Krympe rør

Varmekrympeslange er et termopolymerprodukt, der krymper i alle retninger, når det opvarmes. Effekten anvendes i teknikken til isolering af loddet, aftageligt og andre elektriske forbindelser.

historie opfindelse krympeflex

shrinkable rør fremstillet af polymerer der er i stand til reversibelt ved opvarmning blive flydende eller viskøs tilstand. Disse er hovedsageligt polyolefiner:

1. Polyethylen;
2. polypropylen;
3. Polyvinylchlorid( halogenerede polyolefiner).

Og andre materialer indgår i gruppen af ​​termoplast. Polyolefiner betragtes som kædepolymerer af strukturformål. En karakteristisk mangel på litteratur om emnet, selvom PVC diskuteres som en grundlæggende løsning til plastvinduer, gennemføres miljøkonsekvensstudier. Men om krympe materialer bog kan ikke findes på internettet.

Det er kendt, at Judson Douglas Wetmore, en ingeniør fra Rachem, i 1962 - specifikt den 23. juli opfandt et varmekrympeslange som en del af en tredjepartsundersøgelse. Tre år senere blev US3396460 A erklæret og modtager sandsynligvis en andel fra hver produceret enhed. Opfinderen har placeret sin egen afkom som en metode til at kombinere polymerstrukturer. Han skrev, at når det opvarmes, smelter røret og dækker tæt på den del der er indsat indeni.

Judson hævder, at han blev inspireret af en opfindelse dateret 1936( US2027962 A).Det vedrører udelukkende termoplast. Forfatteren har opfundet en ny produktionsmetode ved hjælp af stoffer, der, når de opvarmes, ændrer formen let. Og i en lang række temperaturer, hvilket forenkler processen med fremstilling af dele. Opfindelsen er tæt forbundet med de tests, der er udviklet af organisationen ASTM - det handlede om termoplast.

Lad os vende tilbage til Judson. Produktionsprocessen af ​​varmekrympeslangen begynder med materialevalg. En egnet polymer er valgt, for eksempel neopren. Ved opvarmning tilsættes tilsætningsstoffer der i overensstemmelse med den fremtidige brug af materialet. Derefter kommer processen med dannelse, anerkendt som nøglen. Polymerrøret anbringes i et vakuum, hvor det opvarmes. Normalt på grund af infrarøde bølger. Som følge heraf strækkes produktet i alle retninger.

Når den ønskede diameter nås, følger en skarp køling. I et vakuum sker hurtigt. Det viser sig, at polymeren størkner i en stærkt strakt tilstand. Når det er let opvarmet - komprimeret. Dette kaldes et krympeslange i produktionen.

Den 30. august 1978 blev US patent nr. 4.188.443 i titlen indeholdende begrebet krympbar film indgivet. Og her taler vi om termoplast. Opfinderne beskriver komponenten:

1. Filmen består af fem polymerlag.
2. Central( tredje) består af polyester eller copolyester.
3. Det er omgivet af en( anden og fjerde) ethylen-vinylacetat-copolymer.
4. Skallen er en ethylen-propylen-copolymer.

Materialet er placeret som en emballage. I dag på Youtube viser de, hvordan kontrolpaneler sættes på i filmen for at beskytte dem mod beskidte hænder. Som et resultat opnår enheden beskyttelse mod fugt og er mindre oxideret af luft. Betydningen af ​​tilstedeværelsen af ​​en masse af lag er, at polyolefiner er kendetegnet ved ekstreme krympningsegenskaber. Op til fire gange mere komprimeret end PVC anvendt i fødevareindustrien. At bringe produktets egenskaber til den sædvanlige emballage, der bruges på eksisterende udstyr, og det tog nogle lag.

Termoplast

Der er mange termoplaster, kvaliteterne er forskellige. De fleste af de endelige materialer leveres i en lille mængde med yderligere modifikatorer for at give specifikke egenskaber. En kort liste over sådanne tilsætningsstoffer:

• blødgørere;
• smøring;
• stabilisatorer;
• antistatics;
• pigmenter;
• fungicider.

