Tegasan dalaman dalam plastik merujuk kepada tegasan yang wujud semasa pemprosesan plastik cair disebabkan oleh faktor-faktor seperti orientasi rantaian makromolekul dan penguncupan penyejukan.
Intipati tegasan dalaman ialah konformasi tidak seimbang yang dibentuk oleh rantai makromolekul semasa pemprosesan cair. Konformasi tidak seimbang ini tidak boleh segera kembali kepada konformasi keseimbangan yang disesuaikan dengan keadaan persekitaran semasa penyejukan dan pemejalan. Konformasi tidak seimbang ini pada asasnya ialah ubah bentuk yang boleh diterbalikkan, sangat kenyal. Ubah bentuk anjal beku ini biasanya disimpan dalam produk plastik sebagai tenaga berpotensi. Di bawah keadaan yang sesuai, konformasi paksa dan tidak stabil ini akan berubah menjadi konformasi bebas dan stabil, dan tenaga keupayaan akan dibebaskan sebagai tenaga kinetik.
Apabila daya dan daya belitan antara rantai makromolekul tidak dapat menahan tenaga kinetik ini, keseimbangan tegasan dalaman terganggu, dan produk plastik akan mempamerkan keretakan tegasan dan ubah bentuk meledingkan.
I. Punca Tekanan Dalaman Dalam Plastik
1. Orientasi Tekanan Dalaman
Tegasan dalaman orientasi ialah tegasan dalaman yang dijana apabila orientasi rantai makromolekul sepanjang arah aliran dibekukan semasa proses pengaliran, pengisian dan tekanan-pegangan plastik cair.
Proses terperinci penjanaan tegasan orientasi adalah seperti berikut: Leburan berhampiran dinding pelari menyejuk dengan cepat, menyebabkan peningkatan dalam kelikatan lapisan cair luar. Ini menghasilkan halaju aliran yang lebih tinggi dalam lapisan teras rongga acuan berbanding lapisan permukaan, yang membawa kepada tegasan ricih antara lapisan dalaman dan menghasilkan orientasi sepanjang arah aliran.
Penyahbekuan rantai makromolekul berorientasikan dalam produk plastik menandakan kehadiran ubah bentuk yang tidak santai, boleh balik, sangat kenyal. Oleh itu, tegasan orientasi ialah daya dalaman yang mendorong rantaian makromolekul untuk beralih daripada konformasi berorientasikan kepada konformasi tidak-berorientasikan. Rawatan haba boleh mengurangkan atau menghapuskan tekanan orientasi dalam produk plastik.
Pengagihan tegasan orientasi dalam produk plastik berkurangan dari permukaan ke lapisan dalam, menunjukkan perubahan parabola.
2. Tekanan Penyejukan
Tegasan penyejukan ialah tegasan dalaman yang dijana dalam produk plastik semasa pemprosesan cair akibat pengecutan yang tidak sekata semasa penyejukan dan penetapan. Terutama untuk produk plastik-tebal berdinding, lapisan luar menyejuk dan menjadi pejal terlebih dahulu, mengecut manakala lapisan dalam mungkin masih cair panas. Lapisan teras ini mengehadkan pengecutan lapisan permukaan, mengakibatkan lapisan teras berada di bawah tegasan mampatan dan lapisan permukaan di bawah tegasan tegangan.
Pengagihan tekanan dalaman penyejukan dalam produk plastik meningkat dari permukaan ke lapisan dalam, menunjukkan perubahan parabola.
Tambahan pula, produk plastik dengan sisipan logam terdedah kepada tekanan dalaman pengecutan yang tidak sekata disebabkan oleh perbezaan ketara dalam pekali pengembangan haba antara logam dan plastik.
Selain dua jenis utama tekanan dalaman yang dinyatakan di atas, terdapat beberapa jenis lain: Untuk produk plastik kristal, perbezaan dalam struktur kristal dan kehabluran bahagian produk yang berlainan juga menjana tegasan dalaman. Terdapat juga tegasan struktur dan tegasan pembongkaran, tetapi perkadarannya secara amnya kecil.
II. Faktor Yang Mempengaruhi Penjanaan Tekanan Dalaman Dalam Plastik
1. Ketegaran Rantaian Molekul
Semakin besar ketegaran rantai molekul, semakin tinggi kelikatan cair, dan semakin lemah mobiliti rantai molekul polimer. Oleh itu, pemulihan daripada ubah bentuk anjal boleh balik adalah lemah, dengan mudah membawa kepada tekanan dalaman baki. Sebagai contoh, beberapa polimer yang mengandungi cincin benzena dalam rantai molekulnya, seperti PC, PPO, dan PPS, mempunyai produk yang sepadan dengan tekanan dalaman yang lebih tinggi.
2. Kekutuban Rantaian Molekul
Semakin besar kekutuban rantai molekul, semakin kuat tarikan antara molekul, menjadikan pergerakan antara molekul lebih sukar dan mengurangkan tahap pemulihan daripada ubah bentuk anjal boleh balik, mengakibatkan tekanan dalaman baki yang lebih tinggi. Contohnya, sesetengah plastik yang mengandungi kumpulan kutub seperti kumpulan karbonil, ester dan nitril dalam rantai molekulnya mempunyai produk yang sepadan dengan tekanan dalaman yang lebih tinggi.
3. Kesan Penghalang Sterik Kumpulan Pengganti
Semakin besar isipadu kumpulan substituen pada kumpulan sisi makromolekul, semakin ia menghalang pergerakan bebas rantai makromolekul, yang membawa kepada peningkatan tekanan dalaman sisa. Sebagai contoh, kumpulan fenil dalam polistirena mempunyai isipadu yang lebih besar, menyebabkan tekanan dalaman yang lebih tinggi dalam produk polistirena.
III. Tiga Kaedah untuk Menguji Tekanan Dalaman dalam Bahagian Acuan Suntikan
1. Kaedah Pelarut
▶ Rendaman Asid Asetik
Asid asetik (CH3COOH) yang digunakan mestilah 95% atau lebih tinggi, dan bilangan ujian berulang tidak boleh melebihi 10.
① Ujian Tekanan Permukaan: Tuangkan asid asetik (asid asetik glasier) ke dalam bekas kaca dan rendam sepenuhnya produk dalam asid asetik selama 30 saat. Selepas 30 saat, keluarkan sampel dengan pengapit dan segera bilas dengan air bersih (air paip boleh diterima). Perhatikan permukaan sampel untuk pemutihan dan retak.
Penghakiman: Jangan ada keretakan. Pemutihan sedikit permukaan dibenarkan.
② Ujian Tekanan Dalaman: Selepas mengeringkan sampel yang telah lulus ujian tegasan permukaan, rendamkannya sepenuhnya dalam asid asetik selama 2 minit. Selepas 2 minit, keluarkan sampel dan segera bilas dengan air bersih (air paip boleh diterima). Perhatikan sampel untuk pemutihan dan retak.
Penghakiman: Seharusnya tidak ada kerosakan. Keretakan sedikit pada sisipan dan pemutihan permukaan dibenarkan.
▶Metil etil keton (MEK) + Kaedah Perendaman Aseton
Rendam seluruh mesin sepenuhnya dalam campuran 1:1 MEK dan aseton pada 21 darjah. Keluarkan dan segera putar hingga kering. Periksa seperti yang diterangkan di atas.
Prinsip: Berdasarkan fenomena keretakan tegasan sederhana, molekul pelarut menembusi antara makromolekul resin, mengurangkan daya antara molekul. Kawasan yang mempunyai tekanan dalaman yang tinggi sudah mempunyai daya antara molekul yang lemah sebelum rendaman; daya yang lemah ini dikurangkan lagi selepas rendaman, yang membawa kepada keretakan. Kawasan yang mempunyai tekanan dalaman yang rendah tidak akan retak dalam masa yang singkat.
Oleh itu, magnitud dan lokasi tegasan dalaman pada bahagian yang hendak disadur boleh ditentukan oleh masa dan tahap keretakan pada permukaan. Ini menentukan sama ada bahagian plastik perlu disadur elektrik.
2. Kaedah Instrumental
Terangi bahagian plastik dengan cahaya terkutub. Menganalisis kekuatan tegasan dalaman dengan memerhatikan jumlah jalur cahaya berwarna. Kaedah ini hanya terpakai untuk bahagian lutsinar. Kaedah cahaya terpolarisasi memerlukan peralatan yang mahal, kompleks untuk dikendalikan, dan mempunyai ketepatan yang rendah kerana perubahan pada bahagian sebelum dan selepas rawatan tidak ketara. Jalur cahaya yang muncul pada spektrum tidak semestinya disebabkan oleh tekanan dalaman; contohnya, riak permukaan juga boleh menjejaskan keputusan ujian.
Kaedah ini tidak mempunyai kesan ke atas fungsi bahagian, menjadikannya ujian yang tidak-memusnahkan. Bahagian yang telah lulus ujian boleh meneruskan penyaduran elektrik dan penggunaan.
3. Kaedah Perubahan Mengejut Suhu
Kaedah ini melibatkan berulang kali menundukkan bahagian plastik kepada pemanasan dan penyejukan, dan menilai magnitud tegasan dalaman berdasarkan masa yang diperlukan untuk retakan muncul. Ia sesuai untuk pelbagai bahagian acuan plastik. Kaedah perubahan mendadak suhu memerlukan peralatan mudah, tetapi masa ujian agak lama.
Bahagian plastik selepas diperiksa rosak dan tidak boleh digunakan semula.
IV. Penghapusan Tekanan Dalaman
Sama seperti logam, produk plastik juga boleh menghilangkan tekanan melalui-proses "penyepuhlindapan" pengacuan, sama seperti logam. Walau bagaimanapun, ini hanyalah langkah berhenti apabila reka bentuk dan proses pembuatan tidak dapat memenuhi keperluan, dan ia tidak disyorkan sebagai kaedah biasa.
Kaedah ini mempunyai beberapa batasan:
1. Ia tidak dapat menghapuskan kecacatan dalam pengisi gentian kaca dengan berkesan;
2. Ujian menunjukkan bahawa semasa-pemanasan pengacuan, kekuatan bahan dan rintangan kimia berkurangan, memerlukan masa penyepuhlindapan terkawal untuk mengelakkan kegagalan;
3. Pemanasan dan penyepuhlindapan yang berpanjangan dengan ketara meningkatkan kos produk akhir;
4. Pemanasan dan penyejukan yang stabil semasa penyepuhlindapan adalah penting untuk mengelakkan kejutan haba yang disebabkan oleh perubahan suhu yang cepat.
