Ako zlepšiť mechanické vlastnosti plneného plastu #Plastový granulát #Plastový extrudér #Peletizácia elastomérov

Pridanie plnív môže viesť k priaznivým zmenám mechanických vlastností matricovej živice, ale môže mať aj nepriaznivé účinky. Medzi mechanické vlastnosti plnených plastov patrí najmä modul pružnosti, pevnosť v ťahu, predĺženie pri pretrhnutí, rázová húževnatosť, pevnosť v ohybe atď.

Modul pružnosti

Modul pružnosti živice je vo všeobecnosti nízky. Dokonca aj polyester a polyamid s vyšším modulom pružnosti majú iba 2.5 % až 10 % modulu pružnosti kovu. Modul pružnosti plnív je mnohonásobne väčší ako modul pružnosti... polyméry, takže pridanie plnív zvýši modul pružnosti plnených plastov.

Vo všeobecnosti plnivá s veľkými časticami menej zvyšujú modul pružnosti plniaceho systému. Avšak, keď sú vertikálne a horizontálne rozmery častíc plniva relatívne veľké, ako napríklad vločkové a vláknité plnivá, modul pružnosti plniaceho systému sa výrazne zvýši.

Pevnosť v ťahu

V plnených plastoch je plnivo dispergovaná fáza, ktorá je rozdelená na súvislú fázu zloženú z matricovej živice. Plocha matricovej živice na silovej sekcii musí byť menšia ako plocha materiálu zloženého z čistej živice. Pôsobením vonkajšej sily sa matricová živica ľahko odstráni z povrchu častíc plniva. Keď sa odtrhne, pevnosť v ťahu plneného plastu je nižšia ako pevnosť v ťahu čistého živicového systému.

Pôsobením ťahového napätia sa matrica odtrhne od povrchu častíc plniva, čím vzniknú drobné dutiny. Vzduch v dutinách má odlišný index lomu od okolitého materiálu a farba materiálu sa bude javiť belšia ako pôvodný materiál, čo je jav bielenia v dôsledku napätia. Čím väčšia je veľkosť častíc plniva, tým je menej pravdepodobné, že sa častice deformujú spolu s matricovou živicou a tým zreteľnejší bude jav bielenia v dôsledku napätia.

Nie všetky plniace systémy však majú nižšiu pevnosť v ťahu ako matricová živica. Povrchovo upravené ultrajemné plnivo zväčšuje kontaktnú plochu medzi plnivom a živicou a zlepšuje priľnavosť medzi plnivom a matricovou živicou. Pri pôsobení ťahového napätia sa častice plniva môžu pohybovať a deformovať spolu s matricovou živicou, čo zvyšuje efektívny prierez, aby odolala vonkajšiemu zaťaženiu, a výrazne zlepšuje pevnosť v ťahu plniaceho systému, dokonca viac ako je pevnosť v ťahu matrice. Priľnavosť medzi polyetylénom a plnivami je slabá, ale keď sa matrica natiahne, môže sa orientovať okolo častíc plniva, takže väčšina plnív môže zvýšiť pevnosť v ťahu polyetylénu. Okrem toho, vločkové alebo vláknité plnivá s vysokou povrchovou plochou môžu tiež výrazne zlepšiť pevnosť v ťahu plneného systému.

Predĺženie prestávky

Pretože väčšina plnív, najmä samotné anorganické minerálne plnivá, sú tuhé a nedeformujú sa pôsobením vonkajších síl, predĺženie pri pretrhnutí plnených plastov sa znížilo. V teste sa však zistilo, že keď je dávka plniva menšia ako 5 % a veľkosť častíc plniva je malá, predĺženie pri pretrhnutí plneného plastu je niekedy vyššie ako predĺženie pri pretrhnutí samotnej matricovej živice. To môže byť spôsobené nízkou koncentráciou. Je to preto, že jemné častice plniva sa môžu pohybovať spolu s matricou. Množstvo plniva je rovnaké, čím menšia je veľkosť častíc plniva, tým vyššie je predĺženie pri pretrhnutí.

Pevnosť v ohybe

Pevnosť v ohybe plnených plastov sa znižuje so zvyšujúcim sa obsahom plniva. Plnivá v tvare dosiek alebo plnivá modifikované spojovacími činidlami môžu zlepšiť pevnosť v ohybe plnených plastov.

Trvalá deformácia ovplyvňuje rozmerovú stabilitu plastových výrobkov. Prítomnosť plnív znižuje trvalú deformáciu plneného plastu.

Sila nárazu

Rázová húževnatosť je dôležitým ukazovateľom výkonu plastové materiályV matrici sú častice plniva náchylné na koncentráciu napätia. Zároveň sa tuhé plnivo pri namáhaní nedeformuje, to znamená, že nemôže ukončiť trhliny ani vytvoriť strieborné trhliny na absorbovanie energie nárazu. Preto sa zvyšuje krehkosť plneného plastu a znižuje sa odolnosť voči nárazu. Aj to hrá dôležitú úlohu pri dosahovaní viacerých výhod pri súčasnom zhoršovaní vlastností materiálu. Modifikácia plniva zohráva dôležitú úlohu pri dosahovaní viacerých výhod pri súčasnom zhoršovaní vlastností materiálu.

Všeobecne povedané, keď je množstvo výplne veľké, ovplyvňuje to kontinuitu matrice a vytvára veľa bodov koncentrácie napätia, čo znižuje rázovú húževnatosť plneného plastu; pevnosť spoja medzi plnivom a matricou je vysoká, čo môže zlepšiť rázovú húževnatosť; pretože vláknité plnivo môže rázové napätie rozložiť na väčšiu plochu kolmú na rázové napätie, môže sa zlepšiť rázová húževnatosť vláknami vystužených plastov; pridanie gumy alebo termoplastického elastoméru do plastu na zvýšenie húževnatosti plastu zmiešaním môže zlepšiť odolnosť proti nárazu. Teória spevňovania tuhými časticami vyvinutá v posledných rokoch sa domnieva, že použitie neelastomérnych častíc môže zlepšiť rázovú húževnatosť materiálu bez toho, aby sa obetoval modul pružnosti materiálu.

Pevnosť v roztrhnutí a pevnosť v tlaku

Pevnosť v roztrhnutí sa týka najmä fólií a dosiek. Je určená rozširovaním trhlín. Na zlepšenie spojovacích vlastností medzi plnivami a polymérmi je potrebná povrchová úprava plnív.

Povrchová úprava plnív môže tiež pomôcť zlepšiť pevnosť materiálu v tlaku. Plnenie flexibilnými plnivami, ako je napríklad drevná moučka, spôsobí zníženie pevnosti materiálu v tlaku. V termoplastoch môže pridanie plnív s malým pomerom strán zvýšiť pevnosť v tlaku.