Shrink Tube

Lämpökutistuva letku on termopolymeerituote, joka kutistuu kaikissa suunnissa kuumennettaessa. Vaikutusta käytetään juotettujen, irrotettavien ja muiden sähköliitäntöjen eristystekniikassa.

Lämmön kutistuvien putkien keksinnön historia

Lämpökutistuva putki on valmistettu polymeereistä, jotka voivat kääntyä käänteisesti nestemäiseen tai viskoosiseen tilaan lämpötilan vaikutuksesta. Nämä ovat pääasiassa polyolefiineja:

1. polyeteeni;
2. Polypropeeni;
3. Polyvinyylikloridi( halogenoidut polyolefiinit).

Ja muut materiaalit sisältyvät termoplastisten aineiden ryhmään. Polyolefiineja pidetään rakenteellisena ketjupolymeerinä.Aineiston kirjallisuuden puutteellinen puute, vaikka PVC: tä on helppo käsitellä muovisten ikkunoiden perusratkaisuna, tehdään ympäristövaikutuksia koskevia tutkimuksia. Mutta noin kutistuvien materiaalien kirjasta ei löydy Internetiä.

Tiedetään, että vuonna 1962 - erityisesti 23. heinäkuuta - Rachemin insinööri Judson Douglas Wetmore keksi lämmön kutisteputken osana kolmannen osapuolen tutkimusta. Kolme vuotta myöhemmin ilmoitettiin US3396460 A, ja se saa todennäköisesti osuuden kustakin valmistetusta yksiköstä.Keksijä on sijoittanut oman jälkeläisensä menetelmäksi polymeerirakenteiden yhdistämiseksi. Hän kirjoitti, että kuumennettaessa putki sulaa ja peittää sisäpuolelle asetetun osan.

Judson väittää, että hän sai innoituksensa 1936-luvulta( US2027962 A).Se koskee kokonaan termoplastisia aineita. Kirjoittaja on keksinyt uuden tuotantomenetelmän käyttämällä aineita, jotka kuumennettaessa muuttavat muotoa helposti. Ja laajalla lämpötila-alueella, mikä yksinkertaistaa osien valmistusprosessia. Keksintö liittyy läheisesti organisaation ASTM kehittämiin testeihin, jotka koskivat termoplastisia aineita.

Palataan Judsoniin. Lämpökutistuputken tuotantoprosessi alkaa materiaalivalinnalla. Valitaan sopiva polymeeri, esimerkiksi neopreeni. Lämmitysprosessissa lisätään lisäaineita materiaalin tulevan käytön mukaan. Sitten tulee muodostumisprosessi, joka tunnustetaan avaimeksi. Polymeeriputki asetetaan tyhjiöön, jossa sitä kuumennetaan. Yleensä infrapuna-aaltojen vuoksi. Tämän seurauksena tuote venytetään kaikkiin suuntiin.

Kun haluttu halkaisija saavutetaan, seuraa jyrkkä jäähdytys. Tyhjiössä tapahtuu nopeasti. Osoittautuu, että polymeeri jähmettyy hyvin venytetyssä tilassa. Kun se on kevyesti lämmitetty - pakattu. Tätä kutsutaan kutisteputkeksi tuotannossa.

30. elokuuta 1978 esitettiin US-patentti nro 4 188 433, joka sisälsi kutistuvan kalvon käsitteen. Ja tässä puhumme kestomuoveista. Keksijät kuvaavat komponenttia:

1. Kalvo koostuu viidestä polymeerikerroksesta.
2. Central( kolmas) koostuu polyesteristä tai kopolyesteristä.
3. Tätä ympäröi( toinen ja neljäs) eteeni-vinyyliasetaattikopolymeeri.
4. Kuori on eteeni-propeenikopolymeeri.

Materiaali sijoitetaan pakkaukseksi. Nykyään YouTubessa ne osoittavat, miten ohjauspaneelit asetetaan elokuvaan suojaamaan niitä likaisia ​​käsiä vastaan. Tämän seurauksena laite saa suojan kosteudelta ja on vähemmän hapetettu ilmassa. Kerrosten massan läsnäolon merkitys on, että polyolefiineille on tunnusomaista äärimmäiset kutistumisominaisuudet. Jopa neljä kertaa enemmän pakattua kuin elintarviketeollisuudessa käytetty PVC.Tuotteen ominaisuuksien tuominen tavanomaisiin pakkauksiin, joita käytetään olemassa olevissa laitteissa, ja kesti muutaman kerroksen.

Termoplastinen

On olemassa monia kestomuoveja, ominaisuudet ovat erilaisia. Suurin osa lopullisista materiaaleista toimitetaan pieninä määrinä lisämodifioijien avulla erityisten ominaisuuksien antamiseksi. Lyhyt luettelo tällaisista lisäaineista:

• -pehmittimet;
• -voitelu;
• -stabilointiaineet;
• antistaattiset;
• -pigmentit;
• -fungisidit.

