Ano ang mga kristal na gawa sa plastik na extrusion? 4 na paraan para madaling makontrol ang crystallinity at crystallization quality ng mga plastik!

Ang komposisyon ng mga plastik ay isang kalipunan ng maraming linear, pahabang mga compound ng polimer. Ang antas ng kristalisasyon (kristallinidad) ay sinusukat sa pamamagitan ng antas ng regular na pagkakaayos ng mga molekula, at ang antas ng kristalisasyon ay maaaring masukat sa pamamagitan ng repleksyon ng mga x-ray. Ang istruktura ng mga organikong compound ay kumplikado, at ang istruktura ng mga plastik ay mas kumplikado pa, at ang istruktura ng mga kadena ng molekula (linear, bulbous, folded, spiral, atbp.) ay lubhang nag-iiba-iba, kaya ang kanilang istruktura ay lubhang nag-iiba rin depende sa mga kondisyon ng pagbuo.

Ang isang plastik na may mataas na antas ng kristalinidad ay isang mala-kristal na plastik at ang mga puwersa ng grabidad sa pagitan ng mga molekula ay madaling nakikipag-ugnayan, na ginagawa itong isang matibay na plastik. Upang magkristal at maayos na magkahanay, ang volume ay lumiliit at ang pag-urong at thermal expansion ng molde ay nagiging mas malaki. Samakatuwid, mas mataas ang kristalinidad, mas hindi ito gaanong transparent, ngunit mas malakas ito.

Ang mga kristal na plastik ay may natatanging melting point (Tm), at kapag solido, ang mga molekula ay regular na nakaayos, mas malakas at mas malakas sa tensyon. Kapag natunaw, ang volume ay lubhang nagbabago, at pagkatapos ng pagpapatigas, mas madali itong lumiit, ang internal stress ay hindi madaling matanggal, ang natapos na produkto ay hindi transparent, ang heat dissipation sa pagbuo ay mabagal, ang pag-urong pagkatapos ng paggawa ng malamig na mga hulmahan ay mas malaki, at ang pag-urong pagkatapos ng paggawa ng mainit na mga hulmahan ay mas maliit.
Kabaligtaran ng mga mala-kristal na plastik, may isa pang uri ng di-mala-kristal na plastik, na walang malinaw na punto ng pagkatunaw, ang mga molekula ay hindi regular ang pagkakaayos kapag solid, ang tiyak na volume ay hindi gaanong nagbabago kapag natutunaw, hindi ito madaling lumiit pagkatapos ng pagpapatigas, ang natapos na produkto ay transparent, mas mataas ang temperatura ng materyal mas nagiging dilaw ito, at ang init ay mabilis na nawawala habang hinuhubog.

Ang mga katangian ng mala-kristal na plastik ay ang mga sumusunod:


1. Paraan ng pagkontrol ng temperatura
a. mas mababa ang temperatura ng pagkatunaw, mas mababa ang temperatura ng pagkatunaw, mas nakakatulong sa homogenous na pagbuo ng nucleation nucleus, na nagpapataas ng crystal growth point, na maaaring mapabuti ang crystallinity, ngunit maaari ring mabawasan ang laki ng kristal. Samakatuwid, sa partikular na proseso ng pagproseso upang matiyak ang premisa ng plasticization, ang temperatura ng pagkatunaw ay bahagyang mas mababa, na kapaki-pakinabang sa crystallisation.
b. temperatura ng paglamig Ang temperatura ng paglamig sa antas ng kristalisasyon at kalidad ng kristalisasyon ang may pinakamalaking epekto, ang pinakamabisang paraan upang makontrol ang mabagal na paglamig ng kristalisasyon, maaaring magtagal ang plastik sa lugar ng kristalisasyon, kaya mas mataas ang antas ng kristalisasyon, ngunit mabagal ang paglamig ngunit madaling makagawa ng magaspang na bolang kristal, ang tibay ay hindi nakakatulong sa tigas at katigasan. Ang mabilis na paglamig, sa isang banda, ay nagbibigay-daan sa plastik na mabilis na dumaan sa crystallisation zone, kaya binabawasan ang antas ng kristalisasyon; sa kabilang banda, dahil sa maikling oras ng paglaki ng kristal, ginagawa rin nitong mas pino ang laki ng kristalisasyon, na nakakatulong sa pagpapabuti ng transparency at katigasan. Sa pagsasagawa, ang mabagal o mabilis na paglamig ay depende sa mga pangangailangan sa pagganap ng produkto. Kung mataas ang transparency ng produkto, kailangan itong palamigin nang mabilis; kung mataas ang tigas at katigasan ng produkto, kailangan itong palamigin nang dahan-dahan.

2. Paraan ng pagkontrol ng ahente ng nukleasyon
Ang nucleating agent ay pangunahing idinaragdag upang isulong ang heterogeneous nucleation, pataasin ang crystal growth point, dagdagan ang crystallinity, at gawing mas pino ang mga particle ng kristal, upang mapabuti ang impact strength, yield strength, at gloss.
May tatlong uri ng mga nucleating agent: inorganic, organic at polymeric:
a. inorganic nucleating agent na nag-aalis ng inorganic nucleating agent sa talc, kabilang ang: CaCO3, mika, inorganic pigments, atbp. Ang mga nucleating agent na ito ay may epekto sa transparency ng mga plastik, at samakatuwid ay dapat limitahan sa dami ng mga transparent na produkto.
b. mga organikong ahente ng nukleasyon Ang mga organikong ahente ng nukleasyon ay: sodium, magnesium, aluminum, titanium at iba pang metal na aromatic carboxylates, organic phosphates, sorbic acid enzymes, atbp.
c. organikong ahente ng nukleasyon ng polimer. Ang organikong ahente ng nukleasyon ng polimer ay maaaring gamitin para sa ilang mataas na punto ng pagkatunaw ng polimer, tulad ng vinyl cycloalkanes, na maaaring nasa PP lamang, atbp.
Mahalagang tandaan na kamakailan lamang ay natuklasan na ang mga nucleating agent ay hindi lamang nakakapagpapino sa laki ng kristal, kundi natutukoy din nito ang partikular na uri ng kristal.

3. Paraan ng pagkontrol sa pag-unat
Pag-unat ngplastic filmat ang mga produktong sheet na na-crystallize ay maaaring maging sanhi ng pagkabasag ng mga kristal at pagbuo ng mas maliliit na kristal, at bumuo ng isang serye ng mga kristal sa direksyon ng pag-unat, na maaaring mapabuti ang tibay ng mga produkto at lubos na mapataas ang tensile strength, gloss, katigasan, harang na kapasidad at iba pang mga katangian. Ang paraan ng pag-unat na maaaring magpabago sa kalidad ng plastik na kristal ay maaari ring mapabuti ang kristalinidad nito.

4. Paraan ng pagkontrol sa paggamot sa init
Sa isang banda, ang heat treatment ay maaaring higit pang magsulong ng kristalisasyon at mapataas ang kristallinidad; sa kabilang banda, maaaring mapabuti ang kalidad ng kristalisasyon, upang ang mga depekto sa kristalisasyon na iniwan ng padalus-dalos na kristalisasyon ay ganap na maayos.
Ang paggamot sa init ay maaari ring magdulot ng iba't ibang uri ng kristalisasyon ng mutual transformation. Tulad ng mga produktong PP na naglalaman ng β-crystalline, ang paggamot sa init na higit sa punto ng pagkatunaw ay matutunaw lahat, ang recrystallization ay magiging α-crystalline, habang ang iminungkahing hexagonal crystalline sa 70°C sa itaas ng paggamot sa init na maaaring maging α-crystalline.

Kunin ang PA6 bilang halimbawa, pagkatapos ng paggamot sa init ng mga produkto nito, ang iba't ibang katangian nito ay nagbabago tulad ng sumusunod:
a. lakas ng makunat sa temperatura ng paggamot ng init na 120'180 ℃ at oras ng paghawak na 10'120min, lakas ng makunat na may pagtaas sa temperatura ng paggamot at oras ng paghawak at pagpapahaba ng pagtaas, ang maximum na pagbabago ay maaaring umabot sa humigit-kumulang 10%.
b. lakas ng impact sa loob ng 4 na oras na paghawak, temperatura ng paggamot mula 120 ℃ hanggang 140 ℃, ang lakas ng impact ay bumaba ng halos 60%. Gayunpaman, pagkatapos lumampas ang temperatura sa 140°C, ang pagbaba ay maayos. Sa temperaturang 180, nang pahabain ang oras ng paghawak mula 10 minuto hanggang 30 minuto, ang lakas ng impact ay bumaba rin ng 60%. Pagkatapos lumampas ang oras ng paghawak sa 30 minuto, ang pagbaba ay patag.
c. katigasan sa isang tiyak na saklaw, kasabay ng temperatura ng paggamot sa init at ang pagpapahaba ng oras ng paghawak, ang katigasan ay dahan-dahang tumaas, ang pinakamataas na pagtaas ay humigit-kumulang 10%.
d. Ang paggamot sa init ng crystallinity ay maaaring magsulong ng pangalawang crystallization, at sa gayon ay mapapabuti ang crystallinity. Sa insulation premise na 4h, ang temperatura ng heat treatment ay tumataas, ang crystallinity ay tumataas; nagsisimula nang bahagyang mas mabilis, higit sa 140 ℃, medyo mas mabagal. Sa heat treatment premise na 180 ℃, ang oras ng insulation ay tumataas, ang crystallinity ay nagsisimula; ngunit kapag ang insulation ay lumampas sa 120 minuto, ang crystallinity ay mabilis na tumataas.

Paano matukoy ang crystallinity sa mga plastik?
May tatlong karaniwang pamamaraan: pamamaraan ng densidad, pamamaraan ng XRD diffraction at pamamaraan ng DSC.
Ang pamamaraang DSC ay mas karaniwang ginagamit at mas tumpak, na sinusundan ng pamamaraang XRD, na, bukod sa pagsukat ng crystallinity, maaari ring matukoy ang nilalaman ng bawat uri ng kristal ayon sa spectrum; ang pamamaraang densidad ay may pinakamalaking error at karaniwang ginagamit lamang upang ihambing ang relatibong crystallinity ng parehong sangkap.
Bukod sa tatlong pamamaraang ito, mayroon ding pamamaraan ng infrared spectroscopy, na batay sa isang simpleng kalkulasyon gamit ang spectrogram software at bihirang gamitin.