Kako izboljšati mehanske lastnosti polnjene plastike #Plastični granulat #Ekstruder za plastiko #Peletiranje elastomera

Dodatek polnil lahko pozitivno vpliva na mehanske lastnosti matrične smole, lahko pa ima tudi negativne učinke. Mehanske lastnosti polnjenih plastik vključujejo predvsem elastični modul, natezno trdnost, raztezek pri pretrgu, udarno trdnost, upogibno trdnost itd.

Elastični modul

Na splošno je elastični modul smole nizek. Tudi poliester in poliamid z višjim elastičnim modulom imata le 2.5 % do 10 % elastičnega modula kovine. Elastični modul polnil je mnogokrat večji od elastičnega modula ... polimeri, zato bo dodatek polnil povečal elastični modul polnjenih plastik.

Na splošno velja, da polnila z velikimi delci manj povečajo elastični modul polnilnega sistema. Če pa so navpične in vodoravne dimenzije delcev polnila relativno velike, kot so na primer luskasta in vlaknasta polnila, se elastični modul polnilnega sistema znatno poveča.

Natezna trdnost

V polnjenih plastikah je polnilo dispergirana faza, ki je razdeljena na neprekinjeno fazo, sestavljeno iz matrične smole. Površina matrične smole na območju sile mora biti manjša kot pri materialu, sestavljenem iz čiste smole. Pod delovanjem zunanje sile se matrična smola zlahka odstrani s površine delcev polnila. Ko se raztegne, je natezna trdnost polnjene plastike nižja kot pri sistemu čiste smole.

Pod vplivom natezne napetosti se matrica odtrga od površine delcev polnila, kar ustvari drobne votline. Zrak v votlinah ima drugačen lomni količnik od okoliškega materiala, barva materiala pa bo videti bolj bela kot prvotni material, kar je pojav beljenja zaradi napetosti. Večji kot so delci polnila, manjša je verjetnost, da se bodo delci deformirali skupaj z matrično smolo, in bolj očiten bo pojav beljenja zaradi napetosti.

Vendar pa nimajo vsi polnilni sistemi nižje natezne trdnosti kot matrična smola. Površinsko obdelano ultrafino polnilo poveča kontaktno površino med polnilom in smolo ter izboljša oprijem med polnilom in matrično smolo. Pod vplivom natezne napetosti se lahko delci polnila premikajo in deformirajo skupaj z matrično smolo, kar poveča efektivni prečni prerez, ki omogoča odpornost na zunanje obremenitve, in znatno izboljša natezno trdnost polnilnega sistema, ki je celo višja od natezne trdnosti matrice. Oprijem med polietilenom in polnili je slab, vendar se matrica lahko pri raztezanju orientira okoli delcev polnila, zato lahko večina polnil poveča natezno trdnost polietilena. Poleg tega lahko polnila z veliko površino v obliki kosmičev ali vlaken prav tako znatno izboljšajo natezno trdnost polnjenega sistema.

Raztezek pri pretrganju

Ker je večina polnil, zlasti anorganska mineralna polnila, sama po sebi toga in se ne deformirajo pod vplivom zunanjih sil, se je raztezek pri pretrgu polnjenih plastik zmanjšal. Vendar pa je bilo v testu ugotovljeno, da je raztezek pri pretrgu polnjene plastike včasih večji, ko je odmerek polnila manjši od 5 % in je velikost delcev polnila majhna. To je lahko posledica nizke koncentracije. To je zato, ker se drobni delci polnila lahko premikajo skupaj z matrico. Količina polnila je enaka, manjša kot je velikost delcev polnila, večji je raztezek pri pretrgu.

Trdnost upogibanja

Upogibna trdnost polnjenih plastik se zmanjšuje z naraščanjem vsebnosti polnila. Ploščata polnila ali polnila, modificirana s spojnimi sredstvi, lahko izboljšajo upogibno trdnost polnjenih plastik.

Trajna deformacija vpliva na dimenzijsko stabilnost plastičnih izdelkov. Prisotnost polnil zmanjša trajno deformacijo polnjene plastike.

Udarna trdnost

Udarna trdnost je pomemben kazalnik učinkovitosti plastični materialiV matrici so delci polnila nagnjeni k koncentraciji napetosti. Hkrati se togo polnilo pri obremenitvi ne deformira, kar pomeni, da ne more prekiniti razpok ali ustvariti srebrnih razpok, ki bi absorbirale energijo udarca. Zato se krhkost polnjene plastike poveča, odpornost proti udarcu pa se zmanjša. Tudi modifikacija polnila igra pomembno vlogo pri doseganju številnih koristi, hkrati pa poslabša lastnosti materiala.

Na splošno velja, da ko je količina polnila velika, to vpliva na kontinuiteto matrice in tvori številne točke koncentracije napetosti, kar zmanjša udarno trdnost polnjene plastike. Vezna trdnost med polnilom in matrico je visoka, kar lahko izboljša udarno trdnost. Ker se udarna napetost porazdeli po večji površini, pravokotni na udarno napetost, se lahko izboljša udarna trdnost vlaknato ojačane plastike. Dodatek gume ali termoplastičnega elastomera plastiki za povečanje žilavosti plastike z mešanjem lahko izboljša udarno odpornost. Teorija o utrjevanju s togimi delci, razvita v zadnjih letih, meni, da lahko uporaba neelastomernih delcev izboljša udarno trdnost materiala, ne da bi pri tem žrtvovala elastični modul materiala.

Trdnost na trganje in tlačna trdnost

Trdna trdnost je v glavnem namenjena filmom in ploščam. Določa jo širjenje razpok. Površinska obdelava polnil je potrebna za izboljšanje vezi med polnili in polimeri.

Površinska obdelava polnil lahko prav tako pomaga izboljšati tlačno trdnost materiala. Polnjenje s fleksibilnimi polnili, kot je lesni prah, bo povzročilo zmanjšanje tlačne trdnosti materiala. Pri termoplastih lahko dodajanje polnil z majhnim razmerjem stranic poveča tlačno trdnost.