөр температурт байх үед энэ өөрчлөгддөг. Дулаан нөхцөлд молекулууд илүү чөлөөтэй хөдөлж, системийн ерөнхий зохицлын түвшин буурах тул хуцарлын процесс хурдсаж, задрал хурдан явагдана.

Дулааны циклд орох үеийн бүтцийн релаксаци ба хэмжээний тогтвортой байдал

-40 градусаас 100 градус Цельсийн хооронд тасралтгүй халах, хөрсний улмаас материалууд бүтцээрээ суларч, хурдан шалгах нөхцөлд дотор талын чөлөөт зай ойролцоогоор 2.3 хувиар багасдаг. Энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд компаниуд ихэвчлэн онцгой цацрагийн эсэргүүцэлтэй давхаргуудыг хэрэглэж, хүчний цэгийг бууруулах зориулалттай дизайн хэрэглэдэг. Бодит шалгалтын үр дүнг харвал, 6 мм зузаан хавтангуудыг жилийн турш өдөр тутамд температурын хэлбэлзэлд өртөхөд метр тутамд зөвхөн ойролцоогоор 0.08 мм-ийн хэмжээний өөрчлөлт гарсан байна. Эдгээр үр дүнгээс үзэхэд эдгээр материалыг температур жигд бус +50 ба -50 градус Цельсийн хооронд хэлбэлздэг бүх газарт ашиглахад хангалттай сайн ажилладаг гэж дүгнэж болно.

Температурын хязгаар ба Поликарбонат хавтангийн дулааны тэлэлт

Поликарбонат нь дулааны хөргөлтийн коэффициент нь ойролцоогоор 65-70 × 10⁻⁶ /°C байдаг тул температур ихэд хэлбэлзэх нөхцөлд суурилуулах үедээ анхааралтай зайн зай авах шаардлагатай. Температур -40°C-ийн доор унах үед эдгээр хавтангууд 10°C бүрт ойролцоогоор 0.3% хумсаж багасна. Нөгөө талаас, 135°C хүртэл халахад ойролцоогоор 1.2% сунана. Бидний ажигласнаар жилийн турш сайн чанарын дулааны засвар нь ерөнхийдөө метр тутамд ±1.5 мм-ийн хооронд хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалж чаддаг. Сонирхолтой нь олон давхаргатай цааснууд нь дотор нь байгаа жижиг агаарын хөндийлөг нүхнүүд нь температурын өөрчлөлтөд даралтыг багасгадаг тул хатуу хавтангаас ойролцоогоор 18% бага хэмжээгээр тэлж, хумсдаг.

Дулааны нөхцөлд орчин үеийн тэсвэрт чадал ба аюулгүй ажиллагааны үзүүлэлт

Поликарбонатын цаг агаарын нөхцөлд тусгах болон UV-ийн эсэргүүцлийн чадварыг температур хэрхэн нөлөөлөх

Дунд зэргийн цаг агаарт арван жилийн турш поликарбонат нь 90% хэт ягаан туяаны эсэргүүцэлтэй байдаг, гэхдээ дулааны стресс ашиг шимийг муутгана. 120°C-аас дээш халуунд хоёр жилийн дотор хэт ягаан туяаны тогтвортой байдал 15–20%-иар буурна (Материалын ажиллагааны тайлан 2023). Гэхдээ стандарт ангиллын поликарбонат -40°C-с 125°C хүртэлх 1000 цикл дулааны хөндлөн орших тестэд шарлахгүйгээр бичил гэрлийн дамжуулалтыг ≥85% хадгалж чадна.

Дулааны нөхцөлд давхар хучилттай поликарбонатын задрал

Хоёр давхар хучилттой хувилбарууд илүү их тэсвэрт чадалтай бөгөөд 85°C температур, 85% харьцангуй чийгшилд 5000 цагийн турш 94% цаг агаарын тэсвэрт чадлыг хадгалдаг (Дэвшилтэт полимерийн судалгаа 2024). Гол үзүүлэлтүүд:

Туршилтын параметр	Шалгуур утга	Ажиллагааны стандарт
Тасралтгүй ажиллах температур	-50°C to 145°C (-58°F to 293°F)	ASTM D638
Дулааны хүчний эсэргүүцэл	500 цикл (-40°C – 120°C)	ISO 22088-3

Өндөр температур дахь поликарбонат хавтангийн галын эсэргүүцэл

Поликарбонат нь UL 94 V-0 стандартын үнэлгээ авдаг бөгөөд 15 секундын дотор өөрөө унтрах чанартай. 450°C (842°F) температурт түүний задрал нь гулсаж унахгүй, зузаан хамааран 30–90 минутын турш бүтцийн бүрэн байдлыг хадгалдаг (Галын аюулгүй байдлын сэтгүүл 2023). Шилтэй харьцуулахад ялгаруулдаг хортой утаа нь 80%-иар бага байдаг тул гал түймрийн үед эвакуаци хийхэд илүү аюулгүй байдлыг хангана.