I modsætning til hærdet termohærdet plast og hærdede elastomerer bliver termoplastene viskøse og reversible. Dette medvirker til forenkling af opnåelse af den ønskede form af produktet og det molekylære gitter. Eksempler på teknologiske metoder: ekstrudering, støbning, stempling, støbeformning, svejsning. Termoplast er normalt opdelt:

• Molekylær struktur:

1. Carbonkæde: polystyrener, polyacrylater, copolymerer, polyolefiner. Syntetiseres langs radikalkæden eller ionkæden stien.
2. Hetero type: polyacetaler, polyestere. Syntetiseret ved ionisk polymerisering af cyklisk eller polykondensation af bifunktionelle monomerer.

• Fysisk struktur:

1. Amorf, med stive molekyler( I).Graden af ​​krystallinitet overstiger ikke 25%.Lyse repræsentanter er polystyren, polyvinylchlorid og andre kædekædepolymerer med uregelmæssig struktur. Polyamider, polyestere og polyethere og andre heterokædepolymerer. Stampning og ekstrudering( ekstrudering) udføres ved glasovergangstemperaturen, støbning - ved temperaturen af ​​fluiditeten.
2. Crystal medium grad( II).Glasovergangstemperaturen ligger tæt på stuetemperatur. Pentaplast, polytrifluorchlorethylen, polymethylpenten er anerkendt som fremtrædende repræsentanter. Støbning udføres ved en temperatur over smeltning.
3. Krystal høj grad( III).Glasovergangstemperaturen for den amorfe form er under stuetemperatur. Under normale forhold udviser plasticitet. Nedenfor bliver glasovergangstemperaturen sprød. Egenskaber bestemmes af graden af ​​krystallinitet. Lyse repræsentanter blev polyethylen og polypropylen. Støbning og ekstrudering udføres ved smeltetemperaturen, stansning - nær denne værdi.

Mekaniske egenskaber ved termoplast

Mekaniske egenskaber udtrykkes i plasticitet, styrke, afhængighed af deformationsresultatet på anvendelseshastigheden for kraft, temperatur og andre faktorer. Det er sædvanligt at udpege indikatorer, der karakteriserer materialet med hensyn til modstandsdygtighed over for ydre kræfter:

• Destruktionsspænding:

1. Når den strækkes, varierer den fra 1,2 til 12 kgf / kvm.mm. De fremherskende hastigheder af phenylon.
2. Ved komprimering varierer den fra 0,5 til 12 kgf / kvm.mm. De højeste mængder af polycarbonat.
3. Ved bøjning varierer fra 1,2 til 14 kgf / kvm.mm. Den overlegne ydeevne af polyamid-6.

• Trækstyrke varierer fra 0,75 til 8,5 gks / sq.mm. Den bedste ydelse i polyamid-6.
• Forlængelse ved brud varierer fra 1,5 til 800%.De fremherskende indikatorer er højdensitetspolyethylen og polypropylen.

Mange teorier er blevet udviklet med hensyn til ødelæggelse af termoplast:

1. Teorien om sprød brud angiver, at revner danner på stedet med de største belastninger og gradvist øges. Når den kritiske længde er nået, begynder opdeling i dele. Før dannelsen af ​​revner overholder kroppen helt Hooke's lov( en kraft, der er proportional med forlængelsen).Frakturspændingen er beskrevet, og formlen afhænger af den specifikke energi ved destruktion af materialet. Manglende teori: Før dannelsen af ​​revner begynder termoplast at deformere, udbrænde energi.
2. Termofluktuationsteori om styrke taler om et kvantitativt forhold mellem den påførte stress og den tid, der passerer før svigt. Disse parametre er forbundet med en eksponentiel formel, som desuden indeholder to konstanter( se figur).Zhurkov ligning er mere kompliceret og tager hensyn til ødelæggelsens aktiveringsenergi. Termofluktationsteorien hævder, at ødelæggelse bliver en kinetisk proces med akkumulering af skade, og ikke en engangs handling. I løbet af fænomenet dannes revner.

