Για τις ιδιότητες των πλαστικών

Τα θερμοπλαστικά υλικά μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες κατηγορίες: άμορφα και ημι-κρυσταλλικά. Τα άμορφα πολυμερή είναι υλικά που είναι εγγενώς διαφανή και είναι κατά κύριο λόγο μη ενισχυμένοι βαθμοί. Τα ημι-κρυσταλλικά πολυμερή είναι αδιαφανή και συνήθως αναμιγνύονται με ορισμένα πρόσθετα, όπως γυάλινες ίνες, μέταλλα και τροποποιητές κρούσης. Τα πολυμερή απόδοσης εξαιρετικά υψηλής απόδοσης προσφέρουν μερικές από τις υψηλότερες ιδιότητες υλικού στο πεδίο και μπορεί να είναι είτε άμορφα είτε ημι-κρυσταλλικές. Συχνά ορίζονται από την ανώτερη συνολική απόδοση τους.

Τυπικές ιδιότητες

Κατά την επιλογή ενός πλαστικού υψηλής απόδοσης, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη φύση του πλαστικού, τις ιδιότητές του και τις αντίστοιχες μεθόδους δοκιμής. Μόνο με αυτή τη γνώση θα είστε σε θέση να αξιολογήσετε τα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς μιας συγκεκριμένης ρητίνης για να διαπιστώσετε εάν πληροί τις απαιτήσεις εφαρμογής σας. Η ακόλουθη συζήτηση θα βοηθήσει τους μηχανικούς σχεδιασμού που δεν είναι εξοικειωμένοι με τα πλαστικά για να κατανοήσουν και να εκτιμήσουν τη σημασία αυτής της γνώσης στη διαδικασία επιλογής υλικών. Δεν προορίζεται να είναι εξαντλητική και προορίζεται μόνο ως προκαταρκτική αναφορά.

Θερμικές ιδιότητες

Η αξιόπιστη απόδοση ενός υλικού σε αυξημένες θερμοκρασίες αποτελεί συχνά βασικό θέμα για τους σχεδιαστές. Οι θερμικές ιδιότητες παρέχουν ένα σημείο αναφοράς για δύο σημαντικές πτυχές της απόδοσης ενός υλικού σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας. Η πρώτη πτυχή είναι το άμεσο μαλακτικό αποτέλεσμα που μεταδίδει η θερμότητα στα πλαστικά. Αυτό το αποτέλεσμα περιορίζει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος στην οποία εκτίθεται το πλαστικό, ακόμη και αν μόνο για σύντομο χρονικό διάστημα. Η δεύτερη πτυχή είναι η μακροπρόθεσμη θερμική σταθερότητα του υλικού. Δεδομένου ότι η παρατεταμένη έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες έχει ως αποτέλεσμα την υποβάθμιση των ιδιοτήτων του υλικού, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τις επιπτώσεις των μακροπρόθεσμων θερμικών περιβαλλόντων στις ιδιότητες του υλικού που είναι κρίσιμες στην εφαρμογή σας.

Η θερμοκρασία εκτροπής θερμότητας (HDT) είναι ένα σχετικό μέτρο της ικανότητας ενός πλαστικού να εργάζεται κάτω από φορτία υψηλής θερμοκρασίας. Σε αυτή τη θερμοκρασία και φορτίο 1,8 MPa, το δείγμα παράγει μια συγκεκριμένη παραμόρφωση. Είναι γενικά αποδεκτό ότι η μέγιστη θερμοκρασία εργασίας πρέπει να είναι 5-10 μοίρες κάτω από τη θερμοκρασία εκτροπής θερμότητας.

