Разлика между Tg и Tm при леене под налягане на пластмаса

Какво е преходна температура (Tg)?

Температура на встъкляване (Tg) се отнася до точката, в която полимер преминава от твърдо и стъкловидно състояние в меко и гумено състояние. Над Tg полимерите стават гъвкави и показват някои характеристики на течливост. Под тази температура те са по-твърди и по-малко гъвкави.

Фактори, влияещи върху Tg

Няколко фактора могат да повлияят на Tg в полимерите.

Молекулно тегло е ключов фактор; по-високите молекулни тегла често водят до по-високи стойности на Tg. Междумолекулни сили също играят роля. По-силните сили затрудняват движението на полимерните вериги, повишавайки Tg.

Пластификатори може да се добави за понижаване на Tg. Те улесняват плъзгането на веригите една покрай друга. От друга страна, добавянето на пълнители може да увеличи Tg чрез ограничаване на движението. Термичната история също има значение. Ако полимерът е бил нагряван и охлаждан много пъти, Tg може да се промени.

Какво е температура на топене (Tm)?

Когато нагреете полимер, кристалните области се превръщат от твърдо състояние в течно състояние. Този процес на топене се случва при температурата на топене (Tm). Тази температура се различава при различните материали поради кристалната структура и силата на свързване в полимера. В кристалните полимери тези модели са по-подредени, което води до рязка точка на топене.

Влияние на молекулното тегло и структура

Молекулното тегло на полимера значително влияе върху температурата му на топене. Полимерите с високо молекулно тегло обикновено имат по-висока Tm. Причината е, че по-голямото молекулно тегло увеличава заплитането на веригата, което прави по-трудно движението и стопяването на веригите.

Молекулярната структура също играе роля. Линейните полимери може да имат по-отчетлив Tm от разклонените поради плътно опаковани вериги. Кристално съвършенство и подравняването на веригата също влияят върху Tm, като по-доброто подравняване води до по-високи температури.

Разликата между Tg и Tm

Как Tg и Tm определят полимерните категории

Термопласти срещу термореактивни материали: Tg и Tm помагат да се разграничат тези категории. Термопластите имат както Tg, така и Tm и могат да бъдат променяни многократно при нагряване. Термореактивните пластове обаче се напречно свързват при високи температури, определяйки формата, когато изстинат. Те показват Tg, но не и типичен Tm, защото не се топят.

Кристалност и свойства: Полимерите с висока кристалност имат ясен, остър Tm и като цяло по-висока механична якост. Тези с по-високо аморфно съдържание имат забележима Tg и по-голяма гъвкавост, но по-ниска структурна твърдост.

Tg и Tm в производството на матрици

Температурата на встъкляване (Tg) и температурата на топене (Tm) са критични параметри в процесите на леене под налягане и леене под налягане, тъй като те пряко влияят върху условията на обработка и качеството на крайния продукт. Ако температурата на обработка е под Tg, полимерът остава твърд и чуплив, което води до ограничена гъвкавост и повишен риск от счупване по време на процеса на формоване. Това може да доведе до дефекти като пукнатини или непълно запълване на кухината на формата, което в крайна сметка компрометира целостта на формованите части.

За разлика от това, Tm задава максималната температура, необходима за пълното стопяване на полимера, като гарантира, че материалът може да тече правилно в кухината на формата. Ако температурата превиши Tm, полимерът може да се разгради или разложи, което води до лоши свойства на материала и дефекти в крайния продукт.

Когато температурата на обработка е близо или надвишава Tg, свойствата на материала могат да се променят значително. Полимерът става по-гъвкав, което позволява по-добра деформация без счупване, което подобрява характеристиките на потока и улеснява пълненето на сложни форми. Повишените температури обаче могат също да въведат нови механизми на разграждане, като термично окисляване или разкъсване на веригата, което може да повлияе отрицателно на цялостното качество на формованите части, включително тяхната механична якост и термична стабилност.

Ефектите на Tg и Tm се простират отвъд температурите на обработка, за да повлияят на времето за охлаждане и циклите на операцията по формоване. Когато температурата се доближи до Tg по време на охлаждане, материалът преминава от гумено състояние в стъкловидно състояние, което може да повлияе на скоростта на охлаждане и времето на цикъла. Ако охлаждането е твърде бързо, това може да доведе до вътрешни напрежения или изкривяване на крайния продукт. Обратно, ако времето за охлаждане се удължи, това може да позволи по-добра кристализация в полукристални полимери, подобрявайки техните механични свойства.

Освен това Tg и Tm влияят на различни свойства на материала по време на обработка, включително топлопроводимост, оптична чистота и механични характеристики. Например, полимерите, обработени над Tg, обикновено показват подобрени термични и механични свойства, тъй като могат по-добре да поемат напреженията, наложени по време на формоването. Това е особено важно при приложения, при които крайният продукт е подложен на механични натоварвания или термични цикли.

Критичните параметри на обработка, повлияни от Tg и Tm, включват скорост на инжектиране, температура на стената на формата, налягане на опаковане и ориентация на влакната в композитните материали. Тези параметри трябва да бъдат внимателно контролирани, за да се осигури правилен поток на материала, да се поддържат желаните физически свойства и да се постигне постоянно качество на частта. Например, необходима е оптимална скорост на впръскване, за да се запълни ефективно матрицата, без да се причиняват дефекти като къси изстрели или прекомерна светкавица.

Съображенията за надеждност също подчертават важността на контрола на температурата. Превишаването на Tg по време на обработка може да въведе нови механизми на повреда, като повишена крехкост или намалена устойчивост на удар, което може да повлияе неблагоприятно както на електрическите, така и на механичните свойства на формованите части. Това от своя страна оказва влияние върху дългосрочната надеждност и производителност на крайния продукт, особено при взискателни приложения.

Tg на обикновени пластмасови материали за леене под налягане

Следната таблица изброява температурите на встъкляване (Tg) в градуси по Целзий за различни пластмасови материали за леене под налягане:

Сътрудничество с Moldie

От концепция до производство, мухъл предлага услуги от край до край, включително проектиране на части, създаване на прототипи, дизайн на матрици и широкомащабно производство.

Ние имаме:

– Усъвършенствано производство на пластмасови шприцформи
– Решения за прецизно леене под налягане
– Услуги по шприцване по поръчка
– Експертно проектиране и инженеринг на матрици
– Пълни OEM/ODM услуги

Независимо дали имате нужда от сложни автомобилни компоненти или прецизни промишлени части, Moldie осигурява превъзходство с всеки проект. Нашата най-модерна работилница и опитен екип гарантират, че вашите производствени нужди са посрещнати с безкомпромисно качество и ефективност.