Tavsif
Plastik kompozitlar iste'mol tovarlaridan boshlab sanoat mashinalarigacha bo'lgan turli sohalarda keng qo'llaniladi, lekin ular ko'pincha cheklovlar bilan duch keladi: past mexanik mustahkamlik qimmatbaho mustahkamlash to'ldirgichlarni, masalan, shishali tolani talab qiladi, yuqori qisqarish o'lchamlarining noaniqlikiga olib keladi va yomon issiqlikga chidamlilik yuqori haroratli muhitlarda foydalanishni cheklaydi. Narxiga qarab foydali bo'lgan, noyob mustahkamlash xususiyatlariga ega bo'lgan turmalin poroshogi — plastik kompozitlarga qo'shiladigan ideal qo'shimcha bo'lib, uni injektsiya shakllash jarayonlarida foydalanish uchun maqbul qiladi.
Plastik kompozitlarda turmalin changining mustahkamlash mexanizmi uning zarracha tuzilishiga va interfeys bog'lanishiga asoslanadi. Mexanikaviy qo'llab-quvvatlash minimal bo'lgan sferik to'ldirgichlardan farqli o'laroq, turmalin zarralari noqattiy, burchakli shaklga ega bo'lib, u polimer matritsasi (masalan, polietilen, polipropilen yoki ABS) bilan mexanikaviy qulflash yaratadi. Bu qulflash kompozitning cho'zilish kuchini va egilish modulini to'ldiruvchi polimer tarmog'ida kuchlanishni taqsimlash orqali oshiradi. Sinovlar ko'rsatdiki, polipropilen (PP) kompozitlariga 15-20% turmalin changi qo'shish 30 MPa dan 37-40 MPa gacha cho'zilish kuchini 25-35% ga (1500 MPa dan 2100-2250 MPa gacha) oshiradi va egilish modulini 40-50% ga oshiradi — shishadagi PP kompozitga qiyoslanadi, lekin 30% arzonroq. Shundan tashqari, changning yuqori nisbat (uzunlikdan kenglik nisbati 3:1 dan 5:1 gacha) ta'sirga chidamliligini oshiradi va to'ldirilmagan plastiklarning brittilligini kamaytiradi. Masalan, ABS kompozitlari 18% turmalin changi bilan 25 kJ/m² Izod ta'sir kuchiga ega bo'lib, to'ldirilmagan ABS uchun 18 kJ/m² ga teng, bu esa elektr asboblarning qoplamlari kabi chidamli iste'mol tovarlariga mos keladi.
Issiqlikqa chidamlilik plastik kompozitlarda turmalin kukunining yaxshilanishiga asoslanadi. PP kabi to'ldirilmagan plastiklar har doim 100-110°C issiqlikni chidamaydigan temperaturaga (HDT) ega bo'lib, avtomobillarning ostki qismidagi komponentlar yoki elektr qutilar kabi sohalarda foydalanish cheklangan. Biroq, turmalinning yuqori issiqlik barqarorligi (qaynash nuqtasi 1500°C dan yuqori) kompozitlarning HDT sathini oshiradi: 20% turmalin kukunli PP ning HDT 135-145°C, 15% kukunli ABS kompozitlari esa 120-130°C gacha yetadi. Bu issiqlik ishlash sohasini kengaytirish plastik kompozitlarning yuqori narxli materiallar - nylon yoki poliesterlarni o'rnini bosish imkonini beradi. Shuningdek, kukun kompozitning issiqlik o'tkazuvchanligini kamaytiradi va elektr komponentlar uchun izolyatsiya qilishda foydali. Turmalin bilan mustahkamlangan PP ning issiqlik o'tkazuvchanligi 0,25 Vt/m·K ni tashkil qiladi, bu to'ldirilmagan PP ga qaraganda 15% kamroq bo'lib, issiqlik uzatishni kamaytiradi va energiya samaradorligini oshiradi.
Inyektsiya qilish shakllash jarayonida turmalin kukunining yana bir muhim afzalligi - qisqarishni kamaytirishdir. Plastik kompozitlar sovutganda qisqarish tendentsiyasiga ega bo'lib, o'lchovlarning noaniqlik (masalan, egilish, shtrixlar) sabab bo'ladi va qismlarni foydalanishga yaroqsiz qiladi. Turmalinning issiqlik kengayish koeffitsiyenti (CTE: 5-8 × 10⁻⁶/°C) ahamiyatli darajada polimerlarnikidan (PP: 150 × 10⁻⁶/°C, ABS: 90 × 10⁻⁶/°C) past bo'lgani uchun, kukun qo'shish kompozitning umumiy CTEsini kamaytiradi. Masalan, 20% turmalin kukuni qo'shilgan PP kompozitlarning qisqarish darajasi 1,2-1,5% atrofida bo'lib, to'ldiruvchi PP uchun 2,5-3,0% ga teng. Bu o'lchovlar barqarorligi aylanma g'ildiraklar, elektr ulagichlari va avtomobil ichki