Ο σχετικός θερμικός δείκτης (RTI) είναι ένα σχετικό μέτρο της ικανότητας ενός πλαστικού να συνεχίσει να εργάζεται σε υψηλές θερμοκρασίες. Ο δείκτης ορίζεται ως θερμοκρασία στην οποία ένα υλικό διατηρεί το 50% των καθορισμένων ιδιοτήτων του μετά από 100.000 ώρες έκθεσης στον αέρα. Οι τιμές του σχετικού θερμικού δείκτη που δίνονται σε αυτό το εγχειρίδιο βασίζονται στη διατήρηση της αντοχής σε εφελκυσμό. Ο σχετικός θερμικός δείκτης (RTI) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συντηρητική βάση κατά την εξέταση των μέγιστων θερμοκρασιών συνεχούς χρήσης. Για εφαρμογές που απαιτούν λιγότερο χρόνο, τα φύλλα δεδομένων με τιμές RTI για 5.000 και 10.000 ώρες είναι διαθέσιμα κατόπιν αιτήματος.

Η θερμοκρασία μετάβασης από γυαλί (TG) είναι η θερμοκρασία στην οποία εμφανίζεται μια σημαντική μεταβολή των ιδιοτήτων πολυμερούς και το πολυμερές μετασχηματίζει από μια υαλώδη σε κατάσταση καουτσούκ. Για τα άμορφα πολυμερή, αυτή η θερμοκρασία είναι γενικά περίπου 10∶ υψηλότερη από τη θερμοκρασία εκτροπής θερμότητας (HDT) και χρησιμοποιείται συνήθως ως ανώτερο όριο θερμοκρασίας για βραχυπρόθεσμη χρήση του υλικού. Τα ημι-κρυσταλλικά πολυμερή χάνουν κάποια από την ακαμψία τους όταν φτάσουν σε αυτή τη θερμοκρασία, αλλά διατηρούν τις λειτουργικές τους ιδιότητες κάτω από το σημείο τήξης του υλικού.

Το σημείο τήξης (TM) είναι η θερμοκρασία στην οποία μαλακώνουν οι κρυσταλλικές περιοχές μέσα σε ένα ημι-κρυσταλλικό πολυμερές. Το σημείο τήξης αντιπροσωπεύει συνήθως την απόλυτη ανώτερη θερμοκρασία στην οποία παραμένει ένα ημι-κρυσταλλικό πολυμερές σε στερεά μορφή.

Μηχανικές ιδιότητες

Δεδομένου ότι οι περισσότερες εφαρμογές θα βρίσκονται σε κάποιο βαθμό μηχανικής φόρτωσης, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις αλλαγές που συμβαίνουν στα υλικά υπό την επίδραση του φορτίου. Οι μηχανικοί σχεδιασμού συχνά αλλάζουν τη χωρητικότητα μεταφοράς φορτίου ή την παραμόρφωση ενός συστατικού κάτω από το φορτίο μεταβάλλοντας το πάχος της διατομής. Η αντοχή σε εφελκυσμό μπορεί να μετρηθεί με τη διαδικασία καθορισμού ενός άκρου ενός δείγματος και να το φορτώσει με συγκεκριμένο ρυθμό στο άλλο άκρο έως ότου το δείγμα αποδώσει ή διαλείμματα.

Η επιμήκυνση είναι ένα μέτρο για το πόσο ένα δείγμα μπορεί να τεντωθεί πριν αποδώσει ή διαλείμματα. Μια υψηλή επιμήκυνση δείχνει ότι το υλικό είναι σκληρό και όλκιμο. Μια χαμηλή επιμήκυνση υποδεικνύει συνήθως ένα άκαμπτο και εύθραυστο υλικό. Τα υλικά ενισχυμένα με ίνες από γυαλί γενικά εμφανίζουν χαμηλή επιμήκυνση λόγω της προσθήκης γυάλινων ινών, επομένως οι χαμηλές τιμές επιμήκυνσης δεν υποδεικνύουν πάντοτε ευγένεια. Το μέτρο κάμψης μπορεί να μετρηθεί με τη φόρτωση της μέσης ενός δείγματος που υποστηρίζεται από δύο σημεία. Αυτός ο συντελεστής ορίζεται ως κλίση της καμπύλης τάσης/καταπόνησης και είναι ένας χρήσιμος δείκτης ακαμψίας ή σκληρότητας.

