يشير الضغط الداخلي البلاستيكي إلى نوع من الإجهاد الداخلي الناتج عن عوامل مثل اتجاه سلاسل الجزيئات الكبيرة وانكماش التبريد أثناء معالجة صهر البلاستيك.
جوهر الضغط الداخلي هو التشكل غير المتوازن الذي تشكله السلسلة الجزيئية أثناء عملية الذوبان. لا يمكن لهذا التشكل غير المتوازن أن يعود فورًا إلى الشكل المتوازن المناسب للظروف البيئية عندما يتم تبريده وترسيخه. جوهر هذا التشكل غير المتوازن هو تشوه عالي المرونة قابل للانعكاس ، وعادة ما يتم تخزين التشوه عالي المرونة المجمد في المنتج البلاستيكي في شكل طاقة كامنة. في ظل ظروف مناسبة ، سيتحول هذا التشكل القسري غير المستقر إلى شكل حر ومستقر. تتحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية وتنطلق.
عندما لا تستطيع القوة بين السلاسل الجزيئية وقوة التشابك أن تصمد أمام هذه الطاقة الحركية ، فسيتم تدمير توازن الضغط الداخلي ، وستتعرض المنتجات البلاستيكية للتشقق والتشوه الناتج عن الإجهاد.
1. سبب الإجهاد الداخلي في البلاستيك
1. التوجه الداخلي للضغط
الضغط الداخلي للتوجيه هو نوع من الضغط الداخلي الناتج عن تجميد السلاسل الجزيئية المحاذاة في اتجاه التدفق أثناء عملية ملء التدفق والحفاظ على ضغط انصهار البلاستيك.
العملية التفصيلية لتوليد إجهاد التوجيه هي كما يلي: يزيد الذوبان بالقرب من جدار العداء من لزوجة الطبقة الخارجية للذوبان بسبب معدل التبريد السريع ، بحيث يكون معدل تدفق الذوبان في الطبقة الأساسية للتجويف كثيرًا أعلى من معدل تدفق الطبقة السطحية ، مما يؤدي إلى تعرض الطبقات لضغط القص ، مما يؤدي إلى الاتجاه على طول اتجاه التدفق.
إن ذوبان سلاسل الجزيئات الموجهة في المنتج البلاستيكي يعني أيضًا وجود تشوه عالي المرونة وقابل للانعكاس فيه ، وبالتالي فإن إجهاد الاتجاه هو القوة الداخلية لسلاسل الجزيئات الكبيرة التي تحاول الانتقال من التشكل الموجه إلى الشكل غير الموجه التشكل. عن طريق المعالجة الحرارية ، يمكن تقليل أو إزالة إجهاد التوجيه في المنتج البلاستيكي.
يصبح توزيع الضغط الداخلي للاتجاه للمنتجات البلاستيكية أصغر وأصغر من الطبقة السطحية إلى الطبقة الداخلية للمنتج ، ويتغير في القطع المكافئ.
2. تبريد الضغط الداخلي
الضغط الداخلي للتبريد هو نوع من الضغط الداخلي الناجم عن الانكماش غير المتكافئ أثناء التبريد وتشكيل المنتجات البلاستيكية أثناء معالجة الذوبان. خاصة بالنسبة للمنتجات البلاستيكية ذات الجدران السميكة ، فإن الطبقة الخارجية من المنتج البلاستيكي أولاً تبرد وتتصلب وتتقلص ، وقد تظل الطبقة الداخلية تذوب ساخنًا ، وبالتالي فإن الطبقة الأساسية ستحد من انكماش الطبقة السطحية ، مما يتسبب في الطبقة الأساسية أن تكون في حالة إجهاد انضغاطي ، بينما تكون الطبقة السطحية في حالة إجهاد انضغاطي. حالة إجهاد الشد.
يصبح توزيع الضغط الداخلي للتبريد للمنتج البلاستيكي أكبر وأكبر من الطبقة السطحية إلى الطبقة الداخلية للمنتج ، كما يتغير أيضًا في القطع المكافئ.
بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للمنتجات البلاستيكية ذات الإضافات المعدنية ، نظرًا لاختلاف معاملات التمدد الحراري للمعدن والبلاستيك اختلافًا كبيرًا ، فمن السهل تكوين ضغط داخلي مع انكماش غير متساوٍ.
بالإضافة إلى الإجهادين الداخليين المهمين المذكورين أعلاه ، هناك عدة أنواع من الضغوط الداخلية على النحو التالي: بالنسبة للمنتجات البلاستيكية البلورية ، يمكن أن تحدث الضغوط الداخلية أيضًا بسبب الاختلافات في التركيب البلوري وتبلور كل جزء من المنتج. بالإضافة إلى ذلك ، هناك ضغوط داخلية للتكوين وضغوط داخلية قابلة للتشكيل ، وما إلى ذلك ، ولكن نسبة الضغوط الداخلية صغيرة جدًا.
2. العوامل المؤثرة في الضغط الداخلي للبلاستيك
1. صلابة السلسلة الجزيئية
كلما زادت صلابة السلسلة الجزيئية ، زادت لزوجة الذوبان ، وسوء الحركة في السلسلة الجزيئية للبوليمر ، وبالتالي فإن استعادة التشوه المرن العالي القابل للانعكاس ضعيف ، ومن السهل توليد إجهاد داخلي متبقي. على سبيل المثال ، بعض البوليمرات التي تحتوي على حلقات البنزين في السلسلة الجزيئية ، مثل PC ، PPO ، PPS ، وما إلى ذلك ، يكون الضغط الداخلي للمنتجات المقابلة كبيرًا نسبيًا.
2. قطبية السلسلة الجزيئية
كلما زادت قطبية السلسلة الجزيئية ، زادت قوة الجذب المتبادل بين الجزيئات ، مما يزيد من صعوبة الحركة بين الجزيئات ويقلل من درجة استعادة التشوه المرن القابل للانعكاس ، مما يؤدي إلى إجهاد داخلي كبير متبقي. على سبيل المثال ، تحتوي بعض أنواع البلاستيك التي تحتوي على مجموعات قطبية مثل مجموعات الكربونيل ومجموعات الإستر ومجموعات النتريل في سلاسلها الجزيئية على ضغوط داخلية كبيرة نسبيًا في منتجاتها المقابلة.
3. تأثير العائق الجامد لمجموعات الاستبدال
كلما زاد حجم المجموعة البديلة الجانبية الجزيئية ، زاد عائق الحركة الحرة لسلسلة الجزيئات الكبيرة وزيادة الضغط الداخلي المتبقي. على سبيل المثال ، تحتوي مجموعة فينيل لمجموعة بدائل البوليسترين على حجم كبير ، وبالتالي فإن الضغط الداخلي لمنتجات البوليسترين كبير نسبيًا.
3. ثلاث طرق لاكتشاف الضغط الداخلي للأجزاء المصبوبة بالحقن
1. طريقة المذيبات
▶ الغمر بحمض الخليك
يجب أن يكون حمض الأسيتيك (CH3COOH) المستخدم أكثر من 95 بالمائة من حمض الأسيتيك ويجب ألا يتجاوز عدد الاستخدام المتكرر 10 اختبارات.
① اختبار الإجهاد السطحي: صب حمض الأسيتيك (حمض الأسيتيك الجليدي) في وعاء زجاجي ، واغمس المنتج تمامًا في حمض الأسيتيك لمدة 30 ثانية. بعد 30 ثانية ، أخرج العينة بمشابك واشطفها بالماء النظيف (يكفي ماء الصنبور) على الفور للتحقق مما إذا كان هناك أي تبييض وتشققات على سطح العينة.
الحكم: يجب ألا يكون هناك تشققات ، ويسمح للسطح أن يكون أبيض قليلاً.
② اختبار الإجهاد الداخلي: بعد تجفيف العينات التي اجتازت اختبار إجهاد السطح ، يتم غمرها تمامًا في حمض الأسيتيك لمدة دقيقتين. بعد دقيقتين ، أخرج العينة واشطفها بالماء النظيف (يكفي ماء الصنبور) على الفور ، وافحص العينة بحثًا عن البياض والتشققات.
