什么是聚合物降解?

一旦开始堕落,谈话就不可避免地转向事情是如何发生的。人们可能认为这个问题的答案是众所周知的。然而,事实并非如此。好消息是,在加工过程中导致聚合物降解的因素很少。

早先,在两组聚碳酸酯部分上进行测试。结果表明,这篇文章总结的情况。“好”以及“坏”零件显示出极度增加熔体流速(MFR这通常是聚合物降解的标志。“好的”部分被认为是好的,因为它们在应用程序中工作得很好。“坏”部分显示出明显的裂缝,提醒终端用户的问题。

生产商的结果

发霉者没有提供原料的样品;但是,它提供了文件,说明在两次运行中使用的材料的具体等级。原料的名义MFR为8.5克/10分钟。“好”零件的MFR为22.3 g/10分钟,提高了159%,而“坏”零件的MFR为66.4 g/10分钟,提高了近670%。这两种结果在加工过程中都超过了40% MFR的基准边界,但显然,坏零件是由经历了更多负面影响的材料铸成的。

当这种结果出现时,很容易把责任推到成型过程上。这假设用于制造零件的原材料确实如所示。它还假设材料是按照报告的规格发展的。8.5克/10分钟的价值表示申报的标称价值,而实质上不是有关批次材料的价值。然而,如果冲洗正确,标称值为8.5克/10分钟的材料等级不应超过10.5克/10分钟。然而,这使得这两种结果都超出了合适的范围。

聚合物降解的原因

一旦确定退化,辩论就会立即转向它的发生方式。人们可能认为这个问题的答案是众所周知的。然而,它经常被问到它的事实意味着相反。好消息是导致的因素聚合物降解在处理过程中很少。

当材料处于熔体状态时,热和时间的联合作用是所有聚合物普遍关注的问题。聚合物通常是有机的,对与成型过程,特别是注塑成型相关的剪切应力和温度有限制的容限。聚合物,如聚丙烯和聚乙烯,在材料中的抗氧化包装持续使用之前,将能很好地承受加工环境。

但尼龙和聚酯等聚合物更容易发生热降解。这种降解发生的速率取决于注射缸中材料的实际熔体温度以及它在那里花费的时间,也称为停留时间。

如果问任何材料供应商关于他们产品的首选停留时间,他们的回答通常会在5-10分钟范围内,这取决于聚合物。遗憾的是,由于模具通常在机器中使用,桶比被认为是最佳的更大,因此停留时间通常大大超过这些推荐值。

作者个人所看到的最长的住宿时间是51分钟,他已知居住时间超过60分钟的情况。在这样的时间框架中,甚至在供应商指定范围内的熔化温度可能无法保证材料的存活。

水分是另一个主要问题。这不是一个普遍的问题。有些材料,亚博网站下载如聚苯乙烯和聚乙烯是非极性的,不能吸收大量的水。其他材料如丙亚博网站下载烯酸和ABS是吸湿的;然而,水只会导致美容问题,它不会对聚合物有任何化学影响。然而,一小部分聚合物,包括聚碳酸酯、聚酯和尼龙,实际上与更多的水分发生反应,以这种方式破坏聚合物链中的化学键,从而降低聚合物的分子量。

该过程称为水解,并且只能通过将原料干燥到造型机的加热缸中的加热缸之前通过将原料干燥到合适的水平来停止。对于某些材料,处理的最大亚博网站下载允许水分含量低至每百万份(0.020%),最佳水平可以低至50ppm。

就像大多数化学反应一样,水解在更高的温度下发生得更快。因此,在熔体温度升高或停留时间延长的情况下,未适当干燥的材料将比在最佳加工条件下更快地降解。一些处理器和最终用户认为水解和热降解在视觉上是清晰的。然而,这种情况并不常见。

热降解可能会导致一些变色;然而,着色剂可以掩盖这种影响,像黑色和棕色这样的深色会使颜色变化不明显。水解降解通常与一种视觉缺陷有关,这种缺陷被称为银条或银条。然而,当展布出现在零件表面时,已经很晚了。分叉通常是由物质中多余的水分沸腾时产生的挥发物引起的。破坏聚合物分子的水分已经用于化学降解反应,不会造成视觉缺陷。PET就是一个很好的例子。

PET可以在相当多的水分下成型,由于它与水反应非常有效,仍然可以制造出良好的表面外观。一个警觉的处理器可能会观察到材料粘度的下降,而进行机械测试的质量控制人员肯定会观察到机械强度和延展性的下降;但是,零件看起来会很好。

干燥温度

在加工过程中可以影响聚合物的分子量的另一个因素是用于消除材料中水分的极端干燥过程。由于干燥涉及提高温度,延长的干燥时间可能对材料的完整性产生影响,具体是如果干燥温度超出供应商建议。这可能不会发生在诸如ABS,聚碳酸酯和丙烯酸的大多数无定形聚合物中,因为推荐的干燥温度通常为20°F至30°F以下。干燥温度的任何主要偏差将迅速产生烧结物质,这些材料不会再流过料斗。

然而,半结晶聚合物的推荐干燥温度可能低于熔点200°F至300°F。在这些情况下,大大提高的干燥温度可以发生,而不会造成任何明显的问题,通过物料处理系统输送树脂。然而,研究表明,如果在超过供应商建议的温度下长时间干燥,尼龙——特别是那些不热稳定的等级——将遭受MFR的增加。

这些MFR.甚至在将材料引入成型机的加热筒之前就发生了变化。由这种降解材料形成的零件的脆性状态通常被称为“过度干燥”。然而,它对球团的实际含水量没有影响。它可以归因于氧化,另一种化学反应,导致聚合物的分子量降低。

不幸的是,这一因素得到了相当大程度的重视。这是对尼龙的实际关注,研究表明,干燥温度比干燥时间更能促进氧化过程。与尼龙相比,大多数聚合物的氧化速度要慢得多,可能需要几天甚至几周的时间,主要是在适当的温度控制下。

然而,这并没有阻止材料供应商在他们的文献中包括最大干燥时间的建议。其中一些建议的时间非常短,只有8-12小时,它们给加工者一个不好的信息,即如果超过这些干燥时间,聚合物可能会受损。

结论

这些相对较新的建议没有科学依据。亚博老虎机网登录当谈到聚合物的分子量守恒时,不充分干燥的风险远比那些与长时间干燥相关的风险更重要。实际上,正如本文开头所讨论的,干燥效果的差异区分了“好”与“坏”的聚碳酸酯部分。虽然“好”的部分当然可以做得更好,但它们至少被干燥到能生产出有功能的部分的程度。“坏”的部分并没有,就像在那些部分上所展示的那样。

这些信息已经从Dynisco提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载

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