Tube rétractable

Les tubes thermorétractables sont un produit thermopolymère qui se contracte dans toutes les directions lorsqu'il est chauffé.L'effet est utilisé dans la technique pour isoler les connexions électriques soudées, détachables et autres.

Histoire de l'invention des tubes thermorétractables

Le tube thermorétractable est composé de polymères pouvant se transformer de manière réversible en un état liquide ou visqueux sous l'action de la température. Ce sont principalement des polyoléfines: Polyéthylène

1. ;
2. Polypropylène;
3. Polychlorure de vinyle( polyoléfines halogénées).

Et autres matériaux compris dans le groupe des thermoplastiques. Les polyoléfines sont considérées comme des polymères en chaîne à vocation structurelle. Un manque caractéristique de littérature sur le sujet, bien que le PVC soit facilement discuté en tant que solution de base pour les fenêtres en plastique, des études d’impact sur l’environnement sont en cours. Mais à propos du livre de matériaux rétractables ne peut être trouvé sur Internet.

En 1962, et plus précisément le 23 juillet, Judson Douglas Wetmore, ingénieur de Rachem, a inventé un tube thermo-rétractable dans le cadre d'une étude indépendante. Trois ans plus tard, US3396460 A a été déclaré et reçoit probablement une part de chaque unité fabriquée. L'inventeur a positionné sa propre progéniture comme méthode de combinaison de structures polymères. Il a écrit que, lorsqu'il est chauffé, le tube fond et recouvre étroitement la partie insérée à l'intérieur.

Judson affirme qu'il s'est inspiré d'une invention datée de 1936( US2027962 A).Cela concerne entièrement les thermoplastiques. L'auteur a inventé une nouvelle méthode de production utilisant des substances qui, une fois chauffées, changent facilement de forme. Et dans une large plage de températures, ce qui simplifie le processus de fabrication des pièces. L’invention est étroitement liée aux tests mis au point par l’organisation ASTM - il s’agissait de thermoplastiques. Tubes thermorétractables

Revenons à Judson. Le processus de fabrication du tube thermorétractable commence par le choix du matériau. Un polymère approprié est choisi, par exemple le néoprène. Lors du chauffage, des additifs y sont ajoutés en fonction de l'utilisation future du matériau. Vient ensuite le processus de formation, reconnu comme la clé.Le tube en polymère est placé dans un vide où il est chauffé.Habituellement due aux ondes infrarouges. En conséquence, le produit est étiré dans toutes les directions.

Lorsque le diamètre souhaité est atteint, il se produit un refroidissement brutal. Dans le vide arrive vite. Il s'avère que le polymère se solidifie dans un état très étiré.Lorsque légèrement chauffé - comprimé.C'est ce qu'on appelle un tube thermorétractable en production.

Le 30 août 1978, le brevet américain n ° 4 188 443, dans le titre contenant la notion de film rétractable, a été déposé.Et nous parlons ici de thermoplastiques. Les inventeurs décrivent le composant:

1. Le film est constitué de cinq couches de polymère.
2. Central( troisième) est constitué de polyester ou de copolyester.
3. Il est entouré d'un( deuxième et quatrième) copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle.
4. L'enveloppe est un copolymère d'éthylène et de propylène.

Material se positionne comme un emballage. Aujourd'hui, sur Youtube, ils montrent comment les panneaux de contrôle sont installés dans le film pour les protéger de l'action de mains sales. En conséquence, l'appareil acquiert une protection contre l'humidité et est moins oxydé par l'air. La présence de la masse des couches signifie que les polyoléfines sont caractérisées par des propriétés de retrait extrêmes. Jusqu'à quatre fois plus de compression que le PVC utilisé dans l'industrie alimentaire. Pour ramener les propriétés du produit à l'emballage habituel utilisé sur les équipements existants, il a fallu quelques couches.

Thermoplastique

Il existe de nombreux thermoplastiques, les qualités sont différentes. La plupart des matériaux finaux sont fournis en petite quantité avec des modificateurs supplémentaires pour conférer des propriétés spécifiques. Une courte liste de ces additifs: plastifiants

• ;Lubrification
• ;Stabilisants
• ;Antistatiques
• ;Pigments
• ;Fongicides
• .

Contrairement aux plastiques thermodurcissables et aux élastomères durcis, les thermoplastiques deviennent visqueux de manière réversible. Cela contribue à la simplification de l'obtention de la forme souhaitée du produit et du réseau moléculaire. Exemples de méthodes technologiques: extrusion, coulée, estampage, moulage sous vide, soudage. Les thermoplastiques sont généralement divisés:

• Structure moléculaire:

1. Chaîne carbonée: polystyrènes, polyacrylates, copolymères, polyoléfines. Synthétisé le long du chemin de la chaîne radicalaire ou de la chaîne ionique.
2. Type hétéro: polyacétals, polyesters. Synthétisé par polymérisation ionique cyclique ou par polycondensation de monomères bifonctionnels.

• Structure physique:

1. Amorphe, avec molécules rigides( I).Le degré de cristallinité ne dépasse pas 25%.Les représentants brillants sont le polystyrène, le chlorure de polyvinyle et d'autres polymères en chaîne à structure irrégulière. Polyamides, polyesters et polyéthers et autres polymères d'hétéro-chaîne. L'emboutissage et l'extrusion( extrusion) sont effectués à la température de transition vitreuse, moulage - à la température de fluidité.
2. Cristal degré moyen( II).La température de transition vitreuse est proche de la température ambiante. Pentaplast, le polytrifluorochloroéthylène, le polyméthylpentène sont reconnus comme des représentants éminents. Le moulage est effectué à une température supérieure à la fusion.
3. Cristal de haut degré( III).La température de transition vitreuse de la forme amorphe est inférieure à la température ambiante. Dans des conditions normales, il présente une plasticité.Au-dessous de la température de transition vitreuse deviennent fragiles. Les propriétés sont déterminées par le degré de cristallinité.Les représentants de Bright sont devenus du polyéthylène et du polypropylène. La coulée et l'extrusion sont effectuées à la température de fusion, poinçonnage - proche de cette valeur.

Propriétés mécaniques des thermoplastiques

Les propriétés mécaniques sont exprimées en plasticité, résistance, dépendance du résultat de la déformation à la vitesse d'application de la force, de la température et d'autres facteurs. Il est habituel de choisir des indicateurs caractérisant le matériau en termes de résistance aux forces extérieures:

• Stress destructeur:

1. Lorsqu'il est étiré, il varie de 1,2 à 12 kgf / sq.mmLes taux actuels de phénylone.
2. Une fois compressé, il varie de 0,5 à 12 kgf / sq.mmLes taux les plus élevés de polycarbonate.
3. En flexion, varie de 1,2 à 14 kgf / sq.mmLa performance supérieure du polyamide-6.

• La limite d'élasticité en traction varie de 0,75 à 8,5 Gks / m².mmLa meilleure performance en polyamide-6.
• L'allongement à la rupture varie de 1,5 à 800%.Les indicateurs prédominants sont le polyéthylène haute densité et le polypropylène.

De nombreuses théories ont été développées concernant la destruction des thermoplastiques:

1. La théorie de la rupture fragile indique que des fissures se forment sur le site des plus fortes contraintes et augmentent progressivement. Lorsque la longueur critique est atteinte, la division en parties commence. Avant la formation de fissures, le corps est complètement soumis à la loi de Hooke( force proportionnelle à l'allongement).La contrainte de rupture est décrite et la formule dépend de l'énergie spécifique de destruction du matériau. Absence de théorie: avant la formation de fissures, les thermoplastiques commencent à se déformer, dépensant de l'énergie.
2. La théorie de la thermofluctuation de la résistance parle d'une relation quantitative entre la contrainte appliquée et le temps qui s'écoule avant la défaillance. Ces paramètres sont reliés par une formule exponentielle, qui inclut en outre deux constantes( voir figure).L'équation de Zhurkov est plus compliquée et prend en compte l'énergie d'activation de la destruction. La théorie de la thermofluctuation affirme que la destruction devient un processus cinétique d’accumulation de dommages, et non un acte ponctuel. Au cours du phénomène, des fissures se forment.

Les dernières théories jettent de côté la structure des polymères, ce qui est reconnu comme un inconvénient. Il ne prend pas en compte la condition physique. La plupart des données obtenues sont principalement empiriques. Par exemple, le comportement des thermoplastiques sous charge à court terme est décrit par les graphiques obtenus expérimentalement. Ensuite, les courbes trouvent les valeurs:

1. Le module d'élasticité à court terme est déterminé à partir de l'angle d'inclinaison de la tangente, tiré de l'origine de la courbe pour un faible taux de chargement. Le module d'élasticité de la sécante est déterminé par l'angle d'inclinaison de la sécante du graphique précédent.
2. Briser le stress. Le graphique est marqué d'une croix à la fin de la courbe. Déterminé pour les polymères qui se décomposent de manière fragile.
3. Limite d'élasticité.Analogues de contrainte de rupture pour polymères visqueux. Les indicateurs les plus importants de ce paramètre et du paramètre précédent dans les polymères du groupe I, les plus bas - dans III.
4. Energie de destruction. Numériquement égal à l'aire sous la courbe. En cas de destruction à grande vitesse, le travail est évalué.
5. La température de fragilité est estimée à partir de familles de courbes. La nature des dommages est évaluée dans diverses conditions( déterminées par la forme de la courbe).Selon GOST 16782, l'échantillon est chargé à une vitesse constante( de 4,5 à 120 m / min) avec un changement de température simultané d'expérience en expérience. Notez les indicateurs environnementaux auxquels la destruction a lieu.

Autres paramètres:

1. La dureté standard est déterminée par Brinell et caractérise la résistance à l'introduction d'un indenteur sphérique.
2. La résistance à la chaleur standard décrit la température à laquelle la déformation dépasse les valeurs limites. Les chiffres déterminés dépendent fortement des méthodes: flexion à double support, flexion de Martens, introduction de l'aiguille cylindrique de Vic.
3. Le coefficient de Poisson indique l'évolution du volume lors de la déformation. Cela dépend de la température, du taux de contrainte et de sa magnitude. Valeurs maximales pour les thermoplastiques du groupe III.
4. La résistance au choc est déterminée par la destruction relativement lente de l'éprouvette à une température de 20 degrés Celsius par l'impact du coprah lors de la flexion du double support( GOST 4647).Diminue fortement avec l'apparition de coupures, dépend fortement de la forme et de la profondeur des dommages. Les valeurs spécifiques dépendent fortement de la technique.
5. La ténacité aux impacts nous permet d’estimer la résistance sous chargement à haute vitesse. Les polymères des groupes II et III sont caractérisés par les valeurs les plus élevées. Les indicateurs les plus bas pour les représentants du groupe I sont le polystyrène et le polyméthylméthacrylate. Dans le PVC, le paramètre est élevé à une température de +20 degrés Celsius et diminue fortement lors du refroidissement.

La température et la vitesse de chargement ont un effet perceptible sur la forme du graphique. Cependant, la dépendance uniforme n'est pas observée. La similitude des processus est observée au sein de groupes précédemment caractérisés par la structure physique. Les caractéristiques dépendent fortement du processus. Par exemple, lors du recuit de polymères du groupe I près de la température de transition vitreuse, le module élastique augmente. Après une heure et demie d’exposition au PVC à une température de 60 ° C, le module d’élasticité sur 10 secondes est de 160 kgf / sq.mm, après 48 heures - 230, après 60000 heures - 270.

Variation maximale du module d'élasticité et de la dureté dans le troisième groupe. Les méthodes de test des thermoplastiques sont loin d'être parfaites, mais la gaine thermorétractable est utilisée dans la vie quotidienne et dans l'industrie. La question est proche des électriciens. En fait, le sujet du brevet US3396460 A a été développé pour eux: des films thermorétractables sont utilisés pour protéger les panneaux de commande, des polymères sont utilisés pour emballer les produits.