เกี่ยวกับคุณสมบัติของพลาสติก

วัสดุเทอร์โมพลาสติกสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: อสัณฐานและกึ่งผลึก โพลีเมอร์อสัณฐานเป็นวัสดุที่มีความโปร่งใสโดยเนื้อแท้และเป็นเกรดที่ไม่ได้รับการเสริมกำลังส่วนใหญ่ โพลีเมอร์กึ่งผลึกมีความทึบแสงและมักจะผสมกับสารเติมแต่งบางอย่างเช่นเส้นใยแก้วแร่ธาตุและตัวดัดแปลงแรงกระแทก พอลิเมอร์ประสิทธิภาพสูงพิเศษนำเสนอคุณสมบัติของวัสดุที่สูงขึ้นในสนามและสามารถเป็นได้ทั้งแบบอสัณฐานหรือกึ่งผลึก พวกเขามักจะถูกกำหนดโดยประสิทธิภาพโดยรวมที่เหนือกว่า

คุณสมบัติทั่วไป

เมื่อเลือกพลาสติกประสิทธิภาพสูงสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจธรรมชาติของพลาสติกคุณสมบัติและวิธีการทดสอบที่สอดคล้องกัน เฉพาะกับความรู้นี้คุณจะสามารถประเมินจุดแข็งและข้อ จำกัด ของเรซินเฉพาะเพื่อพิจารณาว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันของคุณหรือไม่ การสนทนาต่อไปนี้จะช่วยให้วิศวกรออกแบบไม่คุ้นเคยกับพลาสติกเพื่อทำความเข้าใจและชื่นชมความสำคัญของความรู้นี้ในกระบวนการเลือกวัสดุ มันไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อครบถ้วนสมบูรณ์และมีจุดประสงค์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงเบื้องต้นเท่านั้น

คุณสมบัติทางความร้อน

ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ของวัสดุที่อุณหภูมิสูงมักเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับนักออกแบบ คุณสมบัติทางความร้อนเป็นจุดอ้างอิงสำหรับสองด้านที่สำคัญของประสิทธิภาพของวัสดุในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง แง่มุมแรกคือเอฟเฟกต์การอ่อนตัวทันทีที่ความร้อนมอบให้กับพลาสติก ผลกระทบนี้ จำกัด อุณหภูมิแวดล้อมที่พลาสติกสัมผัสแม้ว่าจะเป็นระยะเวลาสั้น ๆ เท่านั้น แง่มุมที่สองคือเสถียรภาพทางความร้อนในระยะยาวของวัสดุ เนื่องจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติของวัสดุจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจถึงผลกระทบของสภาพแวดล้อมความร้อนระยะยาวต่อคุณสมบัติของวัสดุที่มีความสำคัญในการประยุกต์ใช้ของคุณ

อุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อน (HDT) เป็นการวัดสัมพัทธ์ของความสามารถของพลาสติกในการทำงานภายใต้โหลดอุณหภูมิสูง ที่อุณหภูมินี้และโหลด 1.8 MPa ตัวอย่างจะสร้างการเสียรูปที่เฉพาะเจาะจง เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุดจะต้องต่ำกว่าอุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อน 5-10 องศา

ดัชนีความร้อนสัมพัทธ์ (RTI) เป็นการวัดสัมพัทธ์ของความสามารถของพลาสติกในการทำงานต่อไปที่อุณหภูมิสูง ดัชนีถูกกำหนดให้เป็นอุณหภูมิที่วัสดุเก็บรักษาคุณสมบัติที่ระบุไว้ 50% หลังจากการสัมผัสกับอากาศ 100,000 ชั่วโมง ค่าของดัชนีความร้อนสัมพัทธ์ที่กำหนดในคู่มือนี้ขึ้นอยู่กับการเก็บรักษาความต้านทานแรงดึง ดัชนีความร้อนสัมพัทธ์ (RTI) สามารถใช้เป็นพื้นฐานอนุรักษ์นิยมเมื่อพิจารณาอุณหภูมิการใช้งานต่อเนื่องสูงสุด สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้เวลาน้อยลงแผ่นข้อมูลที่มีค่า RTI เป็นเวลา 5,000 และ 10,000 ชั่วโมงตามคำขอ

อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของแก้ว (TG) คืออุณหภูมิที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติของพอลิเมอร์และพอลิเมอร์เปลี่ยนจากแก้วเป็นเข้าไปในสถานะยาง สำหรับโพลีเมอร์อสัณฐานอุณหภูมินี้โดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อนประมาณ 10∶ และมักจะใช้เป็นขีด จำกัด อุณหภูมิสูงสุดสำหรับการใช้วัสดุระยะสั้น พอลิเมอร์กึ่งผลึกจะสูญเสียความแข็งแกร่งบางส่วนเมื่อถึงอุณหภูมินี้ แต่ยังคงคุณสมบัติที่ให้บริการไว้ใต้จุดหลอมเหลวของวัสดุ