De seneste teorier bortfalder strukturen af ​​polymerer, hvilket anerkendes som en ulempe. Det tager ikke hensyn til den fysiske tilstand. De fleste data opnås overvejende empirisk. For eksempel beskrives opførelsen af ​​termoplast under kortvarig belastning ved hjælp af graferne opnået i eksperimenter. Så finder kurverne værdierne:

1. Den kortsigtede elasticitetsmodul bestemmes ud fra hældningsvinklen for tangenten, trukket fra kurvens oprindelse for en lav belastningshastighed. Et sekretionsmodul af elasticitet findes ved hældningsvinklen af ​​sekanten af ​​den foregående graf.
2. Bryde stress. Grafen er markeret med et kryds ved kurvens ende. Bestemt for polymerer, der bryder ned skør.
3. Yield Styrke. Analoger af spændingsspænding for viskøse polymerer. De største indikatorer for dette og den foregående parameter i polymerer i gruppe I, den laveste - i III.
4. Energi af ødelæggelse. Numerisk lig med arealet under kurven. I tilfælde af højhastighedstildeling er arbejdet vurderet.
5. Brummeløbetemperaturen anslås fra kurvefamilier. Skadens art vurderes under forskellige forhold( bestemt af kurvens form).Ifølge GOST 16782 lægges prøven i konstant hastighed( fra 4,5 til 120 m / min) med en samtidig temperaturændring fra erfaring til oplevelse. Optag de miljøindikatorer, hvor ødelæggelsen sker.

plots Andre parametre:

1. Standardhardheden bestemmes af Brinell og karakteriserer modstanden mod indførelsen af ​​en sfærisk indenter.
2. Standard varmebestandighed beskriver den temperatur, hvor deformationen overstiger grænseværdierne. De bestemte figurer afhænger stærkt af metoderne: dobbeltbøjning, Martens bøjning, indførelsen af ​​Vic's cylindriske nål.
3. Poisson's Ratio viser volumenændringen under deformation. Det afhænger af temperatur, belastningshastighed og dens størrelse. Maksimale værdier for gruppe III termoplast.
4. Effektstyrken bestemmes af den forholdsvis langsomme ødelæggelse af prøven ved en temperatur på 20 grader Celsius ved copraens påvirkning under dobbeltbøjning( GOST 4647).Skærpt fald med udseendet af nedskæringer, afhænger stærkt af skadernes form og dybde. Specifikke værdier er stærkt afhængige af teknikken.
5. Impact Toughness giver os mulighed for at estimere styrken under højhastighedstryk. Polymerer af gruppe II og III er kendetegnet ved de højeste værdier, de laveste indikatorer for repræsentanter for gruppe I er polystyren og polymethylmethacrylat. I PVC er parametret højt ved en temperatur på +20 grader Celsius, falder kraftigt ved afkøling.

Temperatur og belastningshastighed har en mærkbar effekt på formen på grafen. Imidlertid overholdes ensartet afhængighed ikke. Processernes lighed observeres inden for grupper, der tidligere er karakteriseret ved fysisk struktur. Karakteristika er meget afhængige af processen. For eksempel, under annealing af polymerer i gruppe I nær glasovergangstemperaturen, øges det elastiske modul. Efter en og en halv time af PVC-eksponering ved en temperatur på 60 grader Celsius er 10-sekunders elasticitetsmodul 160 kgf / sq.mm, efter 48 timer - 230, efter 60000 timer - 270.

Den maksimale variation af modulet for elasticitet og hårdhed i den tredje gruppe. Testmetoder til termoplast er langt fra perfekte, men varmekrympeslanger bruges i hverdagen og industrien. Spørgsmålet er tæt på elektrikere. Faktisk er emnet patent US3396460 A udviklet til dem. Varmekrympbare film anvendes til at beskytte kontrolpaneler, polymerer anvendes til at pakke produkter.