При выборе пластиков для литья необходимо понимать, какое влияние оказывают температуры на свойства полимерных материалов, что позволит правильно подобрать сырье и получить качественное изделие.

Группы полимеров (по реакции на термическое воздействие)

Термопласты

При нагреве быстро размягчаются и приобретают пластичность, при охлаждении затвердевают и приобретают первоначальные качества. В процессе нагревания-охлаждения химические характеристики пластика не меняются. Такое свойство обеспечивает легкость работы с термопластичными полимерами, как сварки, так и литья изделий разных форм.

Допускается повторное использование изделий из термопластов – в измельченном виде их применяют для литья под давлением, а также добавляют в состав первичного сырья.

Реактопласты

Изделия из реактопластов обладают высокой прочностью и стойкостью к износу, особенно при наличии армированного каркаса. Однако, термореактивные полимеры не могут быть подвержены повторной переработке, так как при повышении температуры приобретают прочную пространственную структуру и становятся неплавкими, Соединение отдельных элементов происходит посредством химической сварки. При нагреве выше 200 градусов происходит деструктуризация пластиков с выделением токсинов и вредных веществ. При низких температурах (от -10 градусов) материалы становятся хрупкими.

При плавке измельченного сырья, смешанного с полиуретановыми смолами, получают высокопрочные пластиковые изделия, которые сохраняют эластичность в интервале от -25 до +80 градусов.

Подвижность макромолекул полимеров при нагреве

Нагрев приводит к изменению механических свойств пластиков за счет того, что при повышении температур происходит увеличение запаса средней тепловой энергии в макромолекулах, что повышает их подвижность.

Гибкость макромолекул полимеров

Связь между макромолекулами пластиков довольно сильная и при нагревании не дает молекулам полностью разъединиться и двигаться независимо друг от друга. Полный разрыв соединения возможен только под воздействием такого количества энергии, которое оказывается большим, чем значение энергии химических связей молекулярной цепи. То есть отсоединить молекулы полимеров друг от друга можно лишь при полной деструкции связей между ними.

Однако, перемещение молекул происходит и без деструктуризации связей, а за счет гибкости самих макромолекул. Свойство обеспечивается благодаря большой длине молекулы, которая может превышать ширину в тысячи раз. Степень гибкости молекулы сравнима с гибкостью обычной нитки. Кроме того, дополнительную гибкость обеспечивает деформация валентных углов и увеличение расстояния между частицами молекул при нагревании пластика. Движение частиц молекул без разрыва химических связей нуждается в меньших затратах энергии.

Чем выше молекулярная масса пластика, тем более гибкой будет цепь и, наоборот – с упрочнением молекулярных связей гибкость полимера уменьшается.

Влияние температуры на свойства полимеров

В зависимости от температуры (по мере ее увеличения) пластики могут находиться в трех состояниях.

Стеклообразное

Атомы, которые входят в состав молекулярной цепи, находятся в положении равновесия, то есть макромолекулы не перемещаются, так как им не хватает тепловой энергии. Такое состояния наблюдается в пластиках от минусовой температуры вплоть до комнатной – расплав полностью застывает и затвердевает. В стеклообразном состоянии пластик может находиться неограниченный период времени – до момента нагревания.

Высокоэластичное

Полимеры приобретают эластичность под воздействием температур. Звенья между частицами молекул совершают колебательные перемещения, от чего макромолекулы вытягиваются и могут принимать разную конфигурацию – от выпрямленной в длину до свернутой различным образом. Во время деформации в высокоэластичном состоянии возможно сильное удлинение полимерных молекул, но при застывании пластика они возвращаются в первоначальное состояние.

Вязкотекучее состояние

Текучесть приобретают пластики при значительном термическом воздействии. В этом случае происходит движение не только звеньев цепи и атомов, но и молекул целиком. Если на пластик приложить нагрузку, то макромолекулы будут перемещаться относительно друг друга, но не все одновременно, а постепенно, то есть материал не станет жидким, но вязкотекучим.

Зависимость упругости полимеров от температуры

При помощи графика можно рассмотреть, как изменяются свойства полимеров при термическом влиянии на поликарбонат и нейлон.

Нейлон представляет собой смесь аморфных и кристаллических участков – под воздействием тепла первые становятся подвижными и при достижении от +50…+100 градусов начинается процесс стеклования. Когда температура снижается до комнатной, то модуль упругости снижается, но не до нулевой отметки, как это произошло бы с поликарбонатом кристаллической структуры. Состояние стеклования сохраняется до момента, когда материал начинает плавиться, что происходит при 220-225 градусах.

Термопластавтоматы HAITIAN RUSSIA предназначаются для работы с различными видами пластиков. Использование современного, высокотехнологичного оборудования гарантирует получение качественной продукции и минимизирует количество брака. Поставки ведутся напрямую от производителя, что подразумевает официальную гарантию и сервисное обслуживание, исключает переплату.