Znáte metody pro testování houževnatosti modifikovaných recyklovaných plastů?

Modifikované plasty se vztahují k univerzálním plastům a technickým plastům, které jsou založeny na plnění, míchání, zpevňování a dalších metodách zpracování modifikovaných plastových výrobků za účelem zlepšení vlastností zpomalení hoření, pevnosti, odolnosti proti nárazu, houževnatosti a dalších aspektů.

Modifikované plasty dnes hrají stále důležitější roli v životě národů, zejména v automobilovém průmyslu a odvětví domácích spotřebičů, kde hrají nezastupitelnou roli. Pro mnoho typůtechnologie modifikovaných plastůAkademici i průmysl se zaměřili na kalení plastů, protože houževnatost materiálu často hraje rozhodující roli v aplikaci produktu. V tomto článku vám Informační stanice o recyklaci vysvětlí několik věcí o kalení plastů.

Čím je materiál tužší, tím je menší pravděpodobnost jeho deformace, čím je materiál tvárnější, tím je pravděpodobnější jeho deformace.

Houževnatost, na rozdíl od tuhosti, je vlastnost, která odráží snadnost deformace objektu. Čím je materiál tužší, tím je menší pravděpodobnost jeho deformace, a čím je tvárnější, tím je pravděpodobnější jeho deformace.

Obecně platí, že čím větší je tuhost, tím větší je tvrdost, pevnost v tahu, modul pružnosti v tahu (Youngův modul), pevnost v ohybu a modul ohybu materiálu; naopak, čím větší je houževnatost, tím větší je prodloužení do přetržení a rázová houževnatost.

Rázová houževnatost je pevnost vzorku nebo součásti odolat nárazu a často se obecně definuje jako množství energie absorbované vzorkem před jeho zlomením. Rázová houževnatost má různé hodnoty v závislosti na tvaru proužku, zkušební metodě a podmínkách vzorku, a proto ji nelze klasifikovat jako základní vlastnost materiálu.

Výsledky získané z různých metod rázových zkoušek nejsou srovnatelné.

Existuje mnoho metod rázových zkoušek, založené na zkušební teplotě: ráz při pokojové teplotě, ráz při nízké teplotě a ráz při vysoké teplotě; podle stavu napětí vzorku lze rázy rozdělit na ohybové – rázy jednoduchého nosníku a konzolového nosníku, rázy tahem, rázy v krutu a rázy ve smyku; podle použité energie a počtu rázů lze rázy rozdělit na rázy s velkou energií a rázy s malou energií, které se opakují opakovaně. Různé materiály nebo různé aplikace mohou zvolit různé metody rázových zkoušek a dosáhnout různých výsledků, které nelze srovnávat.

Je analyzován a shrnut mechanismus plastického zpevňování a faktory, které jej ovlivňují.
Sdílejte se všemi!

1. Teorie stříbrných pruhů a smykových pásů

Ve směsných systémech z pryží a tvrzených plastů je role pryžových částic dvojí.
Na jedné straně působí jako centrum koncentrace napětí a indukuje velké množství stříbrných čar a smykových pásů v matrici.
Na druhou stranu je vývoj stříbrného vzoru řízen tak, aby byl včas ukončen, aniž by se vyvinul v destruktivní trhlinu.

Napěťové pole na konci stříbrného proužku může vyvolat smykový pás, který stříbrný proužek ukončuje. Zabraňuje také rozvoji stříbrného zrna, když se rozprostírá do smykového pásu. Vznik a rozvoj velkého množství stříbra a smykového pásu během namáhání materiálu spotřebovává velké množství energie, což vede ke zvýšení houževnatosti materiálu. Stříbření se makroskopicky projevuje jako jev bělení v důsledku namáhání, zatímco smykové pásuvání je spojeno s jemným zúžením, které se liší v různých plastových substrátech.

Například houževnatost matrice HIPS je malá, stříbrně zrnitá, bělení pod napětím, objem stříbrně zrnité matrice se zvětšuje, příčný rozměr se v podstatě nezmění, v tahu nedochází k jemnému krčku; u tvrzeného PVC je houževnatost matrice velká, mezní mez je způsobena hlavně smykovým pásem, je zde jemný krček, žádné bělení pod napětím; u HIPS/PPO je značný podíl stříbrně zrnitých smykových pásů, je zde zároveň jemný krček a bělení pod napětím.

2. Faktory ovlivňující zpevňovací účinek plastů

(1) Výzkum vlastností matricové pryskyřice ukazuje, že zlepšení houževnatosti matricové pryskyřice vede ke zlepšení zpevňovacího účinku tvrzeného plastu a že zlepšení houževnatosti matricové pryskyřice lze dosáhnout následujícími způsoby.

Zvyšte molekulovou hmotnost základní pryskyřice tak, aby se zúžila distribuce molekulových hmotností; zlepšete houževnatost regulací krystalizace, jakož i krystalinity, velikosti a tvaru krystalů. Například nukleační činidla se přidávají do PP pro zvýšení rychlosti krystalizace a zjemnění velikosti zrn, čímž se zlepší lomová houževnatost.

(2) Vlastnosti a dávkování zpevňujících činidel

A. Vliv velikosti částic dispergované fáze zpevňujícího činidla – U elastomerních tvrzených plastů se nejlepší hodnota velikosti částic dispergované fáze elastomeru liší v závislosti na vlastnostech základní pryskyřice. Například nejlepší hodnota velikosti částic pryže v HIPS je 0.8–1.3 μm, nejlepší velikost částic ABS je asi 0.3 μm a nejlepší velikost částic ABS modifikovaného PVC je asi 0.1 μm.
B. Vliv dávkování zpevňovacího prostředku – existuje optimální hodnota pro množství přidávaného zpevňovacího prostředku, která souvisí s parametrem rozteče částic.
C. Vliv teploty skelného přechodu zpevňovacího prostředku – obecně platí, že čím nižší je teplota skelného přechodu elastomeru, tím lepší je zpevňovací účinek.
D. Vliv mezifázové pevnosti ztužovacího prostředku s matricovou pryskyřicí – vliv mezifázové pevnosti vazby na ztužovací účinek se liší systém od systému.
E. Vliv struktury elastomerového zpevňovače – v závislosti na typu elastomeru, stupni zesítění atd.

(3) Vazba mezi dvěma fázemi má dobrou vazbu mezi oběma fázemi, což umožňuje efektivnější přenos napětí mezi fázemi a tím větší spotřebu energie. Tím lepší je celkový výkon makroplastu, zejména rázová houževnatost, což je nejvýznamnější zlepšení. Roubovaná kopolymerace a bloková kopolymerace jsou typické metody pro zvýšení vazebné síly mezi dvěma fázemi, s tím rozdílem, že se chemicky vážou pomocí chemické syntézy, jako například roubované kopolymery HIPS a ABS a blokové kopolymery SBS a polyuretan.

Pro zpevňování plastů pomocí zpevňovacích činidel se jedná o fyzikální metodu míchání, ale princip je stejný. Ideální systém míchání by měl být ze dvou složek, které jsou částečně kompatibilní a každá z nich je ve fázi. Mezi fázemi je mezivrstva. V mezivrstvě dvou polymerních molekulárních řetězců existuje jasný koncentrační gradient. Zvýšením kompatibility mezi složkami se dosáhne dobré spojovací síly. Zlepšením difuze se zvětší tloušťka mezivrstvy. Toto je klíčová technologie pro zpevňování plastů a přípravu polymerních slitin – technologie polymerní kompatibility!