آیا روش‌های آزمایش چقرمگی پلاستیک‌های بازیافتی اصلاح‌شده را می‌دانید؟

پلاستیک‌های اصلاح‌شده، به پلاستیک‌های عمومی و پلاستیک‌های مهندسی اشاره دارند که بر اساس پر کردن، ترکیب، تقویت و سایر روش‌های پردازش محصولات پلاستیکی اصلاح‌شده برای بهبود عملکرد بازدارندگی شعله، استحکام، مقاومت در برابر ضربه، چقرمگی و سایر جنبه‌ها ساخته شده‌اند.

امروزه، پلاستیک‌های اصلاح‌شده نقش مهم و فزاینده‌ای در زندگی ملی ایفا می‌کنند، به‌ویژه در بخش‌های خودرو و لوازم خانگی، جایی که نقشی غیرقابل جایگزین دارند. برای انواع مختلففناوری پلاستیک‌های اصلاح‌شده، سخت شدن پلاستیک توسط دانشگاهیان و صنعت مورد مطالعه و تمرکز قرار گرفته است، زیرا سختی ماده اغلب نقش تعیین کننده ای در کاربرد محصول دارد. در این مقاله، ایستگاه اطلاعات بازیافت چند نکته در مورد سخت شدن پلاستیک توضیح خواهد داد.

هر چه ماده سفت‌تر باشد، احتمال تغییر شکل آن کمتر است و هر چه ماده شکل‌پذیرتر باشد، احتمال تغییر شکل آن بیشتر است.

چقرمگی، برخلاف سختی، خاصیتی است که سهولت تغییر شکل یک جسم را نشان می‌دهد. هرچه ماده سفت‌تر باشد، احتمال تغییر شکل آن کمتر و هرچه شکل‌پذیرتر باشد، احتمال تغییر شکل آن بیشتر است.

به طور کلی، هرچه صلبیت بیشتر باشد، سختی، استحکام کششی، مدول کششی (مدول یانگ)، استحکام خمشی و مدول خمشی ماده بیشتر است؛ برعکس، هرچه چقرمگی بیشتر باشد، ازدیاد طول در نقطه شکست و استحکام ضربه نیز بیشتر است.

استحکام ضربه، قدرت یک نمونه یا قطعه برای تحمل ضربه است و اغلب به طور کلی به عنوان مقدار انرژی جذب شده توسط یک نمونه قبل از شکستن تعریف می‌شود. استحکام ضربه بسته به شکل نوار، روش آزمایش و شرایط نمونه، مقادیر متفاوتی دارد و بنابراین نمی‌توان آن را به عنوان یک ویژگی اساسی مواد طبقه‌بندی کرد.

نتایج به دست آمده از روش‌های مختلف آزمون ضربه قابل مقایسه نیستند.

روش‌های آزمایش ضربه بر اساس دمای آزمایش بسیار زیاد هستند: ضربه در دمای اتاق، ضربه در دمای پایین و ضربه در دمای بالا، سه روش؛ بر اساس حالت تنش نمونه، می‌توان آن را به ضربه خمشی - ضربه تیر ساده و تیر کنسول، ضربه کششی، ضربه پیچشی و ضربه برشی تقسیم کرد؛ بر اساس انرژی مورد استفاده و تعداد ضربات، می‌توان آن را به ضربه با انرژی زیاد و ضربه با انرژی کم در چندین بار آزمایش تقسیم کرد. مواد مختلف یا کاربردهای مختلف می‌توانند روش‌های آزمایش ضربه متفاوتی را انتخاب کنند و نتایج متفاوتی به دست آورند که قابل مقایسه نیستند.

مکانیسم سخت شدن پلاستیک و عوامل مؤثر بر آن، تجزیه و تحلیل و خلاصه شده است.
با همه به اشتراک بگذارید!

۵. نظریه نوار-برش نقره‌ای

در سیستم‌های ترکیبی از پلاستیک‌های سخت‌شده با لاستیک، نقش ذرات لاستیک دوگانه است.
از یک طرف، به عنوان مرکز تمرکز تنش عمل می‌کند و تعداد زیادی خطوط نقره‌ای و نوارهای برشی را در ماتریس القا می‌کند.
از سوی دیگر، توسعه الگوی نقره‌ای به گونه‌ای کنترل می‌شود که بدون ایجاد ترک مخرب، به موقع خاتمه یابد.

میدان تنش در انتهای نوار نقره‌ای می‌تواند یک نوار برشی ایجاد کند که نوار نقره‌ای را خاتمه می‌دهد. همچنین از توسعه دانه نقره هنگامی که به داخل نوار برشی امتداد می‌یابد، جلوگیری می‌کند. تولید و توسعه مقادیر زیادی نقره‌ای شدن و نوارهای برشی در حین اعمال تنش به ماده، مقدار زیادی انرژی مصرف می‌کند و در نتیجه باعث افزایش چقرمگی ماده می‌شود. نقره‌ای شدن از نظر ماکروسکوپی به عنوان یک پدیده سفید شدن تنشی آشکار می‌شود، در حالی که نوارهای برشی با ایجاد گلویی ظریف همراه است که در زیرلایه‌های پلاستیکی مختلف متفاوت است.

