Innri streita í plasti vísar til eðlislægrar streitu sem myndast við vinnslu bráðna plastsins vegna þátta eins og stefnu stórsameindakeðja og kælisamdráttar.
Kjarni innri streitu er ójafnvægi sköpulags sem myndast af stórsameindakeðjum við bráðna vinnslu. Þessi ójafnvægi sköpulag getur ekki strax snúið aftur í jafnvægisbyggingu sem aðlagað er að umhverfisaðstæðum við kælingu og storknun. Þessi ójafnvægi sköpulag er í meginatriðum afturkræf, mjög teygjanleg aflögun. Þessi frosna teygjanlega aflögun er venjulega geymd í plastvörunni sem hugsanleg orka. Við heppilegar aðstæður mun þessi þvinguðu, óstöðuga sköpulag breytast í frjálsa, stöðuga sköpulag og hugsanleg orka losnar sem hreyfiorka.
Þegar kraftar og flækjukraftar milli stórsameindakeðja þola ekki þessa hreyfiorku, raskast innra álagsjafnvægið og plastvaran mun sýna álagssprungur og aflögun.
I. Orsakir innri streitu í plasti
1. Stefna Innri streita
Innri stefnumörkun er innri streita sem myndast þegar stefna stórsameindakeðja meðfram flæðistefnunni er frosin meðan á flæði, fyllingu og þrýstings-haldsferli bráðna plastsins stendur.
Nákvæmt ferli myndun álagsálags er sem hér segir: Bráðan nálægt hlaupaveggnum kólnar hratt, sem veldur aukningu á seigju ytra bræðslulagsins. Þetta hefur í för með sér mun meiri flæðishraða í kjarnalagi moldholsins samanborið við yfirborðslag, sem leiðir til skurðspennu á milli innri laganna og leiðir til stefnu meðfram flæðisstefnunni.
Affrysting stilltra stórsameindakeðja í plastvörum táknar tilvist óafslappaðrar, afturkræfra, mjög teygjanlegrar aflögunar. Þess vegna er stefnumörkun innri krafturinn sem knýr stórsameindakeðjur til umbreytingar frá stillaðri sköpulagningu í ó-stilla sköpulag. Hitameðhöndlun getur dregið úr eða útrýmt stefnuálagi innan plastvöru.
Dreifing stefnuálags í plastvörum minnkar frá yfirborði til innri laga, sem sýnir fleygbogabreytingu.
2. Kólnandi streita
Kæliálag er innra álag sem myndast í plastvörum við bræðsluvinnslu vegna ójafnrar rýrnunar við kælingu og stillingu. Sérstaklega fyrir þykkar-veggaðar plastvörur kólnar ytra lagið og storknar fyrst, minnkar á meðan innra lagið gæti enn verið heit bráð. Þetta kjarnalag takmarkar rýrnun yfirborðslagsins, sem leiðir til þess að kjarnalagið er undir þrýstiálagi og yfirborðslagið undir togálagi.
Dreifing innri kælingarálags í plastvörum eykst frá yfirborði til innra lags, sem sýnir fleygbogabreytingu.
Ennfremur eru plastvörur með málminnskotum hætt við ójafnri rýrnun innra álags vegna verulegs munar á varmaþenslustuðlum milli málms og plasts.
Fyrir utan tvær helstu tegundir innri streitu sem nefnd eru hér að ofan, eru nokkrar aðrar tegundir: Fyrir kristallaðar plastvörur, munur á kristalla uppbyggingu og kristöllun mismunandi hluta vörunnar myndar einnig innri streitu. Einnig er um að ræða burðarspennu og mótunarspennu, en hlutfall þeirra er almennt lítið.
II. Þættir sem hafa áhrif á myndun innri streitu í plasti
1. Stífleiki sameindakeðju
Því meiri stífni sem sameindakeðjan er, því meiri bræðsluseigja og því lakari er hreyfanleiki fjölliða sameindakeðjunnar. Þess vegna er bati frá afturkræfri teygjanlegri aflögun lélegur, sem leiðir auðveldlega til afgangs innra streitu. Til dæmis hafa sumar fjölliður sem innihalda bensenhringi í sameindakeðjum þeirra, eins og PC, PPO og PPS, samsvarandi vörur með hærri innri streitu.
2. Sameindakeðjupólun
Því meiri sem pólun sameindakeðju er, því sterkari er aðdráttarafl milli sameinda, sem gerir hreyfingu milli sameinda erfiðari og dregur úr batastigi frá afturkræfri teygjanlegri aflögun, sem leiðir til meiri innri streitu sem eftir er. Til dæmis hafa sum plastefni sem innihalda skautaða hópa eins og karbónýl-, ester- og nítrílhópa í sameindakeðjum þeirra samsvarandi vörur með hærri innri streitu.
3. Sterísk hindrunaráhrif varahópa
Því stærra rúmmál skiptihópa á hliðarhópum stórsameindarinnar, því meira hindrar það frjálsa hreyfingu stórsameindakeðjunnar, sem leiðir til aukinnar innri streitu. Til dæmis hefur fenýlhópurinn í pólýstýreni stærra rúmmál, sem leiðir til meiri innri streitu í pólýstýrenvörum.
III. Þrjár aðferðir til að prófa innra álag í sprautusteyptum hlutum
1. Leysiaðferð
▶ Ediksýrudýfing
Ediksýran (CH3COOH) sem notuð er verður að vera 95% eða hærri og fjöldi endurtekinna prófana ætti ekki að fara yfir 10.
① Yfirborðsálagspróf: Hellið ediksýru (ísediksýru) í glerílát og dýfið vörunni alveg í ediksýruna í 30 sekúndur. Eftir 30 sekúndur skaltu fjarlægja sýnið með klemmum og skola það strax með hreinu vatni (kranavatn er ásættanlegt). Fylgstu með yfirborði sýnisins með tilliti til hvítunar og sprungna.
Dómur: Það ætti ekki að vera sprunga. Lítilshvíttun á yfirborði er leyfileg.
② Innra álagspróf: Eftir að hafa þurrkað sýnið sem hefur staðist yfirborðsálagsprófið skaltu dýfa því alveg í ediksýru í 2 mínútur. Eftir 2 mínútur skaltu fjarlægja sýnið og skola það strax með hreinu vatni (kranavatn er ásættanlegt). Fylgstu með sýninu með tilliti til hvítunar og sprungna.
Dómur: Það ætti ekki að vera brot. Lítilsháttar sprungur á innskotinu og yfirborðshvítun eru leyfileg.
▶Metýletýlketón (MEK) + asetónídýfingaraðferð
Dýfðu allri vélinni alveg í 1:1 blöndu af MEK og asetoni við 21 gráðu. Fjarlægðu og þurkaðu strax. Skoðaðu eins og lýst er hér að ofan.
Meginregla: Byggt á fyrirbæri miðlungs streitusprungu, komast leysisameindir á milli plastefni stórsameindanna og draga úr millisameindakrafta. Svæði með mikla innri streitu hafa nú þegar veikt millisameindakrafta fyrir dýfingu; þessir veiku kraftar minnka enn frekar eftir niðurdýfingu, sem leiðir til sprungna. Svæði með lágt innra álag sprunga ekki á stuttum tíma.
Þess vegna er hægt að ákvarða stærð og staðsetningu innri streitu í hlutanum sem á að húða með tíma og umfangi sprungu á yfirborðinu. Þetta ákvarðar hvort plasthlutinn eigi að vera rafhúðaður.
2. Hljóðfæraaðferð
Lýstu upp plasthlutann með skautuðu ljósi. Greindu styrk innri streitu með því að fylgjast með magni litaðra ljósbanda. Þessi aðferð á aðeins við um gagnsæja hluta. Skautað ljósaðferðin krefst dýrs búnaðar, er flókin í notkun og hefur litla nákvæmni vegna þess að breytingar á hlutanum fyrir og eftir meðferð eru ekki marktækar. Ljósböndin sem birtast á litrófinu eru ekki endilega vegna innri streitu; td yfirborðsgárur geta einnig haft áhrif á prófunarniðurstöðurnar.
Þessi aðferð hefur engin áhrif á virkni hlutans, sem gerir hann að prófi sem ekki-eyðileggur. Hlutar sem hafa staðist prófið geta haldið áfram rafhúðun og notkun.
3. Hitastig skyndilega breytingaaðferð
Þessi aðferð felur í sér að plasthlutinn er ítrekað hitaður og kældur og metur umfang innri streitu miðað við tímann sem það tekur fyrir sprungur að koma fram. Það er hentugur fyrir ýmsa plastmótaða hluta. Aðferðin við skyndibreytingar hitastigs krefst einfalds búnaðar, en prófunartíminn er tiltölulega langur.
Plasthlutinn eftir skoðun er skemmdur og ekki hægt að nota hann aftur.
IV. Útrýming innri streitu
Svipað og í málmum geta plastvörur einnig verið eytt álagi með því að-móta „glæðingu“ ferli, rétt eins og málmar. Hins vegar er þetta aðeins stöðvunarráðstöfun þegar hönnun og framleiðsluferli geta ekki uppfyllt kröfur og ekki er mælt með því sem venjuleg aðferð.
Þessi aðferð hefur nokkrar takmarkanir:
1. Það getur ekki í raun útrýmt galla í glertrefjafylliefnum;
2. Prófanir sýna að við upphitun eftir-mótun minnkar styrkur efnisins og efnaþol, sem krefst stjórnaðs glóðunartíma til að koma í veg fyrir bilun;
3. Langvarandi hitun og glæðing eykur verulega kostnað við lokaafurðina;
4. Stöðug upphitun og kæling meðan á glæðingu stendur eru mikilvæg til að forðast hitaáfall af völdum hraðra hitabreytinga.