Toisin kuin kovettuneissa lämpömuovaus- ja vulkanointielastomeereissä, kestomuovit muuttuvat palautuviksi viskoosissa tilassa. Tämä edistää tuotteen ja molekyylihiilen halutun muodon saamisen yksinkertaistamista. Esimerkkejä teknologisista menetelmistä: suulakepuristus, valu, leimaaminen, tyhjiömuovaus, hitsaus. Termoplastit on yleensä jaettu:

• Molekyylirakenne:

1. Hiiliketju: polystyreenit, polyakrylaatit, kopolymeerit, polyolefiinit. Syntetisoitu radikaaliketjun tai ioniketjun reitillä.
2. Hetero-tyyppi: polyasetaalit, polyesterit. Syntetisoitu bifunktionaalisten monomeerien syklisen tai polykondensaation ionisella polymeroinnilla.

• Fyysinen rakenne:

1. Amorfinen, jäykät molekyylit( I).Kiteisyysaste ei ylitä 25%.Valoisia edustajia ovat polystyreeni, polyvinyylikloridi ja muut ketju- ketjuiset polymeerit, joilla on epäsäännöllinen rakenne. Polyamidit, polyesterit ja polyeetterit ja muut hetero-ketjupolymeerit. Leimaaminen ja suulakepuristus( suulakepuristus) suoritetaan lasittumislämpötilassa, muovaus - juoksevuuden lämpötilassa.
2. Crystal keskitaso( II).Lasittumislämpötila on lähellä huoneenlämpötilaa. Pentaplastia, polytrifluorikloorieteeniä, polymetyylipenteenia tunnustetaan tunnetuiksi edustajiksi. Valu suoritetaan sulamispisteen yläpuolella.
3. Crystal korkea aste( III).Amorfisen muodon lasittumislämpötila on huonelämpötilan alapuolella. Normaaleissa olosuhteissa on plastisuus. Lasittumislämpötilan alapuolella lämpötila muuttuu hauraaksi. Ominaisuudet määritetään kiteisyyden asteella. Kirkkaista edustajista tuli polyeteeni ja polypropeeni. Valu ja suulakepuristus suoritetaan sulamislämpötilassa, lävistys - lähellä tätä arvoa.

Termoplastisten materiaalien mekaaniset ominaisuudet

Mekaaniset ominaisuudet ilmaistaan ​​plastisuudessa, lujuudessa, muodonmuutostuloksen riippuvuudessa voiman, lämpötilan ja muiden tekijöiden käyttöasteesta. On tavallista erottaa materiaalia kuvaavat indikaattorit ulkoisten voimien kestävyyden suhteen:

• Häviävä jännitys:

1. Kun se on venytetty, se vaihtelee välillä 1,2 - 12 kgf / sq.mm. Fenyonin vallitsevat hinnat.
2. Pakattuina se vaihtelee välillä 0,5 - 12 kgf / sq.mm. Polykarbonaatin korkein määrä.
3. Taivutettaessa vaihtelee välillä 1,2 - 14 kgf / sq.mm. Polyamidi-6: n erinomainen suorituskyky.

• Vetolujuus vaihtelee välillä 0,75 - 8,5 g / sq.mm. Paras suorituskyky polyamidi-6: ssa.
• Pitkäaikainen venytys vaihtelee 1,5 - 800%.Vallitsevat indikaattorit ovat korkean tiheyden polyeteeni ja polypropeeni.

Useita teorioita on kehitetty kestomuovien tuhoutumiseen:

1. Hauraiden murtumien teoria osoittaa, että suurimpien jännitysten kohdalla muodostuu halkeamia ja kasvaa asteittain. Kun kriittinen pituus on saavutettu, jakautuminen osiin alkaa. Ennen halkeamien muodostumista keho noudattaa täysin Hooken lakia( venymää verrannollinen voima).Murtuman jännitystä kuvataan ja kaava riippuu materiaalin tuhoutumisen spesifisestä energiasta. Teorian puute: ennen halkeamien muodostumista lämpömuovautuvat materiaalit alkavat muuttua ja kuluttaa energiaa.
2. Vahvuuslämpöteorian teoria kertoo käytetyn stressin ja ennen vikaa kulkevan ajan välisestä kvantitatiivisesta suhteesta. Nämä parametrit yhdistetään eksponentiaalikaavalla, joka lisäksi sisältää kaksi vakiota( katso kuva).Zhurkovin yhtälö on monimutkaisempi ja siinä otetaan huomioon tuhoutumisen aktivointienergia. Termofluktaatioteoriassa todetaan, että tuhoaminen muuttuu vahingon kumulatiiviseksi prosessiksi eikä kertaluonteiseksi toimeksi. Ilmiön aikana muodostuu halkeamia.

