- •Лекция 1 Термомеханическое поведение полимерных материалов Понятие полимер, композиционный материал
- •Методы переработки полимерных материалов в изделия и полуфабрикаты
- •2.1. Методы без предварительного формирования пакета (заготовки)
- •2.2. Методы с предварительным формированием пакета (заготовки)
- •Виды наполнителей:
- •Сущность повышения прочности полимерной системы при её ориентации.
- •Термопласты и реактопласты.
- •Определение температурных параметров
- •Типовая конфигурация кривой для аморфных полимерных материалов (термопластов)
- •Параметры кристаллизации.
- •Сущность метода литья под давлением (лпд)
- •Последовательность работы литьевой машины
- •Виды технологических параметров.
- •Технологические параметры литьевой машины
- •Параметры литьевой машины по механизму запирания:
- •Механизм привода рабочих органов впрыска
- •Требования ориентации изделия относительно плоскости смыкания формы.
- •Случаи конструктивных ограничений
- •Виды брака при лпд
- •Недолив
- •Ухудшение качества поверхности.
- •Вздутие
- •Линии холодных спаев
- •Изменение цвета
- •Трещины.
- •Утяжины и раковины.
Линии холодных спаев
Методы устранения:
—повысить Тмц
—повысить скорость впрыска
—повысить Тф.
Конструктивные: изменить конструкцию изделия и место впуска (конструкцию формы) в направлении исключения ЛХС или изменение их расположения (вывести из зоны действия максимальных нагрузок в сфере эксплуатации).
Изменение цвета
(См. пункт «изменения качества поверхности»). Кроме того изменение цвета может быть в результате термодеструкции: если материал белый – становится жёлтым, если жёлтый – светло-коричневый, если светло-коричневый – тёмно-коричневый и т.д.
Методы устранения:
—снизить температуронагруженность путём изменения температуры, скоростного режима.
—Уменьшить количество порций материала в материальном цилиндре. Порция равна объёму отливки, т.к. с повышением количества порций повышается время нахождения материала в материальном цилиндре (в ожидании впрыска). Если это время станет больше индукционного периода термодеструкции возникнут ощутимые признаки термодеструкции, в том числе изменение цвета.
Увеличить гнёздность технологической оснастки
.
Такое мероприятие нерационально, т.к. изготовление новой оснастки требует больших вложений. Более рационально перейти на другую модификацию материального цилиндра, приобрести дополнительно. Ещё более рационально: смонтировать эту форму на литьевой машине с меньшим максимальным объёмом впрыска.
—Увеличить проходное сечение впускных литников.
Т.о. на появление брака в виде
изменения цвета и на процессы
термодеструкции влияют как температурные
параметры, так и временные (время выдержки
при высокой температуре). В этом смысле
появляются температурно-временная
суперпозиция термомеханического
поведения
,
т.е. взаимовлияния температуры и времени.
В общем случае существует
температурно-временная + силовая
суперпозиция. Это значит, что давление
(силовой фактор) также может накладывать
влияние на температурно-временную
суперпозицию. Высокие давления сближают
макромолекулы и могут изменить Тд
в сторону больших температур. Как
известно, критические температуры,
вызывающие мгновенно ощутимые признаки
термодеструкции, является характерная
температура Тд.
при других температурах, более низких
ощутимые признаки термодеструкции
наступают через определённое время –
это время, по истечению которого
проявляются ощутимые признаки
термодеструкции называются индукционным
периодом термодеструкции.
Ощутимые признаки, имеются в виду признаки, которые можно определить с помощью существующей измерительной техники.
Теоретически индукционный период термодеструкции можно определить из выражения:
α – const
е – основа натурального логарифма
u – энергия активации
R – универсальная газовая постоянная
T – температура.
Отсюда видно, что процесс
термодеструкции протекает всегда (при
всех температурах), однако скорость
термодеструкции зависит от температуры
(чем выше температура, тем
меньше).
|
Рис. 1 Зависимость индукционного периода термодеструкции от температуры.
|
Энергия активации в общем смысл какого-либо процесса в какой-либо системе является минимально-необходимая энергия, подводимая к данной системе, достаточная для получения одного элементарного акта данного процесса. (элементарный акт – разрыв 1 химической связи). В данном случае энергия активации термодеструкции (процесс) в структуре полимеры (системы) есть минимально-необходимая энергия достаточная для разрыва 1 самой слабой химической связи (элементарный акт).
Постоянные α и u не всегда известны, т.к. неизвестна когезионная энергия химических связей того или иного материала. В особенности содержащего систему функциональных добавок и наполнителей.
Экспериментальное определение τинд = f (T) проводят посредством измерения коэффициента эффективной вязкости η при различных температурах и временах для этих температур. Этот коэффициент является наиболее структурочувствительным по отношению к разрыву макромолекул. Чем интенсивнее разрыв, тем меньше молекулярная масса, тем легче перемещения молекулы друг относительно друга, тем больше скорость сдвига γ при данном напряжении сдвига, реализуемого посредством приложения давления к расплаву.