Όταν πραγματοποιείτε συγκρίσεις υλικών, όσο υψηλότερη είναι η αντοχή σε εφελκυσμό ενός υλικού, τόσο μικρότερο είναι το απαιτούμενο πάχος του τμήματος, εάν πληρούνται οι ίδιες απαιτήσεις μεταφοράς φορτίου. Ομοίως, όσο υψηλότερο είναι το μέτρο κάμψης ενός υλικού, τόσο χαμηλότερο είναι το απαιτούμενο πάχος του τμήματος για την ίδια παραμόρφωση. Για ορισμένες εφαρμογές, η διατομή μπορεί να είναι ήδη το μικρότερο πάχος που είναι δυνατόν, δεδομένης της πρακτικής της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση και η σχετική ισχύς μπορεί να μην είναι μια σκέψη. Η αντίσταση στην κρούση μπορεί να οριστεί ευρέως ως η ικανότητα ενός υλικού να αντισταθεί στη θραύση όταν χτυπήθηκε από ένα αντικείμενο ή να πέσει σε μια σκληρή επιφάνεια. Ο αντίκτυπος IZOD είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος δοκιμής για την αξιολόγηση αυτής της ιδιότητας ενός υλικού και μπορεί να εκτελεστεί χρησιμοποιώντας είτε ακανόνιστες είτε μη συνεχείς λωρίδες.

Τα αποτελέσματα της δοκιμής Izod Implact IZOD δίνουν μια καλή ένδειξη της πραγματικής αντίστασης των επιπτώσεων του υλικού. Το αποτέλεσμα της NB δείχνει ότι το δείγμα δεν έσπασε κάτω από τις πειραματικές συνθήκες. Η δοκιμή Izod Impact χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της τάσης ενός υλικού για να σπάσει όταν η επιφάνεια είναι γδαρμένη ή εγκοπή. Ένα υλικό με υψηλή τιμή IZOD με υψηλή περιεκτικότητα σε IZOD και χαμηλή τιμή IZOD υποδεικνύει ένα σκληρό υλικό με υψηλή ευαισθησία στην εγκοπή. Όταν εξετάζουμε τη χρήση αυτού του τύπου υλικού, είναι σημαντικό να επιτρέπεται η μεγαλύτερη δυνατή ακτίνα σε όλες τις γωνίες.

Ηλεκτρικές ιδιότητες

Τα περισσότερα πλαστικά είναι καλοί ηλεκτρικοί μονωτήρες. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες που αναφέρονται εδώ - διηλεκτρική αντοχή, αντίσταση όγκου και αντίσταση επιφάνειας - παρέχουν βασικές πληροφορίες σχετικά με την ικανότητα ενός υλικού να ενεργεί ως ηλεκτρικός μονωτής. Οι βαθμοί υλικών που περιέχουν μεγάλες ποσότητες ινών άνθρακα ή σκόνης άνθρακα δεν είναι γενικά κατάλληλες για αυτόν τον τύπο εφαρμογής. Κατά το σχεδιασμό ενός πλαστικού τμήματος του οποίου η κύρια λειτουργία είναι ηλεκτρική μόνωση, πρέπει να ληφθούν υπόψη μια σειρά άλλων ηλεκτρικών ιδιοτήτων πριν επιλεγεί τελικά ένα υλικό.

Γενικές ιδιότητες

Η μείωση του βάρους είναι ο κύριος οδηγός για πολλές εφαρμογές όπου χρησιμοποιούνται πλαστικά στη θέση των μετάλλων. Η ειδική βαρύτητα, η πυκνότητα της ρητίνης που διαιρείται με την πυκνότητα του νερού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση του βάρους ενός τμήματος. Το υλικό με τη χαμηλότερη ειδική βαρύτητα θα παράγει το ελαφρύτερο μέρος. Το ειδικό βαρύτητα επηρεάζει επίσης το υλικό κόστος ενός μέρους. Με βάση το βάρος ανά μονάδα, περισσότερα μέρη μπορούν να κατασκευαστούν από ένα υλικό με χαμηλότερη ειδική βαρύτητα από ό, τι από ένα υλικό με υψηλότερη ειδική βαρύτητα.