برای مثال، چقرمگی ماتریس HIPS کوچک است، دانه‌های نقره‌ای دارد، سفید شدن تحت تنش، حجم دانه‌های نقره‌ای افزایش می‌یابد، ابعاد عرضی اساساً بدون تغییر است، هیچ گردنه ظریفی در کشش وجود ندارد؛ PVC سفت شده، چقرمگی ماتریس بزرگ است، تسلیم عمدتاً ناشی از نوار برشی است، یک گردنه ظریف وجود دارد، سفید شدن تحت تنش وجود ندارد؛ HIPS/PPO، دانه‌های نقره‌ای، نوار برشی با نسبت قابل توجهی اشغال شده است، پدیده گردنه ظریف و سفید شدن تحت تنش همزمان وجود دارد.

۲. عوامل مؤثر بر اثر سفت‌کنندگی پلاستیک‌ها

(1) تحقیقات روی خواص رزین ماتریس نشان می‌دهد که بهبود چقرمگی رزین ماتریس منجر به بهبود اثر چقرمگی پلاستیک چقرمگی شده می‌شود و بهبود چقرمگی رزین ماتریس را می‌توان از طریق روش‌های زیر به دست آورد.

وزن مولکولی رزین پایه را افزایش دهید تا توزیع وزن مولکولی باریک‌تر شود؛ با کنترل تبلور یا عدم تبلور، اندازه و شکل بلور، چقرمگی را بهبود بخشید. به عنوان مثال، عوامل هسته‌زا به PP اضافه می‌شوند تا سرعت تبلور را افزایش داده و اندازه دانه را اصلاح کنند و در نتیجه چقرمگی شکست را بهبود بخشند.

(2) خواص و دوز مواد سفت کننده

الف. تأثیر اندازه ذرات فاز پراکنده عامل سخت‌کننده - برای پلاستیک‌های سخت‌شده الاستومری، بهترین مقدار اندازه ذرات فاز پراکنده الاستومر بسته به ویژگی‌های رزین پایه متفاوت است. به عنوان مثال، بهترین مقدار اندازه ذرات لاستیک در HIPS برابر با 0.8-1.3μm، بهترین اندازه ذرات ABS حدود 0.3μm و بهترین اندازه ذرات ABS اصلاح‌شده با PVC حدود 0.1μm است.
ب. تأثیر دوز عامل سخت‌کننده - یک مقدار بهینه برای مقدار عامل سخت‌کننده‌ای که باید اضافه شود وجود دارد که به پارامتر فاصله ذرات مربوط می‌شود.
ج. تأثیر دمای انتقال شیشه‌ای عامل سفت‌کننده - به‌طورکلی هرچه دمای انتقال شیشه‌ای الاستومر پایین‌تر باشد، اثر سفت‌کنندگی بهتر است.
د. تأثیر استحکام پیوند بین سطحی چقرمه‌کننده با رزین زمینه - تأثیر استحکام پیوند بین سطحی بر اثر چقرمه‌سازی از سیستمی به سیستم دیگر متفاوت است.
ه. تأثیر ساختار چقرمه‌ساز الاستومر - مربوط به نوع الاستومر، درجه پیوند عرضی و غیره

(3) پیوند بین دو فاز، پیوند خوبی بین دو فاز ایجاد می‌کند که می‌تواند باعث انتقال مؤثر تنش بین فازها شود و در نتیجه انرژی بیشتری مصرف کند، عملکرد کلی ماکروپلاستیک بهتر می‌شود، به خصوص مقاومت ضربه‌ای که بیشترین بهبود را به همراه دارد. کوپلیمریزاسیون پیوندی و کوپلیمریزاسیون بلوکی روش‌های معمول افزایش نیروی پیوند بین دو فاز هستند، تفاوت آنها در این است که آنها از طریق سنتز شیمیایی به هم پیوند شیمیایی می‌دهند، مانند کوپلیمرهای پیوندی HIPS و ABS و کوپلیمرهای بلوکی SBS و پلی اورتان.

برای اینکه عوامل سفت‌کننده، پلاستیک‌ها را سفت کنند، این یک روش ترکیب فیزیکی است، اما اصل کار یکسان است. سیستم ترکیب ایده‌آل باید دو جزء داشته باشد که هر دو تا حدی سازگار باشند و هر کدام به یک فاز تبدیل شوند، یک لایه رابط بین فازها وجود داشته باشد، در لایه رابط دو زنجیره مولکولی پلیمری، یک گرادیان غلظت واضح وجود داشته باشد، با افزایش سازگاری بین اجزای مخلوط، به طوری که آنها نیروی پیوند خوبی داشته باشند و سپس انتشار انتشار رابط را افزایش داده و ضخامت لایه رابط را افزایش دهند. این فناوری کلیدی برای سفت کردن پلاستیک‌ها و تهیه آلیاژهای پلیمری است - فناوری سازگاری پلیمر!