Plastiline sisepinge viitab teatud tüüpi sisemisele pingele, mida tekitavad sellised tegurid nagu makromolekulaarsete ahelate orientatsioon ja jahutamise kokkutõmbumine plasti sulatamise ajal.
Sisepinge olemus on sulamisprotsessi käigus makromolekulaarse ahela poolt moodustatud tasakaalustamata konformatsioon. See tasakaalustamata konformatsioon ei saa pärast jahutamist ja tahkumist kohe tagasi pöörduda keskkonnatingimustele sobiva tasakaalustatud konformatsiooni juurde. Selle tasakaalustamata konformatsiooni olemus on pöörduv kõrgeelastne deformatsioon ja külmutatud kõrge elastsusega deformatsioon salvestatakse tavaliselt potentsiaalse energia kujul plasttootesse. Sobivates tingimustes muutub see sunnitud ebastabiilne konformatsioon vabaks ja stabiilseks konformatsiooniks. Potentsiaalne energia Muutub kineetiliseks energiaks ja vabaneb.
Kui makromolekulaarsete ahelate ja takerdumisjõu vaheline jõud ei suuda sellele kineetilisele energiale vastu pidada, hävib sisemine pinge tasakaal ning plasttoodetel tekib pingepragunemine ja deformatsioon.
1. Plasti sisepinge põhjus
1. Orienteerumise sisepinge
Orientatsiooni sisepinge on teatud tüüpi sisemine pinge, mis tekib voolusuunas joondatud makromolekulaarsete ahelate külmumisel voolu täitmise ja plastsulami rõhu säilitamise protsessis.
Orientatsioonipinge tekitamise üksikasjalik protsess on järgmine: jooksva seina lähedal olev sulatis suurendab kiire jahutuskiiruse tõttu sulandi välimise kihi viskoossust, nii et sulatise voolukiirus süvendi südamikukihis on palju suurem. suurem kui pinnakihi voolukiirus, mille tulemusena kihid on allutatud nihkepingele, mille tulemuseks on orientatsioon piki voolusuunda.
Orienteeritud makromolekulaarsete ahelate sulamine plasttootes tähendab ka seda, et selles on lõdvestamata pöörduv kõrgeelastne deformatsioon, seega on orientatsioonipinge makromolekulaarsete ahelate sisemine jõud, mis üritab orienteeritud konformatsioonilt orienteerimata konformatsioonile üle minna. konformatsioon. Kuumtöötlemise abil saab plasttoote orientatsioonipinget vähendada või kõrvaldada.
Plasttoodete orientatsiooni sisemine pingejaotus muutub aina väiksemaks pinnakihist toote sisekihini ning muutub paraboolis.
2. Jahutav sisepinge
Jahutussisemine pinge on teatud tüüpi sisepinge, mis tekib plasttoodete jahutamisel ja sulatustöötlemisel tekkinud ebaühtlasest kokkutõmbumisest. Eriti paksuseinaliste plasttoodete puhul plasttoote välimine kiht jahtub esmalt, tahkub ja kahaneb ning sisemine kiht võib siiski olla kuumsulam, nii et põhikiht piirab pinnakihi kokkutõmbumist, põhjustades südamikukihi. olla survepinge seisundis, samal ajal kui pinnakiht on survepinge seisundis. Tõmbepinge seisund.
Plasttoote jahutava sisepinge jaotus muutub järjest suuremaks pinnakihist toote sisekihini ning muutub ka paraboolis.
Lisaks on metallist sisetükkidega plasttoodete puhul, kuna metalli ja plasti soojuspaisumistegurid on väga erinevad, ebaühtlase kokkutõmbumisega lihtne tekitada sisepingeid.
Lisaks ülaltoodud kahele olulisele sisepingele on sisepingeid mitut tüüpi järgmiselt: Kristallplasttoodete puhul võivad sisepinged tekkida ka toote iga osa kristallstruktuuri ja kristallilisuse erinevuste tõttu. Lisaks on konfiguratsiooni sisepinged ja vormist lahtivõtmise sisepinged jne, kuid sisepingete osakaal on väga väike.
2. Plastide sisepinget mõjutavad tegurid
1. Molekulaarahela jäikus
Mida suurem on molekulaarahela jäikus, seda suurem on sulamisviskoossus ja polümeeri molekulaarahela halb liikuvus, mistõttu on pöörduva kõrge elastse deformatsiooni taastumine halb ja sisemist jääkpinget on lihtne tekitada. Näiteks mõnedel polümeeridel, mis sisaldavad molekulaarahelas benseeniringe, nagu PC, PPO, PPS jne, on vastavate toodete sisepinge suhteliselt suur.
2. Molekulaarahela polaarsus
Mida suurem on molekulaarahela polaarsus, seda suurem on molekulide vastastikuse tõmbejõud, mis raskendab molekulide vahel liikumist ja vähendab pöörduva elastse deformatsiooni taastumise astet, mille tulemuseks on suur sisemine jääkpinge. Näiteks on mõnel plastitüübil, mis sisaldab oma molekulaarsetes ahelates polaarseid rühmi, nagu karbonüülrühmad, esterrühmad ja nitriilrühmad, vastavates toodetes suhteliselt suured sisepinged.