Η απορρόφηση του νερού μπορεί να μετρηθεί με τη ζύγιση ενός μέρους πριν και μετά από 24 ώρες έκθεσης στο νερό. Η απορρόφηση του νερού μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στις διαστάσεις και τις ιδιότητες ενός υλικού και τα διαφορετικά υλικά επηρεάζονται με διαφορετικούς τρόπους. Ενώ η χαμηλή απορρόφηση του νερού είναι γενικά επιθυμητή, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην επίδραση της απορρόφησης του νερού στις ιδιότητες του υλικού, αντί να εξετάζουμε απλώς την απόλυτη ποσότητα νερού που τραβήχτηκε.

Χημική συμβατότητα

Η έκθεση σε χημικά περιβάλλοντα επηρεάζει την απόδοση της εργασίας των υλικών και για κάθε συγκεκριμένη εφαρμογή, η συμβατότητα του υλικού με τα χημικά στο περιβάλλον της εφαρμογής στην οποία ανήκει δοκιμάζεται. Οι βαθμοί χημικής συμβατότητας παρατίθενται σε αυτό το εγχειρίδιο με την ελπίδα να δημιουργηθεί μια ιδέα για τους τύπους χημικών ουσιών που είναι συμβατοί με τους τύπους υλικών και ποιοι τύποι υλικών μπορεί να είναι ασυμβίβαστες. Αυτοί οι βαθμοί αποδίδονται με βάση την παρατεταμένη έκθεση και ορισμένα υλικά που ορίζονται ως χαμηλότεροι βαθμοί μπορεί να είναι κατάλληλα για εφαρμογές με μικρότερους χρόνους έκθεσης. Ορισμένοι συνδυασμοί χημικών/υλικών που ταξινομούνται ως ανώτεροι δεν μπορούν επίσης να είναι κατάλληλοι για ένα συγκεκριμένο αντιδραστήριο, θερμοκρασία, επίπεδο στρες και συνδυασμό υλικών.

Επεξεργασία και παραγωγή

Οι ιδιότητες που αναφέρονται εδώ απεικονίζουν το εύρος των θερμοκρασιών επεξεργασίας που απαιτούνται για κάθε τύπο υλικού. Τα δεδομένα θερμοκρασίας τήξης και μούχλας μπορούν να βοηθήσουν στην επιλογή του εξοπλισμού επεξεργασίας. Οι τιμές συρρίκνωσης χύτευσης που αναγράφηκαν ελήφθησαν από

Τυπικές μέθοδοι δοκιμής και ενδέχεται να μην σχετίζονται με ορισμένα συγκεκριμένα μέρη. Ωστόσο, αυτή η τιμή είναι πολύτιμη σε συγκρίσεις υλικών για να βοηθήσει να προσδιοριστεί εάν ένα καλούπι που χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση ενός υλικού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διαμορφώσει ένα άλλο υλικό και να κάνει μέρος του ίδιου μεγέθους.

Οι ρυθμοί ροής τήξης χρησιμοποιούνται για τον χαρακτηρισμό των άμορφων πλαστικών μας και αυτές οι τιμές αντικατοπτρίζουν πόσο εύκολα το υλικό ρέει. Κατά τη σύγκριση των ποσοστών ροής τήγματος των άμορφων πλαστικών που προσφέρονται από άλλους κατασκευαστές, είναι σημαντικό να προσδιοριστεί εάν οι θερμοκρασίες και τα φορτία που χρησιμοποιούνται στις δοκιμές τους είναι συνεπείς με εκείνες που χρησιμοποιούνται από εμάς. Έχουμε αναφέρει την τυπική επεξεργασία κάθε τύπου προϊόντος σε κάθε γραμμή προϊόντων. Τα περισσότερα από τα προϊόντα μας υποβάλλονται σε επεξεργασία με χύτευση με έγχυση, αλλά ορισμένες ποιότητες φύλλων, προφίλ και άλλων σχημάτων μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με εξώθηση. Τα εξωθημένα φύλλα μπορούν να θερμοδιαστούν. Η παραγωγή επικαλύψεων και ταινιών μπορεί να γίνει με μεθόδους επεξεργασίας λύσεων.