จุดหลอมเหลว (TM) คืออุณหภูมิที่ภูมิภาคผลึกภายในพอลิเมอร์กึ่งผลึก จุดหลอมเหลวมักจะแสดงถึงอุณหภูมิส่วนบนที่แน่นอนซึ่งพอลิเมอร์กึ่งผลึกยังคงอยู่ในรูปแบบที่เป็นของแข็ง

คุณสมบัติเชิงกล

เนื่องจากแอปพลิเคชันส่วนใหญ่จะอยู่ภายใต้การโหลดเชิงกลในระดับหนึ่งจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในวัสดุภายใต้อิทธิพลของการโหลด วิศวกรออกแบบมักจะเปลี่ยนความสามารถในการรับน้ำหนักหรือการเสียรูปของส่วนประกอบภายใต้โหลดโดยการเปลี่ยนแปลงความหนาของหน้าตัด ความต้านทานแรงดึงสามารถวัดได้โดยกระบวนการแก้ไขปลายด้านหนึ่งของชิ้นงานและโหลดในอัตราที่เฉพาะเจาะจงที่ปลายอีกด้านหนึ่งจนกว่าชิ้นงานจะให้ผลหรือแตก

การยืดตัวเป็นการวัดจำนวนตัวอย่างที่สามารถยืดได้ก่อนที่จะให้ผลหรือแตก การยืดตัวสูงบ่งชี้ว่าวัสดุนั้นยากและเหนียว การยืดตัวต่ำมักจะบ่งบอกถึงวัสดุที่แข็งและเปราะ วัสดุเสริมเส้นใยแก้วโดยทั่วไปจะมีการยืดตัวต่ำเนื่องจากการเพิ่มเส้นใยแก้วดังนั้นค่าการยืดตัวที่ต่ำจึงไม่ได้บ่งบอกถึงความเปราะบางเสมอไป โมดูลัสโค้งงอสามารถวัดได้โดยการโหลดกลางของชิ้นงานที่รองรับสองจุด โมดูลัสนี้ถูกกำหนดให้เป็นความชันของเส้นโค้งความเครียด/ความเครียดและเป็นตัวบ่งชี้ที่มีประโยชน์ของความแข็งหรือความแข็ง

เมื่อทำการเปรียบเทียบวัสดุยิ่งความต้านทานแรงดึงของวัสดุสูงขึ้นเท่าใดความหนาของส่วนที่ต้องการก็จะยิ่งมีขนาดเล็กลง ในทำนองเดียวกันยิ่งโมดูลัสดัดงอของวัสดุสูงขึ้นเท่าใดความหนาของส่วนที่ต้องการก็จะลดลงสำหรับการเสียรูปเดียวกัน สำหรับบางแอปพลิเคชั่น cross-section อาจเป็นความหนาที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เนื่องจากการปฏิบัติจริงของกระบวนการฉีดขึ้นรูปและความแข็งแรงสัมพัทธ์อาจไม่ได้รับการพิจารณา ความต้านทานต่อแรงกระแทกสามารถนิยามได้อย่างกว้างขวางว่าเป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหักเมื่อถูกกระแทกโดยวัตถุหรือหล่นลงบนพื้นผิวที่แข็ง ผลกระทบของ IZOD เป็นวิธีการทดสอบที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการประเมินคุณสมบัติของวัสดุนี้และสามารถทำได้โดยใช้แถบรอยบากหรือไม่มีการตัด

ผลลัพธ์ของการทดสอบผลกระทบของ Izod ที่ไม่มีใครไม่ได้เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของความต้านทานต่อแรงกระแทกที่แท้จริงของวัสดุ ผลของ NB บ่งชี้ว่าชิ้นงานไม่ได้ทำลายภายใต้เงื่อนไขการทดลอง การทดสอบแรงกระแทกของ Izod ที่มีรอยบากใช้เพื่อตรวจจับแนวโน้มของวัสดุที่จะแตกเมื่อพื้นผิวมีรอยขีดข่วนหรือรอยบาก วัสดุที่มีค่า Izod ที่ไม่ได้รับการบดสูงและค่า IZOD ที่มีรอยบากต่ำบ่งบอกถึงวัสดุที่ยากที่มีความไวสูง เมื่อพิจารณาถึงการใช้วัสดุประเภทนี้เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องให้รัศมีที่ใหญ่ที่สุดที่เป็นไปได้ในทุกมุม

คุณสมบัติไฟฟ้า

พลาสติกส่วนใหญ่เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ระบุไว้ที่นี่ - ความแข็งแรงของอิเล็กทริกความต้านทานปริมาตรและความต้านทานพื้นผิว - ให้ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับความสามารถของวัสดุในการทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้า เกรดวัสดุที่มีคาร์บอนไฟเบอร์หรือผงคาร์บอนจำนวนมากโดยทั่วไปไม่เหมาะสำหรับการใช้งานประเภทนี้ เมื่อออกแบบชิ้นส่วนพลาสติกที่มีฟังก์ชั่นหลักคือฉนวนไฟฟ้าจะต้องพิจารณาคุณสมบัติทางไฟฟ้าอื่น ๆ จำนวนมากก่อนที่จะเลือกวัสดุในที่สุด

