Տարբերությունը Tg-ի և Tm-ի միջև պլաստիկ ներարկման համաձուլվածքներում

2025-01-31

Ի՞նչ է անցումային ջերմաստիճանը (Tg):

Ապակու անցման ջերմաստիճան (Tg) վերաբերում է այն կետին, որտեղ պոլիմերը կոշտ և ապակյա վիճակից անցնում է փափուկ և ռետինե վիճակի: Tg-ի վերևում պոլիմերները դառնում են ճկուն և ցույց են տալիս հոսքի որոշ բնութագրեր: Այս ջերմաստիճանից ցածր նրանք ավելի կոշտ են և ավելի քիչ ճկուն:

Tg-ի վրա ազդող գործոններ

Մի քանի գործոններ կարող են ազդել պոլիմերներում Tg-ի վրա:

Մոլեկուլային քաշը առանցքային գործոն է; ավելի բարձր մոլեկուլային կշիռները հաճախ հանգեցնում են բարձր Tg արժեքների: Միջմոլեկուլային ուժեր նույնպես դեր խաղալ. Ավելի ուժեղ ուժերը դժվարացնում են պոլիմերային շղթաների շարժը՝ բարձրացնելով Tg-ը:

Պլաստիկացնողներ կարող է ավելացվել Tg-ն իջեցնելու համար: Դրանք հեշտացնում են շղթաների համար միմյանց կողքով սահելը: Մյուս կողմից, լցոնիչների ավելացումը կարող է մեծացնել Tg-ը՝ սահմանափակելով շարժումը: Ջերմային պատմությունը նույնպես կարևոր է: Եթե պոլիմերը բազմիցս տաքացվել և սառչվել է, Tg-ն կարող է տեղաշարժվել:

Ի՞նչ է հալման ջերմաստիճանը (Tm):

Երբ տաքացնում եք պոլիմերը, բյուրեղային շրջանները պինդ վիճակից վերածվում են հեղուկ վիճակի։ Այս հալման գործընթացը տեղի է ունենում հալման ջերմաստիճանում (Tm): Այս ջերմաստիճանը տարբերվում է նյութերից՝ պոլիմերի ներսում բյուրեղային կառուցվածքի և կապի ամրության պատճառով: Բյուրեղային պոլիմերներում այս նախշերը ավելի դասավորված են, ինչը հանգեցնում է հալման կտրուկ կետի:

Մոլեկուլային քաշի և կառուցվածքի ազդեցությունը

Պոլիմերի մոլեկուլային քաշը մեծապես ազդում է դրա հալման ջերմաստիճանի վրա: Բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող պոլիմերները սովորաբար ունեն ավելի բարձր Tm: Պատճառն այն է, որ ավելի մեծ մոլեկուլային քաշը մեծացնում է շղթայի խճճվածությունը, ինչը դժվարացնում է շղթաների շարժվելն ու հալվելը:

Մոլեկուլային կառուցվածքը նույնպես դեր է խաղում: Գծային պոլիմերները կարող են ավելի հստակ Tm ունենալ, քան ճյուղավորվածները՝ սերտորեն փաթեթավորված շղթաների պատճառով: Բյուրեղյա կատարելություն և շղթայի հավասարեցումը նույնպես ազդում է Tm-ի վրա, իսկ ավելի լավ դասավորվածությունը հանգեցնում է ավելի բարձր ջերմաստիճանների:

