Zer dira plastikozko estrusio kristalak? Plastikoen kristalinitatea eta kristalizazio kalitatea erraz kontrolatzen irakasteko 4 modu!

Plastikoen osaera polimero konposatu lineal eta luzanga askoren bilduma bat da. Kristalizazio maila (kristalinitatea) molekulen antolamendu erregularraren mailaren bidez neurtzen da, eta kristalizazio maila X izpien islapenaren bidez neur daiteke. Konposatu organikoen egitura konplexua da, eta plastikoena are konplexuagoa, eta molekula-kateen egitura (lineala, erraboilduna, tolestua, espirala, etab.) asko aldatzen da, beraz, haien egitura ere asko aldatzen da eraketa-baldintzen arabera.

Kristaltasun-maila handiko plastikoa plastiko kristalinoa da eta molekulen arteko grabitazio-indarrak erraz elkarreragiten dute, plastiko sendo bihurtuz. Kristalizatu eta behar bezala lerrokatzeko, bolumena txikiagoa da eta moldearen uzkurdura eta hedapen termikoa handiagoak dira. Beraz, zenbat eta kristalinitate handiagoa izan, orduan eta gardentasun gutxiago izango du, baina orduan eta sendoagoa.

Plastiko kristalinoek urtze-puntu (Tm) bereizgarria dute, eta solido daudenean molekulak modu erregularrean antolatuta daude, tentsioan gero eta sendoago. Urtzen direnean, bolumena asko aldatzen da, eta sendatu ondoren, errazagoa da uzkurtzea, barne-tentsioa ez da erraz askatzen, amaitutako produktua ez da gardena, konformazioan beroa xahutzea motela da, molde hotzak ekoitzi ondoren uzkurtzea handiagoa da, eta molde beroak ekoitzi ondoren uzkurtzea txikiagoa.
Plastiko kristalinoen aldean, beste plastiko ez-kristalino mota bat dago, urtze-puntu nabarmenik ez duena, molekulak irregularki antolatuta daude solido daudenean, bolumen espezifikoa ez da asko aldatzen urtzean, ez da erraza uzkurtzea sendatu ondoren, produktu amaitua gardena da, materialaren tenperatura zenbat eta handiagoa izan, orduan eta horiagoa da, eta beroa azkar xahutzen da moldekatzean.

Kristalezko plastikoen ezaugarriak hauek dira:


1. Tenperatura kontrolatzeko metodoa
a. urtze-tenperatura zenbat eta baxuagoa izan, orduan eta baxuagoa da urtze-tenperatura, eta horrek nukleoen eraketa homogeneoagoa ahalbidetuko du, kristalaren hazkuntza-puntua handituz, eta horrek kristalinitatea hobetu dezake, baina baita kristalaren tamaina murriztu ere. Beraz, plastifikazioaren premisa bermatzeko prozesatzeko prozesu espezifikoan, urtze-tenperatura apur bat baxuagoa da, eta hori onuragarria da kristalizaziorako.
b. Hozte-tenperatura kristalizazio-mailan eta kristalizazio-kalitatean eragin handiena duen hozte-tenperatura da, kristalizazio-hozte motela kontrolatzeko alderdirik eraginkorrena da, kristalizazio-eremuan plastikoa denbora gehiagoz irautea eragin dezake, kristalizazio-maila handiagoa izan dadin, baina hozte motela bada, kristal lodi-bola formakoa erraz ekoizten da, gogortasunak ez du zurruntasunik eta gogortasunik eragiten. Hozte azkarrak, alde batetik, plastikoa kristalizazio-eremutik azkar igarotzea ahalbidetzen du, kristalizazio-maila murriztuz; bestetik, kristalaren hazkuntza-denbora laburra dela eta, kristalizazio-tamaina finagoa ere egiten du, eta horrek gardentasuna eta gogortasuna hobetzen ditu. Praktikan, hozte motela edo azkarra produktuaren errendimendu-beharren araberakoa da. Produktuaren gardentasuna handia bada, azkar hoztu behar da; produktuaren zurruntasuna eta gogortasuna handiak badira, poliki hoztu behar da.

2. Nukleazio-agentearen kontrol-metodoa
Nukleatzaile-agentea batez ere nukleazio heterogeneoa sustatzeko, kristalen hazkuntza-puntua handitzeko, kristalinitatea handitzeko eta kristal-partikulak finagoak egiteko gehitzen da, inpaktu-erresistentzia, etekin-erresistentzia eta distira hobetzeko.
Hiru nukleatzaile mota daude: ez-organikoak, organikoak eta polimerikoak.
a. nukleazio-agente inorganikoa talko nukleazio-agente inorganikoa, besteak beste: CaCO3, mika, pigmentu inorganikoak, etab. Nukleazio-agente hauek plastikoen gardentasunean eragina dute, eta, beraz, produktu gardenen kopurua mugatu egin behar da.
b. nukleazio-agente organikoak Nukleazio-agente organikoak hauek dira: sodioa, magnesioa, aluminioa, titanioa eta beste karboxilato metaliko aromatiko batzuk, fosfato organikoak, azido sorbiko entzimak, etab.
c. polimero organikoen nukleazio-agentea polimero organikoen nukleazio-agentea urtze-puntu altu batzuetarako, hala nola binilo zikloalkanoak PP-n bakarrik egon daitezke, etab.
Aipatzekoa da duela gutxi aurkitu dela nukleazio-agenteek ez dutela kristalaren tamaina zehatza egin bakarrik, baita kristal mota espezifikoa ere zehaztu dezaketela.

3. Luzatze-kontrol metodoa
Luzatzeafilm plastikoaeta kristalizatu diren xafla-produktuek kristalak hautsi eta kristal txikiagoak sor ditzakete, eta luzatze-norabidean zehar kristal-segida bat sor dezakete, eta horrek produktuen gogortasuna hobetu eta nabarmen handitu ditzake trakzio-erresistentzia, distira, gogortasuna, hesi-ahalmena eta beste propietate batzuk. Luzatze-metodoak plastikoaren kristal-kalitatea alda dezake, eta, gainera, haren kristalinitatea hobetu.

4. Bero-tratamenduaren kontrol-metodoa
Bero-tratamenduak, alde batetik, kristalizazioa areagotu eta kristalinitatea handitu dezake; bestetik, kristalizazioaren kalitatea hobetu dezake, kristalizazio bizkorrak utzitako kristalizazio-akatsak guztiz konpondu ahal izateko.
Bero-tratamenduak elkarrekiko eraldaketa mota desberdinak kristalizatzea ere eragin dezake. Adibidez, β kristalinoa duten PP produktuak, urtze-puntuaren gainetik bero-tratamenduan denak urtu eta α kristalino bihurtuko dira, eta 70 °C-tik gorako bero-tratamenduan den hexagono-kristalinoa α kristalino bihurtuko da.

Hartu PA6 adibide gisa, bere produktuen tratamendu termikoaren ondoren, bere propietate desberdinak honela aldatzen dira:
a. trakzio-erresistentzia 120'180 ℃-ko tratamendu termikoaren tenperaturan eta 10'120 minutuko euste-denboran, trakzio-erresistentzia tratamendu-tenperatura eta euste-denbora handitzen diren heinean eta igoeraren luzapenarekin, gehienezko aldaketa % 10 ingurura irits daiteke.
b. 4 orduko euspen-denboran, tratamendu-tenperatura 120 ℃-tik 140 ℃-ra, inpaktu-erresistentzia ia % 60 jaitsi zen. Hala ere, tenperatura 140 °C-tik gorakoa izan ondoren, beherakada leuna izan zen. 180 °C-ko tenperaturan, euspen-denbora 10 minututik 30 minutura luzatu zenean, inpaktu-erresistentzia ere % 60 jaitsi zen. Euspen-denbora 30 minututik gorakoa izan ondoren, beherakada laua izan zen.
c. gogortasuna tarte jakin batean, tratamendu termikoaren tenperaturarekin eta eusteko denbora luzatuz gero, gogortasuna poliki-poliki handitu da, igoera handiena % 10 ingurukoa izanik.
d. kristalinitate-tratamendu termikoak bigarren mailako kristalizazioa sustatu dezake, eta, beraz, kristalinitatea hobetu. 4 orduko isolamendu-premisan, tratamendu termikoaren tenperatura handitzen den heinean, kristalinitatea igotzen da; apur bat azkarrago hasten da, 140 ℃-tik gora, apur bat motelago. 180 ℃-ko tratamendu termikoaren tenperaturan, isolamendu-denbora luzatzen den heinean, kristalinitate bera hasten da; baina isolamendua 120 minutu baino gehiago igarotzen denean, kristalinitatea azkar handitzen da.

Nola zehaztu kristalinitatea plastikoetan?
Hiru metodo ohikoenak daude: dentsitate-metodoa, XRD difrakzio-metodoa eta DSC metodoa.
DSC metodoa da erabiliagoa eta zehatzagoa, eta ondoren XRD metodoa dator, zeinak, kristalinitatea neurtzeaz gain, kristal mota bakoitzaren edukia ere zehaztu dezakeen espektroaren arabera; dentsitate metodoak du errore handiena eta, oro har, substantzia beraren kristalinitate erlatiboa alderatzeko bakarrik erabiltzen da.
Hiru metodo hauez gain, badago infragorri espektroskopia metodo bat ere, espektrograma software bidezko kalkulu sinple batean oinarritzen dena eta gutxitan erabiltzen dena.