De ce unele materiale plastice rezistă mult timp, în timp ce altele îmbătrânesc rapid și se crapă, în ciuda faptului că toate sunt materiale plastice? (2)
În acest articol, vom continua să discutăm de ce unele materiale plastice sunt durabile, în timp ce altele îmbătrânesc și se crapă rapid.
III. De ce pot varia foarte mult în calitate materialele etichetate PP și ABS?
Multe specificații ale produselor menționează doar materialul PP, materialul ABS sau materialul PC. Cu toate acestea, acest lucru indică doar categoria generală a materialului și nu spune nimic despre calitatea materialului.
În ceea ce privește PP, opțiunile includ PP homopolimer, PP copolimer, PP transparent, PP modificat la impact, PP rezistent la intemperii, PP ignifug, PP armat cu fibră de sticlă și PP de calitate alimentară.
În ceea ce privește ABS-ul, există ABS de uz general, ABS rezistent la impact, ABS rezistent la căldură, ABS ignifug, ABS de grad placare și ABS rezistent la intemperii.
În ceea ce privește PC-ul, clasele acoperă gradul general transparent, gradul ignifug, gradul rezistent la UV, gradul optic, gradul ranforsat și gradul modificat rezistent chimic.
Diferențele dintre clasele de materiale, formulări și aditivi duc la variații substanțiale ale performanței finale.
Alți factori care afectează calitatea includ:
Dacă se adoptă material virgin
Dacă materialul regrăcinat este amestecat
Proporția de material regrăcinat utilizată
Indiferent dacă se adaugă antioxidanți, stabilizatori la lumină, ignifugatori și agenți de întărire
Indiferent dacă se aplică armare cu fibră de sticlă, umplutură minerală sau modificare aliaj
Dacă temperatura de turnare prin injecție și condițiile de uscare sunt adecvate
Dacă designul și răcirea matriței sunt stabile
Dacă structura produsului este rezonabilă
Prin urmare, chiar dacă două produse sunt marcate ca "carcasă ABS", durabilitatea lor reală poate fi complet diferită.
Consumatorii văd doar aceeași denumire prescurtată a materialului, în timp ce producătorii controlează de fapt gradul, formularea, tehnologia de procesare și sistemul de calitate.
IV. Materialele plastice mai dure nu înseamnă o durabilitate mai mare
Mulți oameni judecă calitatea plasticului după senzația tactilă. Ei consideră materialele plastice ca fiind de calitate superioară dacă sunt dure la atingere și ieftine dacă sunt moi la atingere. Această judecată nu este neapărat fiabilă. Duritatea unui material și durabilitatea sa sunt două concepte diferite.
Unele materiale prezintă o duritate ridicată, dar o rezistență slabă la impact și sunt predispuse la fisuri la impact. Alte materiale relativ moi oferă o rezistență mai bună la uzură, îndoire și impact.
Pentru husele de telefon, de exemplu: PC-ul tinde să fie mai dur și mai transparent; TPU-ul este mai moale și mai rezistent la îndoire repetată, dar susceptibil la îngălbenire; siliconul oferă o atingere moale, dar atrage ușor praful, având dezavantaje în ceea ce privește rezistența la rupere și rezistența la pete.
Fiecare material are propriile puncte forte și puncte slabe. Selectarea corectă a materialelor nu înseamnă maximizarea unei singure proprietăți, ci identificarea celor mai mari riscuri potențiale cu care se va confrunta produsul.
Dacă este probabil ca produsul să scape, prioritate trebuie acordată rezistenței la impact.
Dacă produsul va fi utilizat în aer liber pe termen lung, rezistența la intemperii contează cel mai mult.
Dacă produsul este amplasat în apropierea surselor de căldură, trebuie luată în considerare rezistența la căldură pe termen lung.
Dacă produsul intră în contact cu ulei, alcool sau agenți de curățare, rezistența chimică este esențială.
Dacă produsul este supus la îndoiri repetate, trebuie evaluată rezistența la oboseală și rezistența la flexie.
Definiția durabilității variază în funcție de diferite scenarii de aplicație.
V. Câteva cazuri tipice din viața reală
1. De ce se îngălbenesc husele de telefon?
Multe huse de telefon moi, transparente sau de culoare deschisă, se îngălbenesc în timp. Acest fenomen este de obicei legat de factori precum materialul în sine, radiațiile ultraviolete, oxidarea, transpirația și grăsimea, căldura și migrarea aditivilor. Nu toate îngălbenirile indică probleme de siguranță legate de material, dar semnalează că stabilitatea aspectului materialului s-a deteriorat. Pentru a obține o rezistență pe termen lung la îngălbenire, trebuie luat în considerare sistemul de materiale, performanța antioxidantă, rezistența la UV, tratamentul suprafeței sau pur și simplu optarea pentru modele închise la culoare sau opace.
2. De ce scaunele de plastic devin casante după expunerea prelungită la soare?
Multe scaune de plastic pentru exterior, găleți de plastic și cutii de depozitare devin fragile după expunerea pe termen lung la lumina soarelui. Acest lucru este asociat, în general, cu îmbătrânirea cauzată de UV, îmbătrânirea termo-oxidativă, gradul de calitate al materialului și aditivii anti-îmbătrânire.
O performanță bună pentru utilizare în interior nu garantează compatibilitatea cu aplicațiile în exterior. Atunci când se aleg produse pentru exterior, costul nu ar trebui să fie singura considerație; este, de asemenea, necesar să se verifice dacă materialul încorporează un design rezistent la intemperii.
3. De ce se întăresc și se fisurează tecile cablurilor?
Materialele comune pentru mantaua cablurilor și sârmelor includ PVC, cauciuc, TPE, TPU, cauciuc siliconic și așa mai departe. Diferite materiale variază foarte mult în ceea ce privește flexibilitatea, rezistența la căldură, rezistența la temperaturi scăzute, rezistența la ulei, ignifugarea și rezistența la intemperii. Întărirea și fisurarea unor cabluri după o durată lungă de viață pot fi cauzate de migrarea plastifianților, îmbătrânirea termică, îmbătrânirea UV, îndoirea repetată și fragilizarea la temperaturi scăzute. Astfel de probleme nu pot fi evaluate doar după grosimea mantalei; trebuie luate în considerare și sistemul de materiale și mediul de funcționare.
4. De ce se crapă în mod neașteptat piesele transparente din plastic?
Printre materialele comune pentru piesele din plastic transparent se numără PC, PMMA, PS, PET și altele. Transparența nu înseamnă performanță identică. Unele piese transparente prezintă o rezistență bună la impact, altele au o duritate superficială favorabilă, unele oferă o rezistență excelentă la intemperii, în timp ce altele posedă o rezistență chimică mediocră. Dacă piesele din plastic transparent sunt supuse unor solicitări susținute și sunt expuse simultan la alcool, agenți de curățare sau anumiți solvenți, pot apărea fisuri minuscule. Acest lucru explică de ce componentele care arată aproape identic și sunt ambele transparente pot funcționa drastic diferit în utilizarea practică.
VI. Cum se stabilește dacă o componentă din plastic este potrivită pentru un anumit scenariu de aplicație
Începeți prin a pune câteva întrebări cheie.
În primul rând, va fi utilizat în interior sau în exterior? Pentru aplicațiile exterioare, trebuie acordată prioritate radiațiilor ultraviolete, fluctuațiilor de temperatură, ploii, căldurii umede și rezistenței la intemperii.
În al doilea rând, va fi expus la temperaturi ridicate? Aceasta include nu doar temperaturi ridicate pe termen scurt, ci și temperaturi de funcționare continuă pe perioade lungi de timp.
În al treilea rând, va suporta solicitări pe termen lung? Dacă este supus unei sarcini permanente, solicitări de zăvor, strângeri cu șuruburi sau îndoiri repetate, trebuie luate în considerare fluajul, oboseala și fisurarea sub tensiune.
În al patrulea rând, va intra în contact cu substanțe chimice? Uleiurile, alcoolul, agenții de curățare, solvenții, acizii, bazele și transpirația pot afecta anumite materiale plastice.
În al cincilea rând, există cerințe privind aspectul? Materialele transparente, albe și de culoare deschisă sunt mai predispuse la probleme vizibile, cum ar fi îngălbenirea, zgârieturile, urmele de stres și decolorarea.
În al șaselea rând, care este durata de viață necesară? Ambalajele de unică folosință, bunurile de larg consum cu durată scurtă de viață, componentele auto, echipamentele pentru activități în aer liber și dispozitivele medicale necesită materiale de calitate complet diferită.
Răspunsurile clare la aceste întrebări stau la baza selecției corecte a materialelor plastice.
VII. În concluzie
Materialele plastice nu sunt sinonime cu ieftinitatea și calitatea scăzută. Sistemul materialului plastic în sine este extrem de complex. Materialele plastice pot fi ieftine sau de înaltă performanță. Pot fi transformate în articole de unică folosință, precum și în componente inginerești. Se pot îmbătrâni rapid sau pot rămâne stabile pentru o utilizare pe termen lung cu un design adecvat.
Durabilitatea unui plastic nu depinde doar de faptul că este plastic, ci și de următoarele aspecte:
Dacă tipul de material este selectat corect;
Dacă gradul și formula sunt potrivite;
Dacă tehnologia de procesare este stabilă;
Dacă structura produsului este rezonabilă;
Dacă mediul de funcționare depășește limitele de funcționare ale materialului.
Prin urmare, atunci când vedem o piesă din plastic care se crăpă, se îngălbenește, devine fragilă sau lipicioasă, nu trebuie să tragem concluzia pripită că „plasticul este de proastă calitate”. Un set mai precis de întrebări ar trebui să fie:
Ce tip de plastic se folosește?
A fost inițial potrivit pentru acest scenariu de aplicație?
Defectarea sa este cauzată de probleme legate de materiale, defecte de procesare, defecte structurale sau condiții de mediu?
Înțelegerea acestor întrebări marchează adevăratul început al stăpânirii cunoștințelor materiale.