3. Asendusrühmade steeriline takistusefekt
Mida suurem on makromolekulaarse kõrvalasendusrühma maht, seda suurem on takistus makromolekulaarse ahela vabale liikumisele ja sisemise jääkpinge suurenemisele. Näiteks polüstüreeni asendusrühma fenüülrühmal on suur maht, seega on polüstüreenitoodete sisepinge suhteliselt suur.
3. Kolm võimalust survevaludetailide sisemise pinge tuvastamiseks
1. Lahusti meetod
▶Äädikhappe sukeldamine
Kasutatav äädikhape (CH3COOH) peab sisaldama rohkem kui 95 protsenti äädikhapet ja korduvate kasutuste arv ei tohi ületada 10 katset.
①Pinna stressitest: valage äädikhape (jää-äädikhape) klaasanumasse ja kastke toode 30 sekundiks täielikult äädikhappesse. 30 sekundi pärast võtke proov klambritega välja ja loputage kohe puhta veega (piisab kraaniveest), et kontrollida, kas proovi pinnal ei ole pleegitamist ja pragusid.
Otsus: pragusid ei tohi olla ja pind võib olla kergelt valkjas.
②Sisemine koormustest: pärast pinna stressitesti läbinud proovide kuivatamist kastetakse need 2 minutiks täielikult äädikhappesse. 2 minuti pärast võtke proov välja ja loputage koheselt puhta veega (piisab kraaniveest) ning kontrollige proovi valkjasuse ja pragude suhtes.
Otsus: ei tohi olla purunemisi ning sisetükil on lubatud väikesed praod ja pinna valgenemine.
▶Metüületüülketooni ja atsetooni sukeldamise meetod
Kastke kogu masin täielikult metüületüülketooni ja atsetooni 1:1 segusse temperatuuril 21 kraadi Celsiuse järgi, võtke see välja ja kuivatage kohe ning kontrollige ülaltoodud meetodil.
Põhimõte: Keskmise pinge pragunemise nähtuse kohaselt, st pärast lahusti molekulide tungimist vaigu makromolekulidesse, väheneb molekulide vastastikune jõud. Seal, kus sisepinge on suur, nõrgeneb molekulidevaheline jõud enne sukeldamist ja need nõrgestatud kohad nõrgenevad pärast sukeldamist veelgi, põhjustades pragunemist ja väikese sisepingega koht ei lähe lühikese aja jooksul pragunema.
Seetõttu saab plaaditava detaili sisemise pinge suuruse ja asukoha määrata plaaditava detaili pinnal tekkinud pragunemise aja ja astme järgi. Et teha kindlaks, kas plastosad on galvaniseeritud.
2. Instrument meetod
Valgustage plastosad polariseeritud valgusega ja analüüsige sisemise pinge tugevust sõltuvalt värviliste valgusribade hulgast. See sobib ainult läbipaistvate osade jaoks. Polariseeritud valguse meetodi jaoks vajalikud instrumendid on kallid, operatsioon on keeruline ja täpsus ei ole kõrge, kuna toorik ei muutu oluliselt enne ega pärast töötlemist ning spektriribale ilmuvad valgusribad ei pruugi olla mõjutajaks sisepinge, nagu lainetus tooriku pinnal. mõjutada testi tulemusi.
See meetod ei mõjuta osade jõudlust. See on mittepurustav test ja testitud osi saab jätkata galvaniseerimisega ja kasutamist.
3. Temperatuuri äkilise muutuse meetod
See meetod seisneb plaaditavate plastosade korduvas jahutamises ja kuumutamises ning sisepinge suuruse hindamises pragude tekkimise aja järgi. See sobib erinevate plastist vormitud osade jaoks. Äkilise temperatuurimuutuse meetodi jaoks vajalik varustus on lihtne, kuid katseaeg on pikem.
Kapitaalremondi tehtud plastosad on kahjustatud ja neid ei saa pidevalt kasutada.
Neljandaks, sisemise stressi kõrvaldamine
Sarnaselt metallile võivad plasttooted ka pärast metalli vormimist "lõõmutamise" protsessi kaudu osaliselt pinget leevendada. See on vaid abinõu olukorra jaoks, kus projekteerimisprotsessi ja muid aspekte ei saa rahuldada, ning seda ei soovitata tavameetodina.
Sellel lähenemisviisil on mitmeid piiranguid:
1. Klaaskiust täitematerjalide puhul ei saa seda hästi eemaldada;
2. Katse näitab, et materjali tugevuse vähenemise ja materjali keemilise vastupidavuse vähenemise tõttu kuumutamisprotsessis pärast vormimist on vaja kontrollida lõõmutamise aega, et vältida rikkeid;
3. Pikaajaline kuumutamine ja lõõmutamine suurendab oluliselt lõpptoote maksumust;
4. Lõõmutamisprotsessi ajal on kuumutamine ja jahutamine garanteeritud stabiilseks, et vältida kiirest jahutamisest ja kiirest kuumutamisest põhjustatud termilist šokki.
