Նկարագրություն
Պլաստիկ կոմպոզիտները լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ՝ սպառողական ապրանքներից մինչև արդյունաբերական սարքավորումներ, սակայն հաճախ սահմանափակվում են թերություններով՝ ցածր մեխանիկական ամրությունը պահանջում է ապակեթել, ինչպես օրինակ՝ ապակեմանր, բարձր սեղմումը պատճառ է դառնում չափահարաբերական անկայունության, իսկ վատ ջերմադիմադրությունը սահմանափակում է բարձր ջերմաստիճանային միջավայրերում օգտագործումը: Տուրմալինե փոշին՝ ինքնատի հարուստ հարմարավետ հավելում, որն ունի եզակի ամրացնող հատկություններ, լուծում է այս խնդիրները, դարձնելով այն իդեալական հավելում պլաստիկ կոմպոզիտների համար, որոնք օգտագործվում են ներարկման ձուլման գործընթացներում:
Տուրմալինե փոշու ամրացման մեխանիզմը պլաստիկ կոմպոզիտներում կախված է դրա մասնիկների կառուցվածքից և ինտերֆեյսային կապակցումից: Գնդաձև լցանյութերի հակառակ, որոնք մեխանիկական աջակցություն են ցուցաբերում նվազագույն չափով, տուրմալինի մասնիկներն անկանոն և անկյունային ձև ունեն, որը ստեղծում է մեխանիկական փոխադարձ կապ պոլիմերային մատրիցայի հետ (օրինակ՝ պոլիէթիլեն, պոլիպրոպիլեն կամ ABS): Այս փոխկապակցումը մեծացնում է կոմպոզիտի ձգման ամրությունը և ճկվող մոդուլը՝ լցանյութի և պոլիմերի ցանցում բաշխելով լարումը: Փորձարկումները ցույց են տվել, որ պոլիպրոպիլենի (PP) կոմպոզիտներին 15-20% տուրմալինե փոշի ավելացնելու դեպքում ձգման ամրությունը մեծանում է 25-35%-ով (30 MPa-ից մինչև 37-40 MPa) և ճկվող մոդուլը՝ 40-50%-ով (1500 MPa-ից մինչև 2100-2250 MPa), ինչը համեմատելի է ապակեթելի ամրացված PP-ի հետ, սակայն այն 30%-ով ավելի ցածր արժեք ունի: Բացի այդ, փոշու բարձր երկարություն-լայնություն հարաբերակցությունը (3:1-ից մինչև 5:1) մեծացնում է հարվածային դիմադրությունը՝ նվազեցնելով անլցոն պլաստիկների փխրուն բնույթը: Օրինակ, 18% տուրմալինե փոշի պարունակող ABS կոմպոզիտներն ունեն 25 kJ/m² Իզոդի հարվածային ամրություն, ի համեմատում անլցոն ABS-ի 18 kJ/m²-ի հետ, ինչը դրանք հարմար է դարձնում մաշվող սպառողական ապրանքների, ինչպես օրինակ՝ հզոր գործիքների կողպերի համար:
Թուրմալինի փոշին պլաստիկ կոմպոզիտներում ապահովում է կրիտիկական բարելավում՝ ջերմադիմադրության մակարդակի առումով: Լցոնիչ չպարունակող պլաստիկներ, ինչպիսին է ՊՊ-ն, սովորաբար ունեն ջերմային դեֆորմացիայի ջերմաստիճան (HDT) 100-110°C, ինչը սահմանափակում է դրանց կիրառումը ավտոմոբիլների շարժիչի տակի մասերի կամ էլեկտրական կապույտ տուփերի իրականացման մեջ: Սակայն, թուրմալինի բարձր ջերմային կայունությունը (հալման ջերմաստիճանը >1500°C) բարձրացնում է կոմպոզիտների HDT-ն. 20% թուրմալինի փոշի պարունակող ՊՊ-ի դեպքում HDT-ն 135-145°C է, իսկ ABS կոմպոզիտների դեպքում՝ 15% փոշի պարունակությամբ, հասնում է 120-130°C: Այս ջերմային կատարման ընդլայնումը թույլ է տալիս պլաստիկ կոմպոզիտների փոխարինել ավելի թանկարժեք նյութեր, ինչպիսիք են նայլոնը կամ պոլիէսթերը, միջին ջերմաստիճանային կիրառումներում: Փոշին նաև նվազեցնում է կոմպոզիտի ջերմահաղորդականությունը, ինչը դարձնում է այն օգտակար էլեկտրական բաղադրիչների մեջ մեկուսացման համար. թուրմալինով ամրապնդված ՊՊ-ն ունի ջերմահաղորդականություն 0.25 Վտ/մ·Կ, այսինքն՝ 15%-ով ցածր, քան լցոնիչ չպարունակող ՊՊ-ն, ինչը նվազեցնում է ջերմափոխանցումը և բարելավում է էներգաօգտագործման արդյունավետությունը:
Շրջանառության նվազեցումը տուրմալինե փոշու ներդրման մեկ այլ կարևոր առավելություն է ինյեկցիոն ձուլման գործում: Պլաստմասսայի համակցված նյութերը հաճախ կորցնում են իրենց չափերը սառեցման ընթացքում, ինչը հանգեցնում է չափահարաչելի սխալերի (օրինակ՝ ճկվածք, ճեղքեր) և մասերի անօգտագործելիությանը: Տուրմալինի ցածր ջերմային ընդարձակման գործակիցը (CTE-ն՝ 5-8 × 10⁻⁶/°C) նշանակալիորեն ցածր է մնացած պոլիմերների համեմատ (PP՝ 150 × 10⁻⁶/°C, ABS՝ 90 × 10⁻⁶/°C), այդպիսով փոշու ներդրումը նվազեցնում է համակցված նյութի ընդհանուր CTE-ն: Օրինակ՝ PP համակցված նյութերում 20% տուրմալինե փոշու դեպքում շրջանառության մակարդակը 1,2-1,5% է, ի համեմատ 2,5-3,0% չլցված PP-ի դեպքում: Այս չափահարաչելի կայունությունը կարևոր է ճշգրիտ ինյեկցիոն ձուլված մասերի համար, ինչպիսիք են ատամնանիվերը, էլեկտրական միացումները և ավտոմեքենաների ներքին բաղադրիչները, որտեղ նույնիսկ 0,5% շրջանառությունը կարող է առաջացնել հավաքման խնդիրներ:
Շահագործման արդյունավետությունը բարելավվում է, երբ պլաստմասսայի ներարկման ձուլման ընթացքում օգտագործվում է տուրմալինի փոշի: Փոշու ցածր խոնավության կլանումը (<0.1% 25°C ջերմաստիճանում, 50% RH) վերացնում է նախօրոք չորացնելու անհրաժեշտությունը, որը ժամանակատար քայլ էր տալկի կամ կալցիումի կարբոնատի նման լցանյութերի համար: Այն լավացնում է ներարկման ձուլման մեջ հալված հոսքը, ինչն էլ ցիկլի ժամանակը կրճատում է 10-15%-ով՝ օրինակ, մի պոլիպրոպիլենե ատամնանիվ, որը պարունակում է 18% տուրմալինի փոշի, ձուլման ցիկլն ունի 45 վայրկյան, իսկ անլցված պոլիպրոպիլենի դեպքում՝ 55 վայրկյան: Բացի այդ, տուրմալինի կարծրությունը (Մոհսի սանդղակով 7-7.5) ապակեթելից (Մոհսի սանդղակով 6.5-7) ցածր է, ինչն էլ ավելի քիչ մաշվածություն է առաջացնում ներարկման ձուլման սարքավորումների և ձևերի վրա: Սա կրճատում է սպասարկման ծախսերը և երկարացնում է սարքավորումների կյանքը 20-30%-ով համեմատած ապակեթելով հա reinforceած կոմպոզիտների հետ:
Տարբեր պլաստմասսաների և ավելացված նյութերի հետ համատեղելիությունը տուրմալինի փոշուն տալիս է բազմակի կիրառություն: Այն աշխատում է թերմոպլաստների (PP, PE, ABS, PVC) և թերմոամրագործված նյութերի (էպօքսի, պոլիէսթեր) հետ, ինչպես նաև տարածված պլաստմասսայի ավելացված նյութերի հետ, ինչպիսիք են անտիօքսիդանտները, UV կայունարարները և գունանյութերը: Որոշ լցանյութերի հետ համեմատ, որոնք ռեակցիայի մեջ են մտնում կրակամարիչների հետ, տուրմալինը քիմիապես ականաչափ է, ինչը թույլ է տալիս այն օգտագործել էլեկտրատեխնիկական կիրառությունների համար նախատեսված կրակամարիչ կոմպոզիտներում: Օրինակ, կրակամարիչ ավելացված նյութ պարունակող տուրմալինով ամրապնդված PP-ն համապատասխանում է UL 94 V-0 ստանդարտներին, ինչը այն դարձնում է հարմար էլեկտրատար կոնստրուկցիաների համար:
Բազմազան ինյեկցիոն ձուլման պահանջներին բավարարելու համար առաջարկվում են մասնակրպական տարբերակներ: Մատակարարները տրամադրում են տուրմալինե փոշի վերահսկվող մասնիկների չափերով՝ բարակ պատերով մասերի (օրինակ՝ էլեկտրոնային միացումներ) համար նախատեսված մանր աստիճաններ (5-10 մկմ), որպեսզի խուսափենք մակերեսային թերություններից, և ավելի խոշոր աստիճաններ (20-30 մկմ)՝ հաստ պատերով մասերի (օրինակ՝ մեքենաների կողովրդներ) համար՝ ամրությունը առավելագույնի հասցնելու նպատակով: Մակերեսային մշակված աստիճանները՝ պատված տիտանաթթվային կամ սիլան կապակցման ագենտներով, բարելավում են հիդրոֆոբ պոլիմերների միացումը, ինչպիսին է PE-ն, նվազեցնելով լցանյութի խմբավորումը և ապահովելով հավասարաչափ տարածումը: Բարձր մաքրության աստիճանները (95%+ տուրմալինի պարունակություն) իդեալական են սննդային շփում ունեցող պլաստմասսաների համար (համապատասխանելով FDA 21 CFR 177.1520 ստանդարտին), իսկ ավելի մատչելի աստիճանները (80-90% պարունակություն) հարմար են սննդի հետ չկապված կիրառումների համար:
Գործնական կիրառման դեպքերը հաստատում են տուրմալինե փոշու արժեքը: Չինական սպառողական ապրանքների արտադրողը իր PP լվացող միջոցի շիշերի բռնակներում ապակեթելիքի 50%-ը փոխարինեց տուրմալինե փոշով, պահպանելով նույն ձգման դիմացկունությունը՝ նվազեցնելով նյութի ծախսերը 25%-ով և գործիքների մաշվածությունը՝ 30%: Գերմանական ավտոմոբիլային մատակարարը տուրմալինով ամրացված ABS օգտագործեց ներքին դռների վահանների համար, ապահովելով 20% փոքր կուչանալու մակարդակ և վերացնելով աղավաղման խնդիրները, որոնք նախկինում բերում էին մասերի 15% մերժման: Այս դեպքերը ցույց են տալիս կատարողականի և արժեքի գործնական բարելավումներ, ինչն աշխարհային արժեքավոր ապրանքների համար դարձնում է տուրմալինե փոշին գրավիչ ընտրություն:
Արտասահմանյան առևտրի համար առևտրականների համար պլաստիկ համալիր լցանյութ հանդիսացող տուրմալինե փոշու խրախորդման համար անհրաժեշտ է ընդգծել տեխնիկական աշխատանքային ցուցանիշները, ծախսերի կրճատումը և մշակման առավելությունները: Երրորդ կողմի փորձարկման հաշվետվությունների (օրինակ՝ SGS-ից կամ ISO-ից) տրամադրումը՝ մեխանիկական ամրությունը, ջերմադիմադրությունը և սեղմման տոկոսադրույքները հաստատելու համար, կառուցում է վստահություն: Ներկայիս ներարկման ձուլման գործընթացների հետ համատեղելիության ընդգծումը՝ սարքարանների փոփոխությունների կարիք չլինելը, նվազեցնում է ընդունման խոչընդոտները: Փորձարկման շտապ պարտքերի (10-20 կգ) տրամադրումը թույլ է տալիս հաճախորդներին փորձարկել լցանյութը իրենց ձևակերպումներում, իսկ խոշոր մատակարարման գները (պատվերների համար >1000 կգ) հրապուրում են խոշոր արտադրողներին:
Լոգիստիկայի և համապատասխանության աջակցությունը կարևոր է միջազգային վաճառքների համար: Տուրմալինի փոշին ապահով փակված և խոնավակայուն տարաներում պետք է փաթեթավորվի առաքման ընթացքում խումբ կազմելուց խուսափելու համար՝ ստանդարտ 25 կգ պլաստմասսայե տոպրակներ ներքին շերտերով, իսկ խոշոր պատվերների համար հասանելի են 1 տոննա տարողությամբ մեծ տոպրակներ: Անգլերեն լեզվով TDS և SDS տրամադրելը ապահովում է ներմուծման կանոնակարգերին համապատասխանությունը (օրինակ՝ ԵԱ ՌԵԱՉ, ԱՄՆ FDA): Տեխնիկական աջակցություն ցուցաբերելը, ինչպես օրինակ որոշակի պոլիմերների համար խորացված բեռնման մակարդակների խորան և դիսպերսիայի խնդիրների լուծման խորացված խորան բարելավում է հաճախորդների բավարարվածությունը և նպաստում է երկարաժամկետ գործընկերությունների ստեղծմանը:
×