Цаг агаарын бүс нутгийн онцлогт тохирсон поликарбонатын хавтанг сонгох арга зам

Поликарбонат хавтангийн шинж чанарыг бүс нутгийн температурын горимтой уялдуулах

Бүс нутгийн хязгаарын цэвэр орчны дахин тохируулгатай поликарбонат хавтанг сонгоно уу. -40°C-оос 135°C хүртэлх температурт тохирох ангилал (Поликарбонат зөвлөл 2024) дэлхийн 98% климатын нөхцөлд найдвартай ажилладаг. Тропик бүсэд нарны туяаны эсрэг тэсвэртэй, 2.5–3.2 мм зузаан хавтанг сонгох нь муруйх үзэгдлийг багасгадаг. Арктикийн нөхцөлд мэдрэг чанар нэмэгдсэн найрлага нь хугарч сайтар үл хамааран өрөөний температур дахь нугаламтгай байдлын 92%-ийг хадгалдаг.

Поликарбонат суурилуулалтын хувьд дулааны хөдөлгөөнд анхаарах зүйлс

Поликарбонат материал ашиглан ажиллах үед тэд температурын нэг градусын өөрчлөлтөнд метр тутамдаа ойролцоогоор 0.065 мм-ээр тэлэхийг санах нь чухал. 10 метрийн хавтангийн холболтоос хооронд жилийн температурын хэлбэлзэл ойролцоогоор 50 градус байх үед зөрүүг ойролцоогоор 32.5 мм байлгах нь сайн дүрэм юм. Цөлөн орчин онцлог дарамттай учиртай, хэвийн өдөр-шөнийн мөчид температур 25-40 градусаар өөрчлөгдөж болно. Иймд ихэнх суурилуулагчид эдгээр бүс нутагт уян хатан холбох хэрэгслүүдийг энгийн хатуу боолтуудаас илүүд үздэг. Салбарын сүүлийн үеийн тайлангуудын мэдээлснээр эдгээр зааврыг мөрдөх нь ердийн суурилуулалтын арга замаас хавьгүй гурван дахин бага цаг агаарын нөхцөлд хамаарах асуудал үүсгэдэг боловч үр дүн нь орон нутгийн нөхцөл байдал ба материал гэх мэт хүчин зүйлсээс хамаарч ялгаатай байж болно.

Хавтангийн техникийн шаардлагыг цаг агаарын нөхцөлтэй нийлүүлж, уян хатан суурилуулалтын шийдлийг нэгтгэснээр загварчлагчид поликарбонатыг хэрэглэх үед дулааны үйл ажиллагааг илүү сайжруулдаг.

НӨАТ-ын хэсэг

Поликарбонатын хавтгайнуудын халуунд деформацид орох температур хэд вэ?

Поликарбонатын хавтгайнууд нь ойролцоогоор 137-140 градус Цельсийн халуунд деформацид орох температур (HDT) -тай байдаг бөгөөд энэ нь материал даралтанд өртөх үед муруйх эхлэх температурыг илэрхийлнэ.

Поликарбонатын хавтгайнууд экстрем хэмийн температурыг тэсвэрлэж чадах уу?

Тийм, поликарбонатын хавтгайнууд -40°C-с 135°C хүртэлх температурыг тэсвэрлэж чаддаг тул цэлмэг климат болон температур ихэд хэлбэлзэх машин дотор гэх мэт олон төрлийн орчинд тохиромжтой.

Температур поликарбонатын механик хүчнийг хэрхэн нөлөөлөх вэ?

Өндөр температур нь нугалах модулийг бууруулж, шилжилтийг нэмэгдүүлдэг бол доогуур температур нь хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалсан үед мөргөлдөөний эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.

Зузаан поликарбонатын самбарууд илүү сайн дулааны ашиг шим өгөх үү?

Тийм, зузаан самбарууд нь масс ихтэй, дулаан дамжуулах чадвар багатай тул илүү өндөр халуунд тэсвэртэй байдаг. Олон давхаргатай хавтгайнууд давхаргуудын хоорондох агаарын зайг ашиглан дулааныг сайжруулдаг.

Поликарбонатын механик шинж чанарын хувьд нас барих нь хэрхэн нөлөөлөх вэ?

Урт хугацаагаар дулааны нөлөөнд өртөх нь молекулд байнгын өөрчлөлт оруулж, мөргөлдөөний эсэргүүцлийг бууруулдаг. Үйлдвэрлэгчид ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд цацрагийн стабилизатор болон салбарласан технологийг ашигладаг.