الحكم: يجب ألا يكون هناك كسر ، ويسمح بتشققات طفيفة وتبييض السطح على المدخل.
▶ ميثيل إيثيل كيتون بالإضافة إلى طريقة الغمر بالأسيتون
اغمر الآلة بالكامل في مزيج 1: 1 من ميثيل إيثيل كيتون بالإضافة إلى الأسيتون عند 21 درجة مئوية ، أخرجها وجففها على الفور ، وافحصها وفقًا للطريقة المذكورة أعلاه.
المبدأ: وفقًا لظاهرة تكسير الضغط المتوسط ، أي بعد أن تخترق جزيئات المذيب إلى الجزيئات الكبيرة للراتنج ، تقل القوة المتبادلة بين الجزيئات. عندما يكون الضغط الداخلي كبيرًا ، تضعف القوة بين الجزيئات قبل الغمر ، وتضعف هذه الأماكن الضعيفة أكثر بعد الغمر ، مما يتسبب في حدوث تصدع ، ولن يتشقق المكان الذي يحتوي على ضغط داخلي صغير في وقت قصير.
لذلك ، يمكن تحديد حجم وموقع الضغط الداخلي للقطعة المطلية من وقت ودرجة التشقق على سطح القطعة المراد طلاؤها. وذلك لتحديد ما إذا كانت الأجزاء البلاستيكية مطلية بالكهرباء.
2. طريقة الصك
تضيء الأجزاء البلاستيكية بضوء مستقطب ، وتحلل قوة الضغط الداخلي اعتمادًا على كمية أشرطة الضوء الملونة. إنها مناسبة فقط للأجزاء الشفافة. الأدوات المطلوبة لطريقة الضوء المستقطب غالية الثمن ، والعملية معقدة ، والدقة ليست عالية ، لأن قطعة العمل لا تتغير بشكل كبير قبل وبعد المعالجة ، كما أن النطاقات الضوئية التي تظهر على النطاق الطيفي ليست بالضرورة هي التأثير من الإجهاد الداخلي ، مثل التموجات على سطح قطعة العمل. تؤثر على نتائج الاختبار.
هذه الطريقة ليس لها تأثير على أداء الأجزاء. إنه اختبار غير مدمر ، ويمكن أن تستمر الأجزاء التي تم اختبارها في الطلاء بالكهرباء واستخدامها.
3. طريقة التغيير المفاجئ لدرجة الحرارة
هذه الطريقة هي تبريد وتسخين الأجزاء البلاستيكية المراد طلاؤها بشكل متكرر ، وتقييم حجم الضغط الداخلي وفقًا للوقت الذي تظهر فيه الشقوق. إنها مناسبة لمختلف الأجزاء المصبوبة من البلاستيك. تعد المعدات المطلوبة لطريقة التغيير المفاجئ في درجة الحرارة بسيطة ، لكن وقت الاختبار أطول.
تعرضت الأجزاء البلاستيكية التي تم إصلاحها للتلف ولا يمكن استخدامها بشكل مستمر.
رابعا ، القضاء على الضغط الداخلي
على غرار المعادن ، يمكن للمنتجات البلاستيكية أيضًا أن تخفف جزءًا من الضغط من خلال عملية "التلدين" بعد تشكيلها مثل المعدن. هذا مجرد علاج للموقف الذي لا يمكن فيه تلبية عملية التصميم والجوانب الأخرى ، ولا يوصى به كطريقة روتينية.
هذا النهج له عدد من القيود:
1. بالنسبة لمواد تعبئة الألياف الزجاجية ، لا يمكن التخلص منها بشكل جيد.
2. يظهر الاختبار أنه بسبب انخفاض قوة المادة وانخفاض المقاومة الكيميائية للمادة أثناء عملية التسخين بعد التشكيل ، فمن الضروري التحكم في وقت التلدين لتجنب الفشل ؛
3. التسخين والتليين على المدى الطويل سيزيدان بشكل كبير من تكلفة المنتج النهائي.
4. أثناء عملية التلدين ، التسخين والتبريد مضمونان ليكونا مستقرين لتجنب الصدمة الحرارية الناتجة عن التبريد السريع والتسخين السريع.