คุณสมบัติทั่วไป

การลดน้ำหนักเป็นตัวขับเคลื่อนหลักสำหรับการใช้งานจำนวนมากที่ใช้พลาสติกแทนโลหะ แรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงความหนาแน่นของเรซินที่หารด้วยความหนาแน่นของน้ำสามารถใช้ในการประเมินน้ำหนักของชิ้นส่วน วัสดุที่มีแรงโน้มถ่วงเฉพาะต่ำสุดจะสร้างส่วนที่เบาที่สุด แรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงยังส่งผลกระทบต่อต้นทุนวัสดุของชิ้นส่วน บนพื้นฐานของน้ำหนักต่อหน่วยสามารถสร้างชิ้นส่วนได้มากขึ้นจากวัสดุที่มีแรงโน้มถ่วงเฉพาะที่ต่ำกว่าจากวัสดุที่มีแรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงสูงกว่า

การดูดซึมน้ำสามารถวัดได้โดยการชั่งน้ำหนักส่วนก่อนและหลังการสัมผัสกับน้ำ 24 ชั่วโมง การดูดซับน้ำอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในขนาดและคุณสมบัติของวัสดุและวัสดุที่แตกต่างกันได้รับผลกระทบในรูปแบบที่แตกต่างกัน ในขณะที่การดูดซับน้ำต่ำเป็นที่ต้องการควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับผลของการดูดซึมน้ำต่อคุณสมบัติของวัสดุแทนที่จะพิจารณาเพียงปริมาณน้ำที่ถูกดึงเข้ามา

ความเข้ากันได้ทางเคมี

การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมทางเคมีมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุและสำหรับการใช้งานเฉพาะแต่ละแอปพลิเคชันความเข้ากันได้ของวัสดุกับสารเคมีในสภาพแวดล้อมของการใช้งานที่เป็นของการทดสอบ เกรดความเข้ากันได้ทางเคมีมีการระบุไว้ในคู่มือนี้ด้วยความหวังว่าจะสร้างความคิดว่าสารเคมีชนิดใดที่เข้ากันได้กับวัสดุประเภทใดและวัสดุประเภทใดที่พวกเขาอาจเข้ากันไม่ได้ เกรดเหล่านี้ได้รับมอบหมายตามการเปิดรับแสงเป็นเวลานานและวัสดุบางอย่างที่กำหนดเป็นเกรดที่ต่ำกว่าอาจเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีเวลาเปิดรับแสงสั้นลง การผสมผสานทางเคมี/วัสดุบางอย่างที่จัดว่าเหนือกว่าอาจไม่เหมาะสำหรับรีเอเจนต์อุณหภูมิระดับความเครียดและการรวมกันของวัสดุ

การแปรรูปและการผลิต

คุณสมบัติที่ระบุไว้ที่นี่แสดงให้เห็นถึงช่วงของอุณหภูมิการประมวลผลที่จำเป็นสำหรับวัสดุแต่ละประเภท ข้อมูลอุณหภูมิละลายและแม่พิมพ์สามารถช่วยในการเลือกอุปกรณ์ประมวลผล ค่าการหดตัวของการขึ้นรูปที่ระบุไว้

วิธีการทดสอบมาตรฐานและอาจไม่เกี่ยวข้องกับบางส่วนเฉพาะ อย่างไรก็ตามค่านี้มีค่าในการเปรียบเทียบวัสดุเพื่อช่วยตรวจสอบว่าแม่พิมพ์ที่ใช้ในการขึ้นรูปวัสดุหนึ่งสามารถใช้ในการหล่อวัสดุอื่นและสร้างส่วนหนึ่งของขนาดเดียวกัน

อัตราการไหลของการหลอมละลายใช้เพื่ออธิบายลักษณะของพลาสติกอสัณฐานของเราและค่าเหล่านี้สะท้อนให้เห็นว่าการไหลของวัสดุนั้นง่ายเพียงใด เมื่อเปรียบเทียบอัตราการไหลเวียนของพลาสติกอสัณฐานที่นำเสนอโดยผู้ผลิตรายอื่นเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาว่าอุณหภูมิและภาระที่ใช้ในการทดสอบของพวกเขาสอดคล้องกับที่เราใช้หรือไม่ เราได้แสดงรายการการประมวลผลทั่วไปของแต่ละประเภทของผลิตภัณฑ์ภายในแต่ละสายผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ของเราได้รับการประมวลผลโดยการฉีดขึ้นรูป แต่บางเกรดของแผ่นโปรไฟล์และรูปร่างอื่น ๆ สามารถประมวลผลได้โดยการอัดขึ้นรูป แผ่นงานที่อัดแน่นสามารถเป็นเทอร์โมฟอร์ม การผลิตสารเคลือบและภาพยนตร์สามารถทำได้โดยวิธีการประมวลผลโซลูชัน