UHMWPE Processing Cold Flow Deformation: Causes and Prevention

У сферы прамысловай апрацоўкі ліст (поліэтылену з ультравысокай малекулярнай масай) з ПЭУ СВМТ стаў пераважным матэрыялам для многіх галін прамысловасці дзякуючы сваёй выдатнай зносаўстойлівасці і самазмазваючым уласцівасцям. Аднак дэфармацыя халоднай плыні заўсёды была асноўнай праблемай для спецыялістаў-практыкаў падчас апрацоўкі лістоў ПЭСВМПЭ. Многія кампаніі сутыкаюцца з адхіленнямі ў памерах і пагаршэннем прадукцыйнасці з-за дэфармацыі халоднай плыні падчас вытворчасці лістоў з ПЭСВМ, што прыводзіць да марнавання выдаткаў. Сёння мы спынімся на дэфармацыі халоднага цячэння пры апрацоўцы СВМПЭ, усебакова разбяром характарыстыкі ліста СВМПЭ, прыроду дэфармацыі халоднага цячэння, яе прычыны, меры прафілактыкі і метады лячэння. У той жа час мы дапаможам вам зразумець шматлікія перавагі лістоў СВМПЭ, дапамагаючы спецыялістам эфектыўна пазбягаць праблем з апрацоўкай і выбіраючы высакаякасныя лісты і брускі СВМПЭ.

Поліэтыленавы ліст AHD UHMW

Ліст UHMWPE, скарачэнне ад поліэтыленавага ліста са звышвысокай малекулярнай масай, - гэта ліст або стрыжань у форме інжынернага пластыка, выраблены з лінейнага поліэтылену з малекулярнай масай больш за 1 мільён з дапамогай спецыяльных метадаў апрацоўкі. Гэта адна з самых асноўных і шырока выкарыстоўваюцца формаў матэрыялу UHMWPE. Яго асноўная характарыстыка вынікае з звышдоўгай малекулярнай структуры ланцуга, якая вызначае яго прынцыповае адрозненне ад звычайных поліэтыленавых лістоў (напрыклад, ПНД).

Што тычыцца асноўных параметраў, ліст UHMWPE мае шчыльнасць усяго 0,93-0,95 г/см³, што робіць яго лёгкім і простым ва ўсталёўцы; яго працоўны дыяпазон тэмператур ахоплівае ад -269 ℃ да 100 ℃, захоўваючы выдатную трываласць нават пры нізкіх тэмпературах, не становячыся далікатным; яго каэфіцыент трэння складае ўсяго 0,07-0,11, толькі крыху вышэй, чым у политетрафторэтилена (ПТФЭ), які дэманструе выдатныя самазмазвальныя ўласцівасці; яго зносаўстойлівасць з'яўляецца адной з самых высокіх сярод пластмас, у той жа час ён валодае надзвычай моцнай ударатрываласцю, хімічнай устойлівасцю і надзвычай нізкім водапаглынаннем (<0,01%). Ён не таксічны, не мае паху і адпавядае харчовым і медыцынскім стандартам.

У прымяненні лісты UHMWPE шырока выкарыстоўваюцца ў розных галінах прамысловасці, уключаючы вугальную, горназдабыўную, харчовую, хімічную, медыцынскую і лагістыку. Іх можна выкарыстоўваць у якасці ўкладышаў для сіласаў, канвеерных рэек, падкладак абсталявання і панэляў аперацыйнага стала. Іх асноўная функцыя заключаецца ў вырашэнні прамысловых праблемных момантаў, такіх як знос, карозія і закаркаванне матэрыялу, стварэнне лёгкага рашэння з нізкім узроўнем абслугоўвання, якое замяняе сталь пластыкам, значна зніжаючы знос абсталявання і эксплуатацыйныя выдаткі для прадпрыемстваў.