Viimeisimmät teoriat sivuuttivat polymeerien rakenteen, joka on tunnustettu epäedulliseksi. Siinä ei oteta huomioon fyysistä tilaa. Suurin osa tiedoista on saatu pääasiassa empiirisesti. Esimerkiksi kestomuovien käyttäytyminen lyhytaikaisessa kuormituksessa kuvataan kokeissa saaduilla kaavioilla. Sitten käyrät löytävät arvot:

1. Lyhyen aikavälin kimmomoduuli määritetään tangentin kallistuskulmasta, joka on laskettu käyrän alkuperästä alhaiselle kuormitusnopeudelle. Edellisen kaavion sekvenssin kaltevuuskulmasta löytyy erottuvuusmoduuli.
2. Räjähdysvaara. Kaavio on merkitty ristillä käyrän lopussa. Määritetty polymeereille, jotka hajottavat hauraita.
3. -tuotto. Viskoosisten polymeerien rikkoutumisjännityksen analogit. Tämän ja edellisen parametrin suurimmat indikaattorit ryhmän I polymeereissä, alin - III.
4. Hävityksen energia. Numeerisesti sama kuin käyrän alapuolella oleva alue. Suuren nopeuden tuhoutumisen tapauksessa työ arvioidaan.
5. Haurauden lämpötila arvioidaan käyräperheistä.Vaurion luonne arvioidaan eri olosuhteissa( käyrän muodon mukaan).GOST 16782: n mukaan näyte ladataan vakionopeudella( 4,5 - 120 m / min) samanaikaisesti lämpötilan muutoksesta kokemuksesta kokemukseen. Kirjaa ympäristöindikaattorit, joissa tuhoaminen tapahtuu.

-tonttien kokeiden tulokset Muut parametrit:

1. Normaali kovuus määräytyy Brinellin avulla ja se luonnehtii vastustuskykyä pallomaisen sisääntulon käyttöönotolle.
2. Normaali lämmönkestävyys kuvaa lämpötilaa, jolla muodonmuutos ylittää raja-arvot. Määritetyt luvut riippuvat voimakkaasti menetelmistä: kaksinkertaisen tuen taivutus, Martensin taivutus, Vicin lieriömäisen neulan käyttöönotto.
3. Poissonin suhde osoittaa tilavuuden muutoksen muodonmuutoksen aikana. Se riippuu lämpötilasta, rasituksesta ja sen suuruudesta. Ryhmän III kestomuovien enimmäisarvot.
4. Iskunkestävyys määräytyy näytteen suhteellisen hitaasta tuhoamisesta 20 asteen lämpötilassa, kun kopra vaikuttaa kaksoistuen taivutuksessa( GOST 4647).Vähenee jyrkästi leikkausten ulkonäöstä, riippuu voimakkaasti vaurioiden muodosta ja syvyydestä.Spesifiset arvot ovat erittäin riippuvaisia ​​tekniikasta.
5. Iskunkestävyys antaa meille mahdollisuuden arvioida voimakkuuden suurella nopeudella. Ryhmien II ja III polymeereille on tunnusomaista korkeimmat arvot, pienimmät indikaattorit ryhmän I edustajille ovat polystyreeni ja polymetyylimetakrylaatti. PVC: ssä parametri on korkea lämpötilassa +20 astetta, ja putoaa jyrkästi jäähdytettäessä.

Lämpötila ja kuormitusnopeus vaikuttavat selvästi kuvion muotoon. Yhtenäistä riippuvuutta ei kuitenkaan havaita. Prosessien samankaltaisuutta havaitaan ryhmissä, joille on aiemmin tunnusomaista fyysinen rakenne. Ominaisuudet ovat erittäin riippuvaisia ​​prosessista. Esimerkiksi ryhmän I polymeerien hehkuttamisen aikana lasittumislämpötilan läheisyydessä elastisuusmoduuli kasvaa. Tunnin ja puolen tunnin kuluttua PVC-altistuksesta 60 ° C: n lämpötilassa 10 sekunnin kimmomoduuli on 160 kgf / sq.mm, 48 tunnin kuluttua - 230, 60000 tunnin kuluttua - 270.

Joustavuus- ja kovuusmoduulin suurin vaihtelu kolmannessa ryhmässä.Termoplastisten aineiden testausmenetelmät ovat kaukana täydellisestä, mutta lämpökutistavia letkuja käytetään jokapäiväisessä elämässä ja teollisuudessa. Kysymys on lähellä sähköasentajia. Itse asiassa patenttijulkaisun US3396460 A aihe on kehitetty niille, joita käytetään lämpökutistuvien kalvojen suojaamiseen ohjauspaneeleissa, polymeerejä käytetään tuotteiden pakkaamiseen.