Krympe rør

Varmekrympeslange er et termopolymerprodukt som krymper i alle retninger når det oppvarmes. Effekten brukes i teknikken for isolering av loddet, avtakbar og andre elektriske tilkoblinger.

Historien til oppfinnelsen av varmekrympbare rør

Det varmekrympbare rør er laget av polymerer som reversibelt kan omdannes til en flytende eller viskøs tilstand under påvirkning av temperatur. Disse er hovedsakelig polyolefiner:

1. Polyetylen;
2. Polypropylen;
3. Polyvinylklorid( halogenerte polyolefiner).

Og andre materialer som inngår i gruppen av termoplast. Polyolefiner betraktes som kjedepolymerer av strukturelle formål. En karakteristisk mangel på litteratur om emnet, selv om PVC diskuteres som en grunnleggende løsning for plastvinduer, gjennomføres miljøkonsekvensstudier. Men om krympematerialebok kan ikke bli funnet på Internett.

Det er kjent at i 1962 - spesielt den 23. juli - oppfant Judson Doumore Wetmore, en ingeniør fra Rachem, et varmekrympeslange som en del av en tredjepartsstudie. Tre år senere ble US3396460 A deklarert og mottar sannsynligvis en andel fra hver produsert enhet. Oppfinneren har plassert sitt eget avkom som en metode for å kombinere polymerstrukturer. Han skrev at når det oppvarmes, smelter røret og tett dekker delen som er innsatt innvendig.

Judson hevder at han ble inspirert av en oppfinnelse datert 1936( US2027962 A).Det gjelder helt for termoplast. Forfatteren har oppfunnet en ny produksjonsmetode som bruker stoffer som, når de blir oppvarmet, skifter formen enkelt. Og i et bredt spekter av temperaturer, som forenkler prosessen med produksjonsdeler. Oppfinnelsen er nært forbundet med testene utviklet av organisasjonen ASTM - det handlet om termoplast.

La oss gå tilbake til Judson. Produksjonsprosessen til varmekrympeslangen begynner med materialvalg. En egnet polymer velges, for eksempel neopren. Ved oppvarming tilsettes tilsetningsstoffer der i henhold til fremtidig bruk av materialet. Deretter kommer prosessen med dannelse, anerkjent som nøkkelen. Polymerrøret er plassert i et vakuum hvor det oppvarmes. Vanligvis på grunn av infrarøde bølger. Som et resultat strekkes produktet i alle retninger.

Når ønsket diameter er nådd, følger en skarp kjøling. I et vakuum skjer raskt. Det viser seg at polymeren stivner i en svært utstrakt tilstand. Ved lett oppvarming - komprimert. Dette kalles et krympeslange i produksjon.

30. august 1978 ble US patent nr. 4.188.443, i tittelen inneholdende begrepet krympbar film, arkivert. Og her snakker vi om termoplast. Oppfinner beskriver komponenten:

1. Filmen består av fem polymerlag.
2. Central( tredje) består av polyester eller kopolyester.
3. Det er omgitt av en( andre og fjerde) etylen-vinylacetat-kopolymer.
4. Skallet er en etylen-propylen-kopolymer.

Materialet er plassert som en emballasje. I dag viser de på YouTube hvordan kontrollpaneler blir satt på filmen for å beskytte dem mot effekten av skitne hender. Som et resultat oppnår enheten beskyttelse mot fuktighet og blir mindre oksidert av luft. Betydningen av tilstedeværelsen av lagets masse er at polyolefinene er karakterisert ved ekstreme krympingsegenskaper. Opptil fire ganger mer komprimert enn PVC som brukes i næringsmiddelindustrien.Å bringe egenskapene til produktet til den vanlige emballasjen som brukes på eksisterende utstyr, og det tok noen lag.

Termoplast

Det er mange termoplaster, egenskapene er forskjellige. De fleste av de endelige materialene leveres i liten mengde med flere modifikatorer for å gi bestemte egenskaper. En kort liste over slike tilsetningsstoffer:

• myknere;
• smøring;
• stabilisatorer;
• antistatics;
• pigmenter;
• fungicides.

I motsetning til herdet termosettplast og herdede elastomerer blir termoplastene viskøse reversibelt. Dette bidrar til forenkling av å oppnå ønsket form av produktet og molekylgitteret. Eksempler på teknologiske metoder: ekstrudering, støping, stempling, støping, sveising. Termoplast er vanligvis delt:

• Molekylær struktur:

1. Karbonkjede: polystyrener, polyakrylater, kopolymerer, polyolefiner. Syntetiseres langs radikal-kjeden eller ion-kjeden banen.
2. Hetero type: polyacetaler, polyestere. Syntetisert ved ionisk polymerisering av cyklisk eller polykondensasjon av bifunksjonelle monomerer.

• Fysisk struktur:

1. Amorf, med stive molekyler( I).Graden av krystallinitet overstiger ikke 25%.Lysere representanter er polystyren, polyvinylklorid og andre kjedekjede-polymerer med uregelmessig struktur. Polyamider, polyestere og polyetere og andre heterokjede polymerer. Stamping og ekstrudering( ekstrudering) utføres ved glassovergangstemperaturen, støping - ved temperaturen av fluiditeten.
2. Krystal medium grad( II).Glassovergangstemperaturen ligger nær romtemperaturen. Pentaplast, polytrifluorokloretylen, polymetylpenten er anerkjent som fremtredende representanter. Støping utføres ved en temperatur over smelting.
3. Krystal høy grad( III).Glassovergangstemperaturen i den amorfe form er under romtemperatur. Under normale forhold utviser plastisitet. Under glassovergangstemperaturen blir det sprøtt. Egenskaper bestemmes av graden av krystallinitet. Lysere representanter ble polyetylen og polypropylen. Støping og ekstrudering utføres ved smeltetemperaturen, stansing - nær denne verdien.

Mekaniske egenskaper til termoplast

Mekaniske egenskaper uttrykkes i plastisitet, styrke, avhengigheten av deformasjonsresultatet på brukshastigheten av kraft, temperatur og andre faktorer. Det er vanlig å utpeke indikatorer som karakteriserer materialet når det gjelder motstand mot eksterne krefter:

• Destruktive stress:

1. Når den strekkes, varierer den fra 1,2 til 12 kgf / kvm.mm. De rådende frekvensene av fenylon.
2. Ved komprimering varierer den fra 0,5 til 12 kgf / kvm.mm. De høyeste nivåene av polykarbonat.
3. Ved bøyning varierer fra 1,2 til 14 kgf / kvm.mm. Den overlegne ytelsen av polyamid-6.

• Trendstyrke varierer fra 0,75 til 8,5 gks / kvadrat.mm. Den beste ytelsen i polyamid-6.
• Forlengelse i brudd varierer fra 1,5 til 800%.De rådende indikatorene er polyetylen med høy tetthet og polypropylen.

Mange teorier er utviklet med hensyn til ødeleggelse av termoplaster:

1. Teorien om sprø brudd fastslår at sprekker dannes på stedet med størst stress og gradvis øker. Når kritisk lengde er nådd, begynner oppdeling i deler. Før dannelsen av sprekker er kroppen helt underlagt Hooke's law( en kraft som er proporsjonal med forlengelse).Bruddspenningen er beskrevet og formelen avhenger av den bestemte energien til ødeleggelse av materialet. Mangel på teori: Før dannelsen av sprekker begynner termoplast å deformere, utnytte energi.
2. Termofluktuasjonsteori om styrke taler om et kvantitativt forhold mellom påført stress og tid som går før feil. Disse parametrene er forbundet med en eksponentiell formel, som i tillegg inneholder to konstanter( se figur).Zhurkov-ligningen er mer komplisert og tar hensyn til aktiveringsenergien til ødeleggelse. Termofluktueringsteorien hevder at ødeleggelse blir en kinetisk prosess for akkumulering av skade, og ikke en engangsakt. I løpet av fenomenet oppstår sprekker.

De siste teoriene avgir strukturen av polymerer, som er anerkjent som en ulempe. Det tar ikke hensyn til fysisk tilstand. De fleste av dataene som er oppnådd overveiende empirisk. For eksempel beskrives oppførselen til termoplastene under kortvarig belastning ved hjelp av grafene som er oppnådd i eksperimenter. Deretter finner kurvene verdiene:

1. Den kortsiktige elastisitetsmodulet bestemmes av hellingsvinkelen av tangenten, trukket fra kurvens opprinnelse for lav belastningshastighet. En elastisk elastisitetsmodul er funnet ved hellingsvinkelen til sekanten av den forrige grafen.
2. Bruddspenning. Grafen er merket med et kryss på enden av kurven. Bestemt for polymerer som bryter ned sprø.
3. Yield Styrke. Analoger av bruddspenning for viskøse polymerer. De største indikatorene på dette og den forrige parameteren i polymerer i gruppe I, den laveste - i III.
4. Energi av ødeleggelse. Numerisk lik området under kurven. Ved høyhastighets ødeleggelse vurderes arbeidet.
5. Brittleness temperaturen er estimert fra kurvefamilier. Skadets natur vurderes under ulike forhold( bestemt av kurvens form).I henhold til GOST 16782 er prøven lastet med konstant hastighet( fra 4,5 til 120 m / min) med en samtidig temperaturendring fra erfaring til opplevelse. Ta opp miljøindikatorene der ødeleggelsen skjer.

tomter Andre parametere:

1. Standardhardheten bestemmes i henhold til Brinell og karakteriserer motstanden mot sfærisk indentering.
2. Standard varmebestandighet beskriver temperaturen der deformasjonen overskrider grenseverdiene. De bestemte tallene er sterkt avhengige av metodene: dobbeltbøyning, Martens-bøyning, innføring av Vic sylindriske nål.
3. Poisson's Ratio viser volumendringen under deformasjon. Det avhenger av temperatur, belastningsgrad og størrelsen. Maksimumsverdier for termoplast i gruppe III.
4. Effektstyrken bestemmes av den relativt langsomte ødeleggelsen av prøven ved en temperatur på 20 grader Celsius ved påvirkning av kopra under dobbeltbøyning( GOST 4647).Kraftig avtar med utseendet på kutt, avhenger sterkt av form og dybde av skaden. Spesifikke verdier er svært avhengige av teknikken.
5. Impact Toughness gjør at vi kan estimere styrken under høyhastighets lasting. Polymerer av gruppe II og III er karakterisert ved de høyeste verdier, de laveste indikatorene for representanter for gruppe I er polystyren og polymetylmetakrylat. I PVC er parameteren høy ved en temperatur på +20 grader Celsius, faller kraftig ved avkjøling.

Temperatur og hastighet på lasting har en merkbar effekt på formen på grafen. Imidlertid er uniformen avhengighet ikke observert. Likheten av prosessene er observert innenfor grupper, tidligere preget av fysisk struktur. Egenskaper er svært avhengige av prosessen. For eksempel, under annealing av polymerer i gruppe I nær glassovergangstemperaturen, øker den elastiske modulen. Etter en og en halv time av PVC-eksponering ved en temperatur på 60 grader Celsius er 10-sekunders elastisitetsmodul 160 kgf / kvm.mm, etter 48 timer - 230, etter 60000 timer - 270.

Den maksimale variasjonen av elasticitetsmodulet og hardheten i den tredje gruppen. Testmetoder for termoplast er langt fra perfekt, men varmekrympeslange brukes i hverdagen og industrien. Spørsmålet er nær elektrikerne. Faktisk er temaet patent US3396460 A utviklet for dem. Varmekrympbare filmer brukes til å beskytte kontrollpaneler, polymerer brukes til å pakke produkter.