Важна адзначыць, што з-за надзвычай высокай малекулярнай масы і моцнага зблытання малекулярных ланцугоў лістоў UHMWPE іх надзвычай высокая глейкасць расплаву і дрэнная цякучасць робяць іх нашмат больш складанымі ў апрацоўцы, чым звычайныя пластыкавыя лісты. Халодная дэфармацыя з'яўляецца адной з найбольш распаўсюджаных праблем якасці падчас апрацоўкі, якая непасрэдна ўплывае на дакладнасць памераў і прадукцыйнасць лістоў UHMWPE.

Што такое дэфармацыя халоднага патоку падчас апрацоўкі СВМПЭ?

Дэфармацыя халоднай плыні падчас апрацоўкі ПЭС СВМ - гэта па сутнасці незваротная пластычная дэфармацыя, якая ўзнікае, калі матэрыял ПЭС СВМ падвяргаецца бесперапынным знешнім сілам (такім як ціск, расцяжэнне і сілы рэзання) пры тэмпературах ніжэй за тэмпературу плаўлення падчас апрацоўкі (уключаючы фармаванне, рэзку і зборку). Малекулярныя ланцужкі павольна саслізгваюць і перабудоўваюцца, што прыводзіць да гэтай дэфармацыі. Гэта таксама можа быць зразумета як з'ява "паўзучасці" матэрыялу - павольная, залежная ад часу дэфармацыя пад бесперапынным напружаннем, ніжэйшым за мяжу цякучасці. Гэта унікальнае механічнае паводзіны палімерных матэрыялаў.

У адрозненне ад гарачай дэфармацыі, дэфармацыя халоднай плыні адбываецца пры пакаёвай тэмпературы або больш нізкіх тэмпературах без неабходнасці высокатэмпературнага запуску. Працэс дэфармацыі павольны і падступны, і можа быць цяжка выявіць першапачаткова. Аднак з цягам часу або працяглай знешняй сілай дэфармацыя паступова назапашваецца, што ў канчатковым выніку прыводзіць да паломкі прадукту.

III. Прычыны дэфармацыі халоднага цячэння пры апрацоўцы ПЭСВМПЭ

Утварэнне дэфармацыі халоднага патоку пры апрацоўцы ПЭСВМВ на самай справе з'яўляецца вынікам сумеснага ўздзеяння уласцівых матэрыялу уласцівасцей, тэхналогіі апрацоўкі і ўмоў навакольнага асяроддзя.

(I) Неад'емныя ўласцівасці матэрыялу: унутраная першапрычына дэфармацыі халоднага цячэння

Унікальная малекулярная структура лістоў UHMWPE з'яўляецца асноўнай прычынай іх успрымальнасці да дэфармацыі халоднага цячэння. У СВМПЭ даўжыня малекулярнага ланцуга ў 10-20 разоў большая, чым у ПЭНД, надзвычай высокая малекулярная маса і надзвычай моцнае зблытванне паміж малекулярнымі ланцугамі. Аднак цвёрдасць малекулярных ланцугоў адносна слабая, а міжмалекулярныя сілы адносна невялікія і не маюць дастатковай цвёрдай падтрымкі.

Пры пакаёвай тэмпературы малекулярныя ланцугі UHMWPE знаходзяцца ў неўпарадкаваным заблытаным стане. Падвяргаючыся пастаяннай знешняй сіле, першапачаткова заблытаныя малекулярныя ланцужкі паступова саслізгваюць, арыентуюцца і перабудоўваюцца. Калі знешняя сіла працягвае дзейнічаць, колькасць малекулярнага слізгацення ланцуга паступова павялічваецца. Пасля таго, як крытычнае значэнне перавышана, малекулярныя ланцужкі не могуць вярнуцца ў зыходны зблытаны стан, утвараючы такім чынам незваротную дэфармацыю халоднага патоку.

Між тым, UHMWPE мае высокую ступень крышталічнасці, з шчыльна спакаванымі малекулярнымі ланцужкамі ў крышталічных абласцях, але слаба спакаванымі малекулярнымі ланцужкамі ў аморфных абласцях. Пад напругай малекулярныя ланцужкі ў аморфных абласцях больш схільныя да слізгацення, што прыводзіць да лакалізаваных канцэнтрацый дэфармацыі халоднага патоку, напрыклад, на краях ліста і ў слабых месцах, такіх як дзіркі.

(II) Няправільная тэхналогія апрацоўкі: асноўная прычына дэфармацыі халоднага цячэння

Тэхналогія апрацоўкі з'яўляецца самым крытычным знешнім фактарам, які ўплывае на дэфармацыю лістоў ПЭСВММТ пры халодным цячэнні.

1. Неадпаведны працэс фармавання: лісты ПЭСВМПЭ у асноўным фармуюць з дапамогай прэсавання і спякання, а таксама экструзійнага фармавання, сярод якіх прэсаванне і спяканне з'яўляюцца традыцыйнымі і шырока выкарыстоўванымі працэсамі. Калі тэмпература спякання занадта высокая або занадта нізкая, або ціск недастатковы або размеркаваны нераўнамерна, гэта прывядзе да нераўнамернага размеркавання напружання і бязладнага размяшчэння малекулярных ланцужкоў у фармованым лісце. Падчас наступнай апрацоўкі або выкарыстання зняцце напружання выкліча дэфармацыю халоднага цячэння. Акрамя таго, празмерна хуткае астуджэнне прывядзе да вялікага ўнутранага градыенту тэмпературы ўнутры ліста, ствараючы ўнутранае напружанне і павялічваючы рызыку дэфармацыі халоднай плыні. Аптымальны метад астуджэння - гэта павольнае астуджэнне да пакаёвай тэмпературы ў печы, каб пазбегнуць назапашвання стрэсу, выкліканага раптоўным астуджэннем.

2. Неадпаведныя параметры рэзкі: празмерная хуткасць рэзкі або хуткасць падачы могуць выклікаць празмернае цяпло падчас рэзкі, патэнцыйна размякчаючы паверхню матэрыялу і зніжаючы стабільнасць малекулярных ланцугоў.

3. Няправільны працэс свідравання: празмерная хуткасць свідравання, тупое свердзела або адсутнасць астуджэння падчас свідравання могуць прывесці да размякчэння матэрыялу вакол адтуліны з-за награвання. Адначасова ціск свердзела можа выклікаць слізгаценне малекулярных ланцугоў вакол адтуліны, што прывядзе да дэфармацыі халоднага патоку, напрыклад, зрушэння адтуліны, павелічэння дыяметра адтуліны і ўвагнутасці сценкі адтуліны.

(III) Умовы навакольнага асяроддзя: Дапаможныя фактары дэфармацыі халоднага патоку

Хаця тэмпература навакольнага асяроддзя і іншыя ўмовы не з'яўляюцца асноўнай прычынай дэфармацыі халоднай плыні, яны могуць паскорыць яе ўзнікненне:

Уплыў тэмпературы: калі тэмпература навакольнага асяроддзя павышаецца (вышэй за 40 ℃), рухомасць малекулярных ланцугоў павялічваецца, хуткасць слізгацення малекулярных ланцугоў паскараецца, а хуткасць дэфармацыі халоднай плыні значна павялічваецца. Вышэй за 80 ℃ рухомасць малекулярных ланцугоў значна павялічваецца, і дэфармацыя становіцца значна больш сур'ёзнай.

Акрамя простага пазбягання дэфармацыі: мноства пераваг ліста UHMWPE

Пры належнай навуковай прафілактыцы гэтай праблемы можна эфектыўна пазбегнуць, а яго шматлікія выдатныя ўласцівасці робяць яго прымяненне ў прамысловай сферы незаменным.

1. Выдатная зносаўстойлівасць: гэта асноўная перавага ліста UHMWPE. Ва ўмовах абразіўнага зносу і адгезійнага зносу яго тэрмін службы значна перавышае тэрмін службы традыцыйных металічных матэрыялаў, значна зніжаючы знос абсталявання і выдаткі на замену. Ён асабліва падыходзіць для выкарыстання ў якасці ўкладышаў для сіласаў, канвеерных рэек і іншых кампанентаў, якія лёгка зношваюцца.

2. Выдатныя самазмазвальныя ўласцівасці: з каэфіцыентам трэння 0,07-0,11, толькі крыху вышэйшым за ПТФЭ, ён можа працаваць бесперабойна без патрэбы ў дадатковых змазачных матэрыялах. Гэта эфектыўна зніжае працоўны супраціў абсталявання і спажыванне энергіі, пазбягаючы пры гэтым забруджвання матэрыялаў змазкай, што робіць яго прыдатным для прамысловасці з высокімі гігіенічнымі патрабаваннямі, такіх як харчовая і медыцынская.

3. Выключная ўдаратрываласць: ліст UHMWPE мае найвышэйшы ўзровень ударатрываласці і захоўвае сваю трываласць нават пры тэмпературы вадкага азоту -196 ℃, прадухіляючы далікатнасць і супрацьстаячы ўдарам матэрыялу, вібрацыі абсталявання і іншым знешнім сілам, не ламаючыся.

4. Выдатная хімічная стабільнасць: ён дэманструе добрую каразійную ўстойлівасць да большасці кіслот, шчолачаў, соляў і арганічных растваральнікаў (за выключэннем моцных акісляльных кіслот, такіх як канцэнтраваная азотная кіслата і канцэнтраваная серная кіслата), што дазваляе доўга выкарыстоўваць у агрэсіўных асяроддзях, такіх як хімічныя заводы і шахты.

5. Лёгкі і просты ў апрацоўцы: з шчыльнасцю ўсяго 0,93-0,95 г/см³, ён лёгкі, што палягчае апрацоўку, мантаж і абслугоўванне. Ён можа быць апрацаваны ў розныя формы і памеры з дапамогай звычайных працэсаў, такіх як рэзка, свідраванне і зварка, каб задаволіць індывідуальныя патрэбы розных галін прамысловасці. Нягледзячы на тое, што апрацоўка больш складаная, чым са звычайнымі пластмасамі, эфектыўная вытворчасць магчымая пры авалоданні тэхнікай.

6. Бяспечны, экалагічна чысты і адаптаваны да розных сцэнарыяў: нетоксичный і без паху, адпавядае стандартам FDA і можа выкарыстоўвацца ў харчовай прамысловасці, медыцынскім абсталяванні і іншых галінах; надзвычай нізкае водапаглынанне (<0,01%), добрая стабільнасць памераў і не лёгка дэфармуецца з-за вільгаці.

Дэфармацыя халоднага патоку падчас апрацоўкі СВМПЭ не з'яўляецца невырашальнай праблемай. Лісты UHMWPE з іх разнастайнымі перавагамі, такімі як зносаўстойлівасць, самазмазка і ўдаратрываласць, шырока выкарыстоўваюцца ў розных галінах прамысловасці, забяспечваючы моцную падтрымку прадпрыемствам у зніжэнні выдаткаў і павышэнні эфектыўнасці.

Незалежна ад таго, патрэбныя вам лісты з ПЭСВМПЭ стандартнага памеру або індывідуальныя пліты і брускі з ПЭСВМПЭ, AHD можа забяспечыць вас прафесійнымі прадуктамі і тэхнічнай падтрымкай, якія дапамогуць вам дасягнуць эфектыўнай вытворчасці і знізіць выдаткі. Сардэчна запрашаем набыць пліты і брускі UHMWPE ад AHD і адкрыць асноўную каштоўнасць матэрыялу UHMWPE!

Дэфармацыя халоднай плыні пры апрацоўцы UHMWPE: прычыны і прафілактыка