برخلاف ترمپلاستیک های آمورف، ترموپلاستیکه ای شبه کریستالی:
-قابلیت ارتجاع بیشتر
-حساسیت به ضربه ی کمتر
-انعطاف پذیری و الاستیسیته ی بیشتر
از خود نشان میدهند.
۱-۵ ماشین های فرآوری پلاستیک
ماشین های فرآوری پلاستیک برای تبدیل پلاستیک خام (عمدتاً به صورت دانهای) به محصولات نیمه کاره استفاده می شوند. بخش زیر به طور خلاصه مهمترین ماشین های فرآوری پلاستیک را ترسیم کرده و توابع و کاربردهای آنها را به صورت عبارات ساده تشریح می کند. ماشین هایی که برای تولید لوله ها و اتصالات پلاستیکی مهم می باشند تاکید خواهند شد.
-قابلیت ارتجاع بیشتر
-حساسیت به ضربه ی کمتر
-انعطاف پذیری و الاستیسیته ی بیشتر
از خود نشان میدهند.
۱-۵ ماشین های فرآوری پلاستیک
ماشین های فرآوری پلاستیک برای تبدیل پلاستیک خام (عمدتاً به صورت دانهای) به محصولات نیمه کاره استفاده می شوند. بخش زیر به طور خلاصه مهمترین ماشین های فرآوری پلاستیک را ترسیم کرده و توابع و کاربردهای آنها را به صورت عبارات ساده تشریح می کند. ماشین هایی که برای تولید لوله ها و اتصالات پلاستیکی مهم می باشند تاکید خواهند شد.
۱-۵-۱ اکسترودر
اکسترودرها برای تولید لوله ها در کنار سنبه ها، واحدهای خنک سازی، واحدهای استخراج کننده و برش دهنده ها مورد استفاده قرار می گیرند. به دلیل افزایش استانداردهای کیفیت، اکنون یک تاسیسات اکستروژن مدرن شامل سیستم های اندازه گیری درون خطی می شود (به عنوان مثال سنجش گر ضخامت دیواره) که امکان پاسخ های فوری به بی قاعدگی ها را در حین فرایند تولید فراهم می کند. اصول کاربردی اکسترودر شامل ذوب (یعنی نرم کردن) ماده ی خام (یعنی دانه ها) و شکل دادن آنها به یک فرم جدید از طریق فشردن یک سنبه متصل به واحد خنک سازی میشود.
اکسترودرها برای تولید لوله ها در کنار سنبه ها، واحدهای خنک سازی، واحدهای استخراج کننده و برش دهنده ها مورد استفاده قرار می گیرند. به دلیل افزایش استانداردهای کیفیت، اکنون یک تاسیسات اکستروژن مدرن شامل سیستم های اندازه گیری درون خطی می شود (به عنوان مثال سنجش گر ضخامت دیواره) که امکان پاسخ های فوری به بی قاعدگی ها را در حین فرایند تولید فراهم می کند. اصول کاربردی اکسترودر شامل ذوب (یعنی نرم کردن) ماده ی خام (یعنی دانه ها) و شکل دادن آنها به یک فرم جدید از طریق فشردن یک سنبه متصل به واحد خنک سازی میشود.
یک اکسترودر (شکل ۱-۴) میتواند به یک، دو یا چندین ماردون (معروف به شفت های حلزونی) مجهز شود. بسته به موادی که فرآوری می شوند و محصول نیمه تمام تولیدی، برای تامین نیازهای فرایند تولید باید اکسترودرهای ویژه ساخته شوند. به خصوص برای فرآیندهای پلاستیکی کردن واقعی (یعنی ذوب کردن ماده ی خام فراهم شده)، ماردون ها، هندسه ی ماردون و دمای سلیندرهای گرما داده شده حائز اهمیت می باشند. به دلیل نیروی برشی در ماده، ماده در دما و فشار افزایشی مربوطه ی سیلندر توسط هندسه ی ماردون اکسترودر و سنبه نرم شده (پلاستیکی شده) و سپس در امتداد کانال های ماردون منتقل می شود. ماده های که باید نرم شود (ذوب شود) به داخل اکسترودر خورانده می شود، معمولاً به شکل دان های. اغلب ماردون های سه بخشی در اکسترودرهای استاندارد شده ی تک ماردون در کنار جداسازهای ماردون مورد استفاده قرار می گیرد. ماده پلاستیکی شده از طریق سنبه فشرده شده و در یک بخش اندازه دهی و خنکسازی، سرد می شود. اتصالات (به عنوان مثال لوله، پروفیل، میله ی صلب) در واحد اندازه دهی ثابت می شوند. در نتیجه ی این فرایند، پلاستیک به خصوص زنجیره های درشت مولکلول به یک چیدمان و توازن در می آیند. این امر در عبارات تکنیکی، “جهت گیری” نامیده می شود. اکستروژن شامل فرایندی متوالی می شود (یعنی فرایند بدون تداخل بوده مگر اینکه ماشین خاموش شود یا برای آن ماده فراهم نشود).
۲-۵-۱ ماشین قالبگیری تزریقی
طرح یک ماشین قالبگیری تزریقی (شکل ۱-۵) به لحاظ ساختار مشابه یک اکسترودر میباشد. مهمترین تفاوت میان این دو ماشین شامل حرکت ماردون میشود. علاوه بر حرکت دورانی که قبلاً برای اکسترودر توصیف شد، این ماشین دارای یک حرکت محوری نیز می باشد. برخلاف اکسترودرها، ماشین قالبگیری تزریقی در فرایند ناپیوسته وارد می شود. یک فرایند تولید ناپیوسته نیازهای خاصی را برای ماشین می طلبد، قالب و خنک سازی مربوطه و مورد نیاز. سه پارامتر مهم برای تولید یک قطعه ی قالبگیری شده به روش تزریق وجود دارد:
-دما
-زمان
-فشار
این سه پارامتر اثر بسیار مهمی بر روی فرایند قالبگیری تزریقی دارند که به سه مرحله ی کاربردی مرتب می شوند:
-پلاستیکی کردن
-تزریق
-خنک سازی
طرح یک ماشین قالبگیری تزریقی (شکل ۱-۵) به لحاظ ساختار مشابه یک اکسترودر میباشد. مهمترین تفاوت میان این دو ماشین شامل حرکت ماردون میشود. علاوه بر حرکت دورانی که قبلاً برای اکسترودر توصیف شد، این ماشین دارای یک حرکت محوری نیز می باشد. برخلاف اکسترودرها، ماشین قالبگیری تزریقی در فرایند ناپیوسته وارد می شود. یک فرایند تولید ناپیوسته نیازهای خاصی را برای ماشین می طلبد، قالب و خنک سازی مربوطه و مورد نیاز. سه پارامتر مهم برای تولید یک قطعه ی قالبگیری شده به روش تزریق وجود دارد:
-دما
-زمان
-فشار
این سه پارامتر اثر بسیار مهمی بر روی فرایند قالبگیری تزریقی دارند که به سه مرحله ی کاربردی مرتب می شوند:
-پلاستیکی کردن
-تزریق
-خنک سازی
پلاستیکی که قرار است فرآوری شود در حین حرکت در امتداد ماردون از طریق استوانهی گرم شده نرم می شود. فرایند پلاستیکی کردن واقعی اساساً به اکستروژن مربوط می شود. ماده ی نرم شده توسط ماردون در جهت راس ماردون به جلو حرکت داده می شود.
ماده ی نرم شده به صورت همزمان از پیش فشرده می شود. هنگامی که در انباره که در انتهای واحد پلاستیکی سازی قرار گرفته است به اندازه ی کافی ماده وجود داشته باشد ماده از طریق تزریق به قالب فشرده می شود. برای جلوگیری از کوچک شدگی ماده، مادهی نرم شده برای مدت زمان معینی در حین فاز خنک سازی فشرده می شود. پارامترهای ماشین به ماده ی کار شده و اتصالات تولیدی وابسته می باشند. در انتهای چرخه ی تزریق، فرایند دوباره شروع می شود.
ماده ی نرم شده به صورت همزمان از پیش فشرده می شود. هنگامی که در انباره که در انتهای واحد پلاستیکی سازی قرار گرفته است به اندازه ی کافی ماده وجود داشته باشد ماده از طریق تزریق به قالب فشرده می شود. برای جلوگیری از کوچک شدگی ماده، مادهی نرم شده برای مدت زمان معینی در حین فاز خنک سازی فشرده می شود. پارامترهای ماشین به ماده ی کار شده و اتصالات تولیدی وابسته می باشند. در انتهای چرخه ی تزریق، فرایند دوباره شروع می شود.
۱-۶ خواص مکانیکی
۱-۶-۱ ارزیابی رفتار خزش
رفتار خزش در میان مهمترین فاکتورهای تست شده برای لولهها و اتصالات قرار دارد. این فاکتور، طول عمر لوله و اتصالات پلاستیکی را هنگامی نشان میدهد که در معرض فشار داخلی قرار گرفته باشد. فشار داخلی وارد شده در دیوارهی لوله، تنش ایجاد میکند. یک تنش مرجع مناسب (…) بر اساس رابطهی فشار داخلی (…)، ضریب اطمینان (SF) و قطر- نسبت ضخامت دیواره (SDR) قرار گرفته است. تنش مرجع (rσ) با استفاده از فرمول معروف بویلر قابل محاسبه میباشد. این نشان میدهد:
۱-۶-۱ ارزیابی رفتار خزش
رفتار خزش در میان مهمترین فاکتورهای تست شده برای لولهها و اتصالات قرار دارد. این فاکتور، طول عمر لوله و اتصالات پلاستیکی را هنگامی نشان میدهد که در معرض فشار داخلی قرار گرفته باشد. فشار داخلی وارد شده در دیوارهی لوله، تنش ایجاد میکند. یک تنش مرجع مناسب (…) بر اساس رابطهی فشار داخلی (…)، ضریب اطمینان (SF) و قطر- نسبت ضخامت دیواره (SDR) قرار گرفته است. تنش مرجع (rσ) با استفاده از فرمول معروف بویلر قابل محاسبه میباشد. این نشان میدهد:
ref = تنش مرجع
acc = تنش قابل قبول
pi= فشار داخلی (بار)
SDR = نسبت ابعاد استاندارد
SF= ضریب اطمینان = ضریب طراحی عمومی
acc = تنش قابل قبول
pi= فشار داخلی (بار)
SDR = نسبت ابعاد استاندارد
SF= ضریب اطمینان = ضریب طراحی عمومی