Տարբերությունը Tg-ի և Tm-ի միջև

Բնութագրական	Ապակու անցման ջերմաստիճան (Tg)	Հալման ջերմաստիճան (Tm)
Փոփոխության տեսակը	Երկրորդ կարգի անցում առանց փուլային փոփոխության; փոխվում է միայն ֆիզիկական գույքը	Առաջին կարգի փուլային անցում պինդից հեղուկի
Նյութի տեսակը	Հանդիպում է միայն ամորֆ և կիսաբյուրեղային նյութերում	Հանդիպում է բյուրեղային նյութերում
Պետական փոփոխություն	Ապակու վիճակ՝ ռետինե վիճակ՝ առանց փուլափոխության	Պինդ փուլից հեղուկ փուլ
Մոլեկուլային կառուցվածք	Մոլեկուլային դասավորության ոչ մի փոփոխություն; մնում է ամորֆ	Բյուրեղային կառուցվածքի ամբողջական քայքայումը
Հետադարձելիություն	Լիովին շրջելի գործընթաց	Շրջելի փուլային փոփոխություն
Ջերմաստիճանի միջակայք	Ընդհանրապես տեղի է ունենում Tm-ից ցածր ջերմաստիճաններում	Սովորաբար Tg-ից բարձր
Ազդող Գործոններ	- Պոլիմերի քիմիական կառուցվածքը - Մոլեկուլային քաշը - Պլաստիկացուցիչի պարունակությունը - Ճկունություն	- Ճնշում - Քիմիական կապ - Մոլեկուլների ձևը և չափը - Մոլեկուլային փաթեթավորում
Չափման մեթոդ	Սովորաբար չափվում է դիֆերենցիալ սկանավորման կալորիմետրիայի միջոցով	Չափվում է հատուկ ճնշման տակ (սովորաբար ստանդարտ ճնշում)
Արդյունաբերական նշանակություն	Կարևոր է պոլիմերների մշակման և կիրառման մեջ	Կարևոր է նյութի ընտրության և մշակման համար
Ֆիզիկական վիճակ	Նյութը մնում է ամուր, բայց դառնում է ճկուն/ռետինե	Նյութը ամբողջությամբ վերածվում է հեղուկի
Էներգիայի փոփոխություն	Ներառում է աստիճանական փափկեցում	Ներառում է ամբողջական փուլային փոխակերպում
Դիմումի ազդեցությունը	Որոշում է նյութի ճկունությունը և մշակման պայմանները	Որոշում է նյութի ջերմակայունությունը և մշակման սահմանները
Կախվածությունը ջեռուցման արագությունից	Ավելի զգայուն է ջեռուցման արագության փոփոխությունների նկատմամբ	Ավելի քիչ զգայուն է ջեռուցման արագության փոփոխությունների նկատմամբ

Ինչպես են Tg-ն և Tm-ը սահմանում պոլիմերային կատեգորիաները

Թերմոպլաստիկներ ընդդեմ թերմոսետների. Tg-ն և Tm-ն օգնում են տարբերակել այս կատեգորիաները: Թերմոպլաստիկները ունեն և՛ Tg, և՛ Tm և կարող են մի քանի անգամ վերափոխվել տաքացման ժամանակ: Թերմոսետները, սակայն, խաչաձեւ կապակցվում են բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ սահմանելով ձևը, երբ սառչում են: Նրանք ցուցադրում են Tg, բայց ոչ բնորոշ Tm, քանի որ չեն հալվում:

Բյուրեղություն և հատկություններ. Բարձր բյուրեղություն ունեցող պոլիմերներն ունեն հստակ, սուր Tm և ընդհանուր առմամբ ավելի բարձր մեխանիկական ուժ: Ավելի բարձր ամորֆ պարունակություն ունեցողներն ունեն նկատելի Tg և ավելի մեծ ճկունություն, բայց ավելի ցածր կառուցվածքային կոշտություն:

Tg և Tm կաղապարների պատրաստման մեջ

Ապակու անցման ջերմաստիճանը (Tg) և հալման ջերմաստիճանը (Tm) կարևոր պարամետրեր են ներարկման ձևավորման և ձուլման գործընթացներում, քանի որ դրանք ուղղակիորեն ազդում են մշակման պայմանների և վերջնական արտադրանքի որակի վրա: Եթե մշակման ջերմաստիճանը Tg-ից ցածր է, պոլիմերը մնում է կոշտ և փխրուն, ինչը հանգեցնում է սահմանափակ ճկունության և կաղապարման գործընթացում կոտրվելու ռիսկի բարձրացմանը: Սա կարող է հանգեցնել այնպիսի թերությունների, ինչպիսիք են ճաքերը կամ կաղապարի խոռոչի թերի լցոնումը, որն ի վերջո վտանգում է կաղապարված մասերի ամբողջականությունը:

Ի հակադրություն, Tm-ը սահմանում է առավելագույն ջերմաստիճանը, որն անհրաժեշտ է պոլիմերի ամբողջական հալման համար՝ ապահովելով, որ նյութը կարող է պատշաճ կերպով հոսել կաղապարի խոռոչ: Եթե ջերմաստիճանը գերազանցում է Tm-ը, պոլիմերը կարող է քայքայվել կամ քայքայվել՝ հանգեցնելով նյութի վատ հատկությունների և վերջնական արտադրանքի թերությունների:

Երբ մշակման ջերմաստիճանը մոտ է կամ գերազանցում է Tg-ին, նյութի հատկությունները կարող են զգալիորեն փոխվել: Պոլիմերն ավելի ճկուն է դառնում՝ թույլ տալով ավելի լավ դեֆորմացիա՝ առանց կոտրվելու, ինչը մեծացնում է հոսքի բնութագրերը և հեշտացնում կաղապարների բարդ ձևավորումների լցոնումը: Այնուամենայնիվ, բարձր ջերմաստիճանը կարող է նաև ներդնել քայքայման նոր մեխանիզմներ, ինչպիսիք են ջերմային օքսիդացումը կամ շղթայի կտրումը, ինչը կարող է բացասաբար ազդել կաղապարված մասերի ընդհանուր որակի վրա, ներառյալ դրանց մեխանիկական ուժը և ջերմային կայունությունը:

Tg-ի և Tm-ի ազդեցությունը տարածվում է մշակման ջերմաստիճանից դուրս՝ ազդելու ձուլման գործողության սառեցման և ցիկլի ժամանակների վրա: Քանի որ ջերմաստիճանը մոտենում է Tg-ին սառեցման ժամանակ, նյութը ռետինե վիճակից անցնում է ապակյա վիճակի, ինչը կարող է ազդել հովացման արագության և ցիկլի ժամանակի վրա: Եթե սառեցումը չափազանց արագ է, դա կարող է հանգեցնել ներքին սթրեսների կամ վերջնական արտադրանքի աղավաղման: Ընդհակառակը, եթե սառեցման ժամանակը երկարացվի, դա կարող է թույլ տալ ավելի լավ բյուրեղացում կիսաբյուրեղային պոլիմերներում՝ բարձրացնելով դրանց մեխանիկական հատկությունները:

Բացի այդ, Tg-ն և Tm-ն ազդում են նյութերի տարբեր հատկությունների մշակման ընթացքում, ներառյալ ջերմային հաղորդունակությունը, օպտիկական հստակությունը և մեխանիկական կատարումը: Օրինակ, Tg-ից բարձր մշակված պոլիմերները սովորաբար ցուցաբերում են բարելավված ջերմային և մեխանիկական հատկություններ, քանի որ դրանք կարող են ավելի լավ տեղավորել ձուլման ժամանակ առաջացած լարումները: Սա հատկապես կարևոր է այն ծրագրերում, որտեղ վերջնական արտադրանքը ենթարկվում է մեխանիկական բեռների կամ ջերմային ցիկլերի:

Tg-ի և Tm-ի ազդեցության տակ մշակման կարևոր պարամետրերը ներառում են ներարկման հոսքի արագությունը, կաղապարի պատի ջերմաստիճանը, փաթեթավորման ճնշումը և մանրաթելերի կողմնորոշումը կոմպոզիտային նյութերում: Այս պարամետրերը պետք է մանրակրկիտ վերահսկվեն՝ ապահովելու նյութի պատշաճ հոսքը, պահպանելու ցանկալի ֆիզիկական հատկությունները և հասնելու մասերի հետևողական որակին: Օրինակ, ներարկման օպտիմալ հոսքի արագությունը անհրաժեշտ է կաղապարն արդյունավետորեն լցնելու համար՝ առանց թերությունների առաջացնելու, ինչպիսիք են կարճ կրակոցները կամ ավելորդ բռնկումը:

Հուսալիության նկատառումները նաև ընդգծում են ջերմաստիճանի վերահսկման կարևորությունը: Վերամշակման ընթացքում Tg-ի գերազանցումը կարող է առաջացնել խափանման նոր մեխանիզմներ, ինչպիսիք են փխրունության բարձրացումը կամ ազդեցության դիմադրության նվազեցումը, ինչը կարող է բացասաբար ազդել ձևավորված մասերի ինչպես էլեկտրական, այնպես էլ մեխանիկական հատկությունների վրա: Սա, իր հերթին, ազդում է վերջնական արտադրանքի երկարաժամկետ հուսալիության և կատարողականի վրա, հատկապես պահանջկոտ ծրագրերում:

Ընդհանուր պլաստիկ ներարկման համաձուլվածքների Tg

Հետևյալ աղյուսակում թվարկված են ապակու անցման ջերմաստիճանները (Tg) Ցելսիուսի աստիճաններով տարբեր պլաստիկ ներարկման ձուլման նյութերի համար.

Նյութ	Tg (°C)
Ընդհանուր նշանակության պոլիստիրոլ (GPPS)	100
Բարձր խտության պոլիէթիլեն (HDPE)	-120
Հեղուկ բյուրեղյա պոլիմեր (LCP)	120
Հեղուկ սիլիկոնե ռետին (LSR)	-125
Պոլիկարբոնատ (PC)	145
Պոլիեթերթերկետոն (PEEK)	140
Պոլիեթերիմիդ (PEI)	210
Պոլիմեթիլ մետակրիլատ (PMMA)	90
Պոլիպրոպիլեն (Ատակտիկա) (PP)	-20
Պոլիֆենիլեն Սուլֆոն (PPSU)	90
Պոլիսուլֆոն (PSU)	190
Սինդիոտակտիկ պոլիստիրոլ (SPS)	100

Tm ընդհանուր ներարկման համաձուլվածքների նյութեր

Նյութ	Tm (°C)
Պոլիէթիլեն (PE)	120-130
Պոլիպրոպիլեն (PP)	160-170
Պոլիվինիլ քլորիդ (PVC)	75-105
Պոլիստիրոլ (PS)	240
Պոլիկարբոնատ (PC)	260
Ակրիլոնիտրիլ բութադիեն ստիրեն (ABS)	220-240
Նեյլոն 6 (պոլիամիդ 6)	220
Նեյլոն 66 (Պոլիամիդ 66)	260
Պոլիեթերթերկետոն (PEEK)	343
Հեղուկ բյուրեղյա պոլիմեր (LCP)	350-400
Թերմոպլաստիկ էլաստոմեր (TPE)	230-260

Համագործակցություն Moldie-ի հետ

Հայեցակարգից մինչև արտադրություն, բորբոս առաջարկում է վերջնական ծառայություններ, ներառյալ մասերի դիզայնը, նախատիպերը, կաղապարների ձևավորումը և լայնածավալ արտադրությունը:

Մենք ունենք.

– Ընդլայնված պլաստիկ ներարկման կաղապարի պատրաստում
- Ճշգրիտ ձուլման լուծումներ
- Պատվերով ներարկման ձուլման ծառայություններ
- Փորձագիտական կաղապարների նախագծում և ճարտարագիտություն
- Ամբողջական OEM/ODM ծառայություններ

Անկախ նրանից, թե ձեզ անհրաժեշտ են ավտոմոբիլային բարդ բաղադրիչներ կամ ճշգրիտ արդյունաբերական մասեր, Moldie-ն գերազանցություն է մատուցում յուրաքանչյուր նախագծի հետ: Մեր ժամանակակից արհեստանոցը և փորձառու թիմը երաշխավորում են, որ ձեր արտադրական կարիքները բավարարվում են անզիջում որակով և արդյունավետությամբ: