Tubo termoretraibile

Il tubo termorestringente è un prodotto termopolimerico che si restringe in tutte le direzioni quando viene riscaldato. L'effetto è utilizzato nella tecnica per isolare saldature, staccabili e altri collegamenti elettrici.

La storia dell'invenzione dei tubi termorestringenti

Il tubo termorestringente è costituito da polimeri che possono trasformarsi reversibilmente in uno stato liquido o viscoso sotto l'azione della temperatura. Questi sono principalmente poliolefine:

1. Polietilene;
2. polipropilene;
3. cloruro di polivinile( poliolefine alogenate).

e altri materiali inclusi nel gruppo di materiali termoplastici. Le poliolefine sono considerate come polimeri a catena di scopo strutturale. Una caratteristica mancanza di letteratura sull'argomento, sebbene il PVC sia facilmente discusso come una soluzione di base per le finestre di plastica, vengono condotti studi sull'impatto ambientale. Ma sul libro dei materiali termoretraibili non può essere trovato su Internet.

È noto che nel 1962 - in particolare il 23 luglio - Judson Douglas Wetmore, un ingegnere di Rachem, inventò un tubo termoretraibile come parte di uno studio di terze parti. Tre anni dopo, US3396460 A è stato dichiarato e probabilmente riceve una quota da ciascuna unità prodotta. L'inventore ha posizionato il proprio cervello come metodo per combinare le strutture polimeriche. Ha scritto che una volta riscaldato, il tubo si scioglie e copre strettamente la parte inserita all'interno.

Judson afferma di essere stato ispirato da un'invenzione del 1936( US 2027962 A).Si riferisce interamente ai materiali termoplastici. L'autore ha inventato un nuovo metodo di produzione usando sostanze che, quando riscaldate, cambiano forma facilmente. E in una vasta gamma di temperature, che semplifica il processo di produzione delle parti. L'invenzione è strettamente connessa con i test sviluppati dall'organizzazione ASTM - si trattava di termoplastici. Tubi termorestringenti

Torniamo a Judson. Il processo di produzione del tubo termoretraibile inizia con la scelta del materiale. Viene scelto un polimero adatto, ad esempio neoprene. Nel processo di riscaldamento, vengono aggiunti additivi in ​​base all'utilizzo futuro del materiale. Poi arriva il processo di formazione, riconosciuto come la chiave. Il tubo polimerico viene posto nel vuoto dove viene riscaldato. Solitamente a causa di onde a infrarossi. Di conseguenza, il prodotto è allungato in tutte le direzioni.

Quando viene raggiunto il diametro desiderato, segue un forte raffreddamento. Nel vuoto accade rapidamente. Risulta che il polimero si solidifica in uno stato molto teso. Quando leggermente riscaldato - compresso. Questo è chiamato un tubo termoretraibile in produzione.

Il 30 agosto 1978, fu depositato il brevetto statunitense No. 4.188.443, nel titolo contenente la nozione di film termoretraibile. E qui stiamo parlando di termoplastici. Gli inventori descrivono il componente:

1. Il film è composto da cinque strati polimerici.
2. Central( terzo) è costituito da poliestere o copoliestere.
3. È circondato da un( secondo e quarto) copolimero di etilene-vinil acetato.
4. Il guscio è un copolimero etilene-propilene.

Il materiale è posizionato come un imballaggio. Oggi, su YouTube, mostrano come i pannelli di controllo vengono inseriti nel film per proteggerli dagli effetti delle mani sporche. Di conseguenza, il dispositivo acquisisce protezione dall'umidità ed è meno ossidato dall'aria. Il significato della presenza della massa degli strati è che le poliolefine sono caratterizzate da proprietà di restringimento estreme. Fino a quattro volte più compresso del PVC utilizzato nell'industria alimentare. Per portare le proprietà del prodotto al solito imballaggio che viene utilizzato su attrezzature esistenti, e ci sono voluti alcuni strati.

Termoplastico

Ci sono molti materiali termoplastici, le qualità sono diverse. La maggior parte dei materiali finali viene fornita in piccola quantità con ulteriori modificatori per conferire proprietà specifiche. Un breve elenco di tali additivi: plastificanti

• ;Lubrificazione
• ;Stabilizzatori
• ;Antistatica
• ;Pigmenti
• ;Fungicidi
• .

A differenza delle materie plastiche termoindurite e degli elastomeri polimerizzati, i materiali termoplastici diventano viscosi e reversibili. Ciò contribuisce alla semplificazione di ottenere la forma desiderata del prodotto e il reticolo molecolare. Esempi di metodi tecnologici: estrusione, fusione, stampaggio, stampaggio sottovuoto, saldatura. I materiali termoplastici sono solitamente suddivisi:

• Struttura molecolare:

1. Catena di carbonio: polistireni, poliacrilati, copolimeri, poliolefine. Sintetizzato lungo il percorso della catena radicale o della catena ionica.
2. Tipo etero: poliacetali, poliesteri. Sintetizzato mediante polimerizzazione ionica ciclica o policondensazione di monomeri bifunzionali.

• Struttura fisica:

1. amorfo, con molecole rigide( I).Il grado di cristallinità non supera il 25%.Rappresentanti brillanti sono polistirolo, polivinilcloruro e altri polimeri a catena con struttura irregolare. Poliammidi, poliesteri e polieteri e altri polimeri etero-catena. Stampaggio ed estrusione( estrusione) vengono eseguiti alla temperatura di transizione vetrosa, stampaggio - alla temperatura di fluidità.Grado medio di cristallo
2. ( II).La temperatura di transizione vetrosa è prossima alla temperatura ambiente. Pentaplast, politrifluorocloroetilene, polimetilpentene sono riconosciuti come rappresentanti di spicco. Lo stampaggio viene eseguito a una temperatura superiore alla fusione.
3. Crystal high degree( III).La temperatura di transizione vetrosa della forma amorfa è inferiore alla temperatura ambiente. In condizioni normali esibiscono plasticità.Sotto la temperatura di transizione vetrosa diventa fragile. Le proprietà sono determinate dal grado di cristallinità.Rappresentanti brillanti divennero polietilene e polipropilene. La fusione e l'estrusione vengono eseguite alla temperatura di fusione, punzonatura - vicino a questo valore.

Proprietà meccaniche dei materiali termoplastici

Le proprietà meccaniche sono espresse in plasticità, resistenza, la dipendenza del risultato di deformazione sulla velocità di applicazione di forza, temperatura e altri fattori.È consuetudine individuare indicatori che caratterizzano il materiale in termini di resistenza a forze esterne:

• Stress distruttivo:

1. Quando allungato, varia da 1,2 a 12 kgf / sq.mm. I tassi prevalenti di fenilone.
2. Quando compresso, varia da 0,5 a 12 kgf / sq.mm. I più alti tassi di policarbonato.
3. Quando si piega, varia da 1,2 a 14 kgf / sq.mm. Le prestazioni superiori di poliammide-6.

• Il carico di snervamento a trazione varia da 0,75 a 8,5 g / m2.mm. Le migliori prestazioni in poliammide-6.
• L'allungamento a rottura varia tra 1,5 e 800%.Gli indicatori prevalenti sono polietilene ad alta densità e polipropilene.

Molte teorie sono state sviluppate per quanto riguarda la distruzione di materiali termoplastici:

1. La teoria della frattura fragile afferma che le fessure si formano nel punto di maggiore sollecitazione e gradualmente aumentano. Quando viene raggiunta la lunghezza critica, inizia la divisione in parti. Prima della formazione di crepe, il corpo obbedisce completamente alla legge di Hooke( una forza proporzionale all'allungamento).Lo stress da frattura è descritto e la formula dipende dall'energia specifica di distruzione del materiale. Mancanza di teoria: prima della formazione di crepe, i termoplastici cominciano a deformarsi, consumando energia.
2. La teoria della forza di termofluttuazione parla di una relazione quantitativa tra lo stress applicato e il tempo che passa prima del fallimento. Questi parametri sono collegati da una formula esponenziale, che include inoltre due costanti( vedi figura).L'equazione di Zhurkov è più complicata e tiene conto dell'energia di attivazione della distruzione. La teoria della termofluttuazione asserisce che la distruzione diventa un processo cinetico di accumulo di danni e non un atto occasionale. Nel corso del fenomeno si formano delle crepe.

Le ultime teorie mettono da parte la struttura dei polimeri, che è riconosciuta come uno svantaggio. Non tiene conto delle condizioni fisiche. La maggior parte dei dati ottenuti prevalentemente empiricamente. Ad esempio, il comportamento dei materiali termoplastici sotto carico a breve termine è descritto dai grafici ottenuti negli esperimenti. Quindi le curve trovano i valori:

1. Il modulo di elasticità a breve termine è determinato dall'angolo di inclinazione della tangente, ricavato dall'origine della curva per una bassa velocità di carico. Un modulo di elasticità secante è trovato dall'angolo di inclinazione del secante del grafico precedente.
2. Rottura dello stress. Il grafico è contrassegnato da una croce alla fine della curva. Determinato per polimeri che si rompono fragili. Resistenza allo snervamento
3. .Analoghi di stress da rottura per polimeri viscosi. I più grandi indicatori di questo e il parametro precedente in polimeri di gruppo I, il più basso - in III.
4. Energia di distruzione. Numericamente uguale all'area sotto la curva. In caso di distruzione ad alta velocità, il lavoro viene valutato.
5. La temperatura di fragilità è stimata dalle famiglie di curve. La natura del danno viene valutata in varie condizioni( determinate dalla forma della curva).Secondo GOST 16782, il campione viene caricato a una velocità costante( da 4,5 a 120 m / min) con una variazione di temperatura simultanea dall'esperienza all'esperienza. Registrare gli indicatori ambientali in cui si verifica la distruzione.

Altri parametri:

1. La durezza standard è determinata da Brinell e caratterizza la resistenza all'introduzione di un penetratore sferico.
2. La resistenza al calore standard descrive la temperatura alla quale la deformazione supera i valori limite. Le cifre determinate dipendono fortemente dai metodi: piegatura a doppio supporto, piegatura Martens, introduzione dell'ago cilindrico di Vic.
3. Rapporto di Poisson mostra la variazione di volume durante la deformazione. Dipende dalla temperatura, dalla velocità di deformazione e dalla sua grandezza. Valori massimi per i materiali termoplastici del gruppo III.
4. La forza d'impatto è determinata dalla distruzione relativamente lenta del campione a una temperatura di 20 gradi Celsius dall'impatto della copra durante la piegatura a doppio supporto( GOST 4647).Diminuisce bruscamente con l'aspetto dei tagli, fortemente dipendente dalla forma e dalla profondità del danno. I valori specifici dipendono fortemente dalla tecnica.
5. La robustezza all'impatto ci consente di stimare la forza sotto carico ad alta velocità.I polimeri di gruppi II e III sono caratterizzati dai valori più alti, gli indicatori più bassi per rappresentanti di gruppo I sono polistirene e polimetilmetacrilato. In PVC, il parametro è alto ad una temperatura di +20 gradi Celsius, scende bruscamente durante il raffreddamento.

Temperatura e velocità di caricamento hanno un effetto percettibile sulla forma del grafico. Tuttavia, la dipendenza uniforme non viene osservata. La somiglianza dei processi è osservata all'interno di gruppi, precedentemente caratterizzati dalla struttura fisica. Le caratteristiche dipendono molto dal processo. Ad esempio, durante la ricottura di polimeri del gruppo I in prossimità della temperatura di transizione vetrosa, il modulo elastico aumenta. Dopo un'ora e mezza di esposizione al PVC a una temperatura di 60 gradi Celsius, il modulo di elasticità di 10 secondi è 160 kgf / sq.mm, dopo 48 ore - 230, dopo 60000 ore - 270.

La variazione massima del modulo di elasticità e durezza nel terzo gruppo. I metodi di prova per i materiali termoplastici sono tutt'altro che perfetti, ma il tubo termorestringente viene utilizzato nella vita quotidiana e nell'industria. La domanda è vicina agli elettricisti. In realtà, per loro è stato sviluppato l'oggetto del brevetto US3396460 A. I film termoretraibili sono utilizzati per proteggere i pannelli di controllo, i polimeri vengono utilizzati per imballare i prodotti.