Основные факторы, влияющие на производительность пластиковых деталей во время использования, включают температуру, химические вещества, излучение и время, которые мы называем четырьмя основными убийцами производительности пластиковых деталей.

Убийца 1: температура

Все термопластичные материалы, включая ПК, АБС, ПБТ и нейлон, смягчаются и плавятся при определенной температуре. Температура плавления различных пластмасс варьируется.даже при более низких температурах, длительное воздействие термопластичных материалов на нагретую среду может оказать значительное негативное влияние на их производительность.

Основная причина заключается в том, что тепло может привести к разрушению молекулярных цепей пластика, что приводит к снижению молекулярной массы пластика и снижению производительности.Снижение производительности отражается в основном на эластичности и прочности, и другие показатели также пострадают.

▲ Разрыв молекулярной цепи

Температура, при которой пластиковые материалы начинают разлагаться, зависит исключительно от химической группы полимера и химических механизмов, участвующих в этом процессе (окисление, деполимеризация и т.д.).Эта деградация может быть уменьшена путем добавления тепловых стабилизаторовТем не менее, деградация все еще происходит; она происходит только с меньшей скоростью при более высоких температурах.

Если температура окружающей среды слишком высока, это может привести к деформации пластиковых деталей, их таянию и даже к возникновению пожара.

Убийца 2: Химикаты

Как и многие другие материалы, термопластик также очень восприимчив к химическим атакам.растворители (например, краски и разбавители краски), ацетона и толуена), бензина и топлива, или моющих и чистящих средств.

Однако химические вещества есть и во всех вещах, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, от солнцезащитного крема до увлажняющего крема, помады и даже воды.

Мы часто считаем воду инертным веществом, но для некоторых веществ, таких как сырое железо, контакт с водой может сразу вызвать химическую реакцию.

К счастью, большинство термопластичных материалов не реагируют с водой.

Но есть и термопластичные материалы, такие как нейлон, которые могут поглощать воду.вызывая расширение материала и также действуя как пластификатор, что делает материал более жестким, гибким и пластичным, снижая при этом его механическую прочность.

▲ Скорость удержания модуля изгиба нейлона различных сортов после поглощения водой

Некоторые пластмассы, такие как ПБТ, подвержены гидролизу при высоких температурах.который может ломаться при помещении в воду при температуре выше температуры стеклянного переходаКислотная среда, образованная гидролизом, ускоряет реакцию гидролиза, что приводит к резкому снижению производительности.

Однажды я использовал пластик PBT, и после 1000 циклов двойного 85-го теста, внутренняя часть пластика почти превратилась в муку.

Конечно, такие методы, как добавление гидролизных стабилизаторов в ПБТ, могут избежать этой проблемы.

От трех основных факторов зависит, будут ли термопластичные материалы подвергаться химическим атакам или в какой степени.

Первый и самый важный фактор заключается в том, реагирует ли пластик с этим химическим веществом.Он также может оставаться нетронутым при низких температурах., но может быть затронута воздействием высоких температур.

Вторым фактором является относительная концентрация химических веществ; постоянное или периодическое долгосрочное воздействие; и продолжительность воздействия.

Третий фактор - это химический механизм. Действует ли это химическое вещество как пластификатор? Если да, то обратимо ли оно или постоянно?пластическая деградация, или просто поверхностное обесцвечивание?

Прорыв трубы CPVC из-за контакта с несовместимым герметическим средством

Убийца 3: Радиация

Другим условием использования, которое влияет на термопластичные материалы, является излучение.которое является веществом, которое высвобождает частицы и энергию во время ядерного распадаНо радиация - это более широкий термин, который описывает процесс распространения электромагнитных волн в пространстве.

Электромагнитные волны - это форма энергии, состоящая из электрических и магнитных полей.,Этот диапазон длин волн обычно называют электромагнитным спектром, начиная с гамма-лучей (менее 10 вечера), включая рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, видимый свет,инфракрасные лучи, микроволны и радиоволны.

Энергия, переносимая этими волнами, уменьшается по мере увеличения длины волны.электромагнитные волны в совокупности называются "световыми" волнами, хотя термин "свет" обычно используется для описания видимого света, который состоит из электромагнитных волн с длиной волны примерно от 390 до 750 нанометров.

При выборе термопластичных материалов мы иногда заботимся о том, будут ли они и их добавки блокировать электромагнитные волны определенной частоты или передавать их без потерь.в оптических приложениях, мы обычно хотим, чтобы весь свет в видимом спектре был передан без учета других длин волн.мы можем захотеть заблокировать определенное количество видимого света или длины волн в пределах ультрафиолетового диапазонаАльтернативно, в электронных защитных приложениях, мы можем захотеть предотвратить передачу электромагнитных волн в пределах определенной частотной полосы радиочастотного спектра (RF).

Но мы также должны учитывать влияние электромагнитных волн на полимер.особенно в нижнем конце спектра (через гамма-лучи ультрафиолетового излучения)Если полимер прозрачен для этих волн, энергия пройдет через него, но если полимер блокирует эту передачу, энергия будет поглощена или преобразована в тепло.приводящее к разрыву молекулярной цепи полимера.

Изменения полимерной пластиковой пленки ПС до и после УФ-излучения

Одна из причин, по которой солнечный свет наносит такие повреждения материалам (не только термопластичным материалам), заключается в том, что он содержит электромагнитные волны не только в видимом спектре,но также в инфракрасном и ультрафиолетовом спектрахДлительный и непрерывный прямый солнечный свет означает, что материалы поглощают большое количество энергии, что обычно оказывает вредное воздействие.

Бытовая техника желтеет при длительном воздействии люминесцентных ламп

Приборная панель автомобиля разорвалась при длительном воздействии солнечного света.

Убийца 4: Время

Как говорится: время - это нож, убивающий свинью, нож смертелен!

То же самое касается пластиковых деталей!

Со временем, особенно в сочетании с одним или несколькими факторами, это почти всегда приводит к потере свойств пластика.большинство данных испытаний, используемых для оценки воздействия на окружающую среду, создаются с использованием времени в качестве переменной.

Например, испытания старения при высоких температурах используются для оценки последствий длительного воздействия высоких температур.и регулярные измерения некоторых механических свойств (таких как прочность на растяжение) могут отражать изменения в производительности с течением времени.

Аналогичным образом, испытания на устойчивость к погодным условиям обычно используются для оценки долгосрочных последствий воздействия воздействия окружающей среды.химическое, и воздействия излучения (преимущественно ультрафиолетового) измеряются в течение нескольких дней, недель, месяцев или лет.

И эти испытания могут включать различные факторы в зависимости от области применения пластиковых деталей: например,Испытания на высокую температуру и высокое ультрафиолетовое излучение в сухой среде, в то время как испытания на выветривание в определенных местах нацелены на высокую влажность и высокое ультрафиолетовое излучение в субтропической среде, иногда с добавлением эффектов соляного спрея.Хотя эти испытания обычно проводятся с определенным фактором ускорения, их цель - предсказать долгосрочную производительность пластиковых деталей после нескольких месяцев и лет воздействия.

Для оценки влияния воздействия одного из вышеперечисленных условий необходимо измерить и сравнить данные о производительности пластиковых деталей до и после воздействия.Потому что любые изменения в данных о производительности будут очевидны, легко предсказать влияние на производительность.