Zmršťovacia trubica

Tepelne zmrštiteľná hadica je termopolymérny výrobok, ktorý sa po zahriatí zmršťuje vo všetkých smeroch.Účinok sa používa v technike izolácie spájkovaných, odpojiteľných a iných elektrických spojení.

História vynálezu teplom zmrštiteľných rúrok

Tepelne zmrštiteľná trubica je vyrobená z polymérov, ktoré sa môžu reverzibilne premeniť na kvapalný alebo viskózny stav pôsobením teploty. Ide najmä o polyolefíny: polyetylén

1. ;
2. Polypropylén;
3. Polyvinylchlorid( halogénované polyolefíny).

A ďalšie materiály zahrnuté v skupine termoplastov. Polyolefíny sa považujú za reťazcové polyméry štrukturálneho účelu. Charakteristický nedostatok literatúry k tomuto problému, aj keď sa PVC ľahko diskutuje ako základné riešenie pre plastové okná, sa uskutočňujú štúdie environmentálneho vplyvu. Ale kniha o zmršťovacích materiáloch sa nedá nájsť na internete.

Je známe, že v roku 1962, konkrétne 23. júla, inžinier od Rachem Judson Douglas Wetmore vynašiel ako súčasť tretej strany štúdiu tepelnej zmršťovacej trubice. O tri roky neskôr bolo vyhlásené US3396460 A a pravdepodobne dostane podiel z každej vyrobenej jednotky. Vynálezca umiestnil svoje vlastné potomstvo ako spôsob kombinácie polymérnych štruktúr. Napísal, že po zahriatí sa trubica roztaví a tesne zakryje vloženú časť.

Judson tvrdí, že bol inšpirovaný vynálezom z roku 1936( US2027962 A).Týka sa to úplne termoplastov. Autor vytvoril nový spôsob výroby s použitím látok, ktoré pri zahriatí ľahko menia tvar. A v širokom rozsahu teplôt, čo zjednodušuje proces výroby dielov. Vynález je úzko spojený s testami vyvinutými organizáciou ASTM - bolo to o termoplastikách.

Poďme sa vrátiť do Judson. Výrobný proces zmršťovacej trubice začína výberom materiálu. Výber vhodného polyméru je napríklad neoprén. V procese zahrievania sa pridávajú aditíva podľa budúceho použitia materiálu. Potom prichádza proces formácie, uznaný ako kľúč.Polymérová trubica sa umiestni do vákua, kde sa ohreje. Zvyčajne kvôli infračerveným vlnám. V dôsledku toho sa produkt roztiahne vo všetkých smeroch.

Po dosiahnutí požadovaného priemeru nasleduje ostré ochladzovanie. Vo vákuu sa stáva rýchlo. Ukázalo sa, že polymér tuhne vo veľmi roztiahnutom stave. Pri ľahkom ohreve - stlačené.Toto sa nazýva zmršťovacia trubica vo výrobe.

30. augusta 1978 bol podaný patent USA č. 4 188 443 v názve obsahujúcom pojem zmrštiteľného filmu. A tu hovoríme o termoplastoch. Vynálezcovia opisujú komponent:

1. Film sa skladá z piatich vrstiev polyméru.
2. Central( tretí) pozostáva z polyesteru alebo kopolyesteru.
3. Je obklopený( druhým a štvrtým) kopolymérom etylén-vinylacetát.
4. Obal je etylén-propylénový kopolymér.

Materiál je umiestnený ako obal. Dnes, na YouTube, ukazujú, ako sú na film umiestnené ovládacie panely, aby ich chránili pred účinkami špinavých rúk. Výsledkom je, že zariadenie získa ochranu pred vlhkosťou a je menej oxidované vzduchom. Význam prítomnosti hmotnosti vrstiev spočíva v tom, že polyolefíny sú charakterizované extrémnymi zmršťovacími vlastnosťami. Až štyrikrát viac stlačených ako PVC používaných v potravinárskom priemysle. Uvedenie vlastností produktu na obvyklý obal, ktorý sa používa na existujúcich zariadeniach, a trvalo niekoľko vrstiev.

Termoplast

Existuje mnoho termoplastov, vlastnosti sú rôzne. Väčšina finálnych materiálov sa dodáva v malom množstve s ďalšími modifikátormi, ktoré dodávajú špecifické vlastnosti. Krátky zoznam takýchto prísad: plastifikátory

• ;Mazanie
• ;
• stabilizátory;Antistatické
• ;Pigmenty
• ;Fungicídov
• .

Na rozdiel od vytvrdených termosetov a vulkanizačných elastomérov sa termoplasty stávajú reverzibilnými vo viskóznom stave. To prispieva k zjednodušeniu dosiahnutia požadovaného tvaru výrobku a molekulovej mriežky. Príklady technologických metód: extrúzia, liatie, lisovanie, vákuové tvarovanie, zváranie. Termoplasty sú zvyčajne rozdelené:

• Molekulová štruktúra:

1. Uhlíkový reťazec: polystyrén, polyakryláty, kopolyméry, polyolefíny. Syntetizované pozdĺž dráhy radikálového reťazca alebo iónového reťazca.
2. Hetero typ: polyacetály, polyestery. Syntetizované iónovou polymerizáciou cyklickej alebo polykondenzácie bifunkčných monomérov.

• Fyzikálna štruktúra:

1. Amorfná, s tuhými molekulami( I).Stupeň kryštalinity nepresahuje 25%.Jasnými predstaviteľmi sú polystyrén, polyvinylchlorid a iné reťazce s nepravidelnou štruktúrou. Polyamidy, polyestery a polyétery a iné hetero-reťazcové polyméry. Razenie a extrúzia( extrúzia) sa uskutočňuje pri teplote skleného prechodu, tvarovanie - pri teplote tekutosti.
2. Kryštálový stredný stupeň( II).Teplota skleného prechodu je blízka teplote miestnosti. Pentaplast, polytrifluórchlóroetylén, polymetylpentén sa považujú za prominentných zástupcov. Formovanie sa vykonáva pri teplote nad tavením.
3. Crystal vysoký stupeň( III).Teplota skleného prechodu amorfnej formy je nižšia ako teplota miestnosti. Za normálnych podmienok vykazuje plasticitu. Pod teplotou skleného prechodu sa stáva krehká.Vlastnosti sú určené stupňom kryštalinity. Jasnými predstaviteľmi sa stali polyetylén a polypropylén. Odlievanie a extrúzia sa vykonáva pri teplote topenia, dierovanie - blízko tejto hodnoty.

Mechanické vlastnosti termoplastov

Mechanické vlastnosti sú vyjadrené plasticitou, pevnosťou, závislosťou výsledku deformácie od rýchlosti aplikácie sily, teploty a iných faktorov. Zvyčajne sa vynášajú ukazovatele charakterizujúce materiál z hľadiska odolnosti voči vonkajším silám:

• Deštruktívne napätie:

1. Pri rozťahovaní sa pohybuje od 1,2 do 12 kgf / sq.mm. Prevažujúca miera fenylónu.
2. Pri stlačení sa pohybuje od 0,5 do 12 kgf / sq.mm. Najvyššia miera polykarbonátu.
3. Pri ohýbaní sa pohybuje od 1,2 do 14 kgf / sq.mm.Špičkový výkon polyamidu-6.

• Prieťažnosť v ťahu sa pohybuje od 0,75 do 8,5 g / m2.mm. Najlepší výkon v polyamid-6.
• Predĺženie pri pretrhnutí sa pohybuje od 1,5 do 800%.Prevažujúcimi ukazovateľmi sú polyetylén s vysokou hustotou a polypropylén.

Mnoho teórií bolo vyvinutých v súvislosti s likvidáciou termoplastov:

1. Teória krehkých zlomenín uvádza, že praskliny sa tvoria v mieste najväčších napätí a postupne sa zvyšujú.Po dosiahnutí kritickej dĺžky sa rozdelí na časti. Pred vznikom trhlín sa telo úplne hlási k Hookovemu zákonu( sily úmerné predĺženiu).Napätie pri lomu je opísané a vzorec závisí od špecifickej energie zničenia materiálu. Nedostatok teórie: pred vznikom trhlín sa termoplasty začínajú deformovať a vyčerpávajú energiu.
2. Teória termoflukcie sily hovorí o kvantitatívnom vzťahu medzi aplikovaným stresom a časom, ktorý prechádza pred poruchou. Tieto parametre sú spojené exponenciálnym vzorcom, ktorý navyše obsahuje dve konštanty( pozri obrázok).Zhurkovova rovnica je zložitejšia a berie do úvahy aktivačnú energiu zničenia. Teória termoflukcie tvrdí, že ničenie sa stáva kinetickým procesom akumulácie škody a nie jednorazovým činom. Počas tohto fenoménu sa vytvárajú trhliny.

Najnovšie teórie odložia štruktúru polymérov, čo je považované za nevýhodu. Neberie do úvahy fyzický stav. Väčšina získaných údajov prevažne empiricky. Napríklad chovanie termoplastov pri krátkodobom zaťažení je opísané grafmi získanými v experimentoch. Potom krivky nájdu hodnoty:

1. Krátkodobý modul pružnosti je určený z uhla sklonu tangenta, odvodeného od začiatku krivky pre nízku mieru zaťaženia. Sekundový modul pružnosti je nájdený uhlom sklonu secantu predchádzajúceho grafu.
2. Rozbíjací stres. Graf je označený krížikom na konci krivky. Určené pre polyméry, ktoré sa rozpadajú krehké.
3. Výťažnosť.Analógy lámavého napätia pre viskózne polyméry. Najväčšie ukazovatele tohto a predchádzajúceho parametra v polyméroch skupiny I, najnižšie - v III.
4. Energia zničenia.Číselne sa rovná oblasti pod krivkou. V prípade vysokorýchlostného zničenia sa práca vyhodnocuje.
5. Teplota lámavosti sa odhaduje na základe krivkových skupín. Povaha poškodenia sa hodnotí za rôznych podmienok( určených tvarom krivky).Podľa GOST 16782 sa vzorka zaťažuje konštantnou rýchlosťou( od 4,5 do 120 m / min) so súčasnou zmenou teploty zo skúsenosti na skúsenosti. Zaznamenajte environmentálne indikátory, pri ktorých dôjde k zničeniu.

Ďalšie parametre:

1. Štandardná tvrdosť je určená spoločnosťou Brinell a charakterizuje odolnosť voči zavedeniu sférického indenteru.
2. Štandardná tepelná odolnosť opisuje teplotu, pri ktorej deformácia prekračuje limitné hodnoty. Určené čísla výrazne závisia od metód: ohýbanie dvojitým oporom, ohýbanie Martensa, zavedenie cylindrickej ihly Vicovej.
3. Poissonovo pomer ukazuje zmenu objemu počas deformácie. Závisí to od teploty, deformácie a veľkosti. Maximálne hodnoty pre termoplasty skupiny III.
4. Nárazová pevnosť je určená relatívne pomalým zničením vzorky pri teplote 20 stupňov Celzia pri náraze kopry počas ohýbania s dvojitým podkladom( GOST 4647).Pri výskyte rezov výrazne klesá, silne závisí od tvaru a hĺbky poškodenia.Špecifické hodnoty sú vysoko závislé od techniky.
5. Nárazová húževnatosť nám umožňuje odhadnúť pevnosť pri vysokorýchlostnom zaťažení.Polyméry skupín II a III sú charakterizované najvyššími hodnotami, najnižšími ukazovateľmi pre zástupcov skupiny I sú polystyrén a polymetylmetakrylát. V prípade PVC je parameter vysoký pri teplote +20 stupňov Celzia, pri chladení prudko klesá.

Teplota a rýchlosť zaťaženia majú viditeľný vplyv na tvar grafu. Rovnaká závislosť však nie je pozorovaná.Podobnosť postupov sa pozoruje v skupinách, ktoré boli predtým charakterizované fyzickou štruktúrou. Charakteristiky sú veľmi závislé od procesu. Napríklad počas žíhania polymérov skupiny I blízko teploty skleného prechodu sa zvyšuje modul pružnosti. Po hodine a pol expozícii PVC pri teplote 60 stupňov Celzia je 10-sekundový modul pružnosti 160 kgf / sq.mm, po 48 hodinách - 230, po 60000 hodinách - 270.

Maximálna odchýlka modulu pružnosti a tvrdosti v tretej skupine. Skúšobné metódy pre termoplasty sú ďaleko od dokonalosti, ale teplo zmršťovacie hadice sa používajú v každodennom živote a priemysle. Otázka je v blízkosti elektrikárov. Vlastne bol vyvinutý predmet patentu US 3396460 A. Na ochranu ovládacích panelov sa používajú teplom zmrštiteľné filmy, na balenie výrobkov sa používajú polyméry.