کتب و مقالات
فیلم های آموزشی
دوره های آموزشی

کد : ١٠۵٨٨
تاریخ انتشار : ١٣٩۶/١٢/١٨
بازدید : ٣۴٩

شرینکیج در پلیمر ها


این پدیده یک پدیده ترمودینامیکی است و در محصولات قالبگیری تزریقی دیده می شود. در واقع با ورود مذاب به درون قالب و پر شدن آن، از روی دیواره‌های قالب جامد شدن شروع می‌شود. در این مقاله به روش های غلبه بر شرینکیج پرداخته می شود.


شرینکیج در پلیمر ها
این پدیده یک پدیده ترمودینامیکی است و در محصولات قالبگیری تزریقی دیده می شود. در واقع با ورود مذاب به درون قالب و پر شدن آن، از روی دیواره‌های قالب جامد شدن شروع می‌شود. در اثر سرد شدن و جامد شدن، زنجیرها در کنار هم قرار و فشرده‌تر می‌شوند و حجم نمونه کاهش می یابد. چنان‌چه ماده قابلیت تبلور داشته باشد، زنجیرها  وارد سلول‌های کریستالی می شوند و این کاهش حجم شدیدتر می‌شود که به ان پدیده جمع شدگی یا درهم فرورفتگی (Shrinkage) می‌گویند.
اگر علاوه بر تغییر حالت(تغییر حالت از مذاب به جامد)، تغییر فاز(بلورینگی) هم داشته باشیم، این پدیده تشدیدتر خواهد شد.
 
شرینکیج پلی اتیلن

یکی از روش‌های غلبه بر جمع شدگی، افزایش فشار تزریق پس از پرشدن قالب است. هدف از افزایش فشار تزریق، جبران کاهش حجم مذاب با ورود مذاب اضافی به داخل قالب است. بنابراین یک سیکل فشاری به صورت زیر خواهیم داشت:

شرینک در پلیمر

زمان پرشدن(Filling Time) مدت زمان لازم برا یپر شدن قالب است. به منظور جلوگیری از پدیده جت شدن با فشار کم انجام می شود. در مدت زمان فشرده شدن و ثابت نگه‌داشتن فشار(Packing time and holding time)، فشار افزایش یافته تا کاهش حجم ناشی از جمع‌شدگی با ورود مذاب جبران گردد. سپس فشار ثابت نگه‌ داشته می‌شود تا زمانی که جامد شدن در دروازه رخ دهد. در نهایت فشار قطع شده و پیچ به عقب برمی‌گردد.
 
 
عوامل مؤثر بر جمع شدگی
۱-پارامترهای موادی
 برای پلیمرهای نیمه‌بلورین جمع شدگی بیشتر است و هر قدر درصد بلورینگی بیشتر باشد، این پدیده شدیدتر خواهد بود.

شرینک در پلیمر های مختلف


۲-پارامترهای هندسی
 هر چقدر حجم نمونه بیشتر باشد جمع شدگی بیشتر است. به عبارت دیگر با افزایش ضخامت نمونه ، جمع شدگی هم افزایش می‌یابد. بررسی ضخامت وقتی پیچیده می شود که نمونه دارای ابعاد مختلفی باشد. هرجا نمونه دارای ضخامت زیادی باشد، تورفتگی‌هایی ایجاد می‌شود که به این پدیده Sink Mark می‌گویند.

شرینک مارک

۳-پارامترهای فرآیندی
برای مذاب‌های پلیمری هم معادله حالت داریم که ارتباط بین فشار، حجم و دما را می‌دهد. یکی از روش‌های بدست آوردن این روابط استفاده از رئومتر لوله مویین است. روابط به شکل زیر نوشته می‌شود.
(P- )(V-w)=kRT
، w و k ثوابت معادله و برای هر ماده متفاوت است.
عوامل مؤثر بر کاهش جمع شدگی
 
۱-فشار تزریق:
افزایش فشار تزریق باعث کاهش جمع‌شدگی می‌شود. در اثر افزایش فشار تزریق، کاهش حجم مذاب با ورود مذاب اضافی به داخل قالب جبران می شود و در نتیجه جمع شدگی‌ کاهش می یابد. این اثر برای پلیمرهای نیمه بلورین نسبت به پلیمرهای آمورف بیشتر است. همچنین هرچه درصد بلورینگی بیشتر باشد، کاهش جمع شدگی با افزایش فشار بیشتر است.
 
۲- اثر افزایش دمای قالب:
باافزایش دمای قالب نرخ سرد شدن کمتر و در نتیجه زنجیرها فرصت بیشتری دارند تا وارد سلول‌های کریستالی شوند. بنابراین درصد تبلور افزایش خواهد یافت و در نتیجه جمع شدگی هم افزایش خواهد یافت.


۳-افزایش اندازه دروازه
با افزایش اندازه دروازه نیز جمع شدگی کاهش می یابد. چون هم فشار وارد مذاب بیشتر خواهد شد و هم اینکه جامد شدن مذاب در آن کمی بیشتر طول می‌کشد و در نتیجه جمع شدگی کمتر خواهد بود.
 
۴- افزایش فیلرهای معدنی
یکی دیگر از روش‌های کاهش جمع شدگی استفاده از فیلر (پرکننده)است، مانند کربنات کلسیم و تالک، با افزودن پرکننده‌ها، چون جایگزین مذاب می شوند و مقداری از حجم ماده را اشغال می‌کند و خودشان هم جمع‌شدگی ندارند، پس باعث کاهش جمع‌شدگی می‌شوند. از طرفی می‌توان گفت فیلرها می‌توانند به عنوان عامل هسته زا عمل کنند و درصد بلورینگی را بالا ببرند. در نتیجه باعث افزایش جمع شدگی می‌شوند. پس این عامل نیز اثر رقابتی دارد اما در مجموع به خصوص در درصدهای بالاتر باعث کاهش جمع شدگی می‌شوند.
 
۵-افزایش دمای مذاب
با افزایش دمای مذاب، حجم مذاب افزایش می یابد و در نتیجه در اثر سرد شدن جمع شدگی افزایش می‌یابد. اما از طرفی با افزایش دمای مذاب ویسکوزیته کاهش یافته و افت فشار در مسیر کاهش می‌یابد که فشار بیشتری بر مذاب پشت داخل محفظه وارد می‌شود و جمع شدگی کاهش می یابد. پس این عامل اثر رقابتی دارد اما در مجموع جمع شدگی کاهش می‌یابد.

دمای قالب در شرینکیج
 
 
۶-افزایش فشار Holding
با افزایش فشار Holding جمع شدگی کاهش می‌یابد. چون کاهش مذاب با ورود مذاب اضافی به داخل قالب جبران می‌شود و در نتیجه جمع شدگی کاهش می یابد.

افزایش فشار در قالب

جمع شدگی ثانویه
جمع شدگی نهایی را باید حداقل ۲۴ ساعت بعد از خروج قطعه از قالب اندازه گرفت، زیرا در این مدت کریستالیزاسیون دوباره و آزاد شدن تنش‌های باقی مانده ذاتی می‌تواند باعث تغییرات قابل توجهی در ابعاد قطعه شود. جمع شدگی ثانویه در دماهای بالا (در حدود ۷۰ درجه سانتی‌گراد در مرکز قطعه) به حداکثر مقدار خود می‌رسد و می‌تواند تا حدود ۱٪ (در زمان‌های کوتاه) تغییرات ابعادی ایجاد کند
برچسب: شرینکیج در پلی اتیلن, کاهش حجم در قالب گیری, درصد بلورینگی در پلیمرها, افزایش دمای قالب در شرینکیج, افزایش فیلر معدنی در شرینکیج, , , ,

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !
تصویر موجود نمیباشد