كيف يتم تشكيل الإجهاد الداخلي؟

توليد التوتر الداخلي

في المنتجات المقولبة بالحقن، تختلف حالات الضغط المحلية في كل مكان، وتعتمد درجة تشوه المنتج على توزيع الضغط.إذا كان المنتج باردًا.إذا كان هناك تدرج في درجة الحرارة، فسوف يتطور هذا النوع من الإجهاد، لذلك يسمى هذا النوع من الإجهاد أيضًا 'تشكيل الإجهاد'.

هناك نوعان من الضغط الداخلي للمنتجات المقولبة بالحقن: أحدهما هو إجهاد القولبة للمنتج المقولب بالحقن، والآخر هو إجهاد درجة الحرارة.عندما يدخل المنصهر إلى القالب بدرجة حرارة منخفضة، فإن المنصهر القريب من جدار التجويف يبرد ويتصلب بسرعة، وبالتالي يتم 'تجميد' السلسلة الجزيئية. وبسبب طبقة البوليمر المتصلبة، تكون التوصيل الحراري سيئًا للغاية، مما يؤدي إلى تدرج كبير في درجة الحرارة في اتجاه سمك المنتج.يتصلب الجزء الأساسي من المنتج ببطء شديد، لذلك عندما تكون البوابة مغلقة، فإن وحدة الذوبان الموجودة في وسط المنتج لم تتصلب بعد، ولا يمكن لآلة التشكيل بالحقن أن تكمل انكماش التبريد.

وبهذه الطريقة، يكون الانكماش الداخلي للمنتج عكس اتجاه طبقة الجلد الصلبة؛النواة في حالة توتر ثابت والطبقة السطحية في حالة ضغط ثابت.

بالإضافة إلى الإجهاد الناتج عن تأثير انكماش الحجم أثناء تعبئة وتدفق المصهور.هناك أيضًا الضغط الناتج عن تأثير التمدد للعداء ومخرج البوابة؛يرتبط الضغط الناتج عن التأثير الأول باتجاه تدفق الذوبان، وسيسبب الأخير ضغطًا في الاتجاه العمودي على اتجاه التدفق بسبب تأثير توسيع المخرج.

2. العوامل العملية المؤثرة على التوتر

(1) تأثير الإجهاد الاتجاهي في ظل ظروف التبريد السريعة، سيؤدي الاتجاه إلى تكوين إجهاد داخلي في البوليمر.بسبب اللزوجة العالية لمصهور البوليمر، لا يمكن تخفيف الضغط الداخلي بسرعة، مما يؤثر على الخصائص الفيزيائية واستقرار الأبعاد للمنتج.

تأثير العوامل المختلفة على ضغوط التوجه:

درجة حرارة الذوبان، ودرجة حرارة الذوبان مرتفعة، واللزوجة منخفضة، وتقليل إجهاد القص، وانخفاض درجة الاتجاه؛من ناحية أخرى، فإن درجة حرارة الذوبان العالية سوف تسرع من تخفيف الضغط وتعزز تعزيز القدرة على إزالة التوجه.

ب ومع ذلك، بدون تغيير ضغط آلة التشكيل بالحقن، سيزداد ضغط التجويف، وسيؤدي عمل القص القوي إلى زيادة إجهاد التوجيه.

ج.سيؤدي تمديد وقت التثبيت قبل إغلاق الفوهة إلى زيادة ضغط التوجيه.

د زيادة ضغط الحقن أو الضغط المستمر سيزيد من إجهاد التوجيه،

يمكن أن تضمن درجة حرارة القالب المرتفعة أن المنتج يبرد ببطء ويلعب تأثير إزالة الاتجاه.

f زيادة سمك المنتج يقلل من إجهاد التوجيه، لأن المنتج ذو الجدران السميكة يبرد ببطء، وتزداد اللزوجة ببطء، وتستغرق عملية تخفيف الإجهاد وقتًا طويلاً، وبالتالي يكون إجهاد التوجيه صغيرًا.

(2) التأثير على الإجهاد الحراري

كما ذكرنا أعلاه، نظرًا للتدرج الكبير في درجة الحرارة بين المصهور وجدار القالب أثناء ملء القالب، فإن الطبقة الخارجية من المصهور التي تتصلب أولاً تساعد على إيقاف انكماش الطبقة الداخلية من المصهور التي تتصلب لاحقًا، مما يؤدي إلى إجهاد الضغط (الانكماش) الإجهاد) في الطبقة الخارجية.، الطبقة الداخلية تنتج إجهاد الشد (إجهاد التوجه).

إذا استمر ضغط الإمساك لفترة طويلة بعد ملء القالب، فسيتم ملء ذوبان البوليمر في تجويف القالب مرة أخرى لزيادة ضغط التجويف، وسيؤدي هذا الضغط إلى تغيير الضغط الداخلي الناتج عن تفاوت درجة الحرارة.مع ذلك، عندما يكون وقت الاحتجاز قصيرًا ويكون ضغط التجويف منخفضًا، فإن الجزء الداخلي للمنتج سيظل محتفظًا بحالة الضغط الأصلية أثناء التبريد.

إذا كان ضغط تجويف القالب غير كاف في المرحلة الأولية لتبريد المنتج، فإن الطبقة الخارجية للمنتج ستشكل منخفضات بسبب التصلب والانكماش؛إذا كان ضغط تجويف القالب غير كاف في المرحلة اللاحقة عندما يكون المنتج قد شكل طبقة مبردة، فإن الطبقة الداخلية للمنتج سوف تنفصل بسبب الانكماش، أو يتم تشكيل التجاويف؛إذا تم الحفاظ على ضغط التجويف قبل إغلاق البوابة، فسوف يساعد ذلك على زيادة كثافة المنتج والقضاء على إجهاد درجة حرارة التبريد، ولكن سيحدث تركيز إجهاد أكبر بالقرب من البوابة.

يتبين من ذلك أنه عندما يتم قولبة البوليمرات البلاستيكية الحرارية، كلما زاد الضغط في القالب، زاد وقت الاحتفاظ، مما يساعد على تقليل إجهاد الانكماش الناتج عن درجة الحرارة، مما سيزيد من إجهاد الضغط.

3. العلاقة بين الضغوط الداخلية وجودة المنتج

إن وجود ضغوط داخلية في المنتج سيؤثر بشكل خطير على الخواص الميكانيكية وأداء المنتج؛بسبب وجود الضغط الداخلي للمنتج وتوزيعه بشكل غير متساوٍ، فإن المنتج سوف يتشقق أثناء الاستخدام.عند استخدامه تحت درجة حرارة التزجج، غالبًا ما يحدث تشوه أو تزييف غير منتظم، مما قد يتسبب أيضًا في 'التبييض' والتعكر وتدهور الخصائص البصرية على سطح المنتج.

حاول خفض درجة الحرارة عند البوابة وزيادة وقت التبريد البطيء، مما سيساعد على تحسين الضغط غير المتساوي للمنتج وجعل الخواص الميكانيكية للمنتج موحدة.

بغض النظر عن البوليمر البلوري أو البوليمر غير البلوري، فإن قوة الشد تظهر خصائص متباينة الخواص.تختلف قوة الشد للبوليمرات غير المتبلورة اعتمادًا على موضع البوابة؛عندما تكون البوابة هي نفس اتجاه التعبئة، تنخفض قوة الشد مع زيادة درجة حرارة الذوبان؛عندما تكون البوابة متعامدة مع اتجاه الملء، تزداد قوة الشد مع زيادة درجة حرارة الذوبان.

مع زيادة درجة حرارة الذوبان، يتم تعزيز تأثير إزالة الاتجاه، في حين أن تأثير التوجيه الضعيف يقلل من قوة الشد.سيؤثر اتجاه البوابة على الاتجاه من خلال التأثير على اتجاه تدفق المادة، ولأن البوليمرات غير المتبلورة لها تباين أقوى من البوليمرات البلورية، فإن قوة الشد المتعامدة مع اتجاه تدفق الأولى أعلى من قوة الشد الخاصة بالأخيرة.كبير.يتميز الحقن في درجة حرارة منخفضة بتباين ميكانيكي أكبر من الحقن في درجة حرارة عالية.على سبيل المثال، عندما تكون درجة حرارة الحقن مرتفعة، تكون نسبة القوة بين الاتجاه الرأسي واتجاه التدفق 1.7، وعندما تكون درجة حرارة الحقن منخفضة تكون 2.

ومن وجهة النظر هذه، فإن الزيادة في درجة حرارة الذوبان ستؤدي إلى انخفاض في قوة الشد لكل من البوليمرات البلورية وغير المتبلورة، ولكن الآلية مختلفة؛السابق يرجع إلى انخفاض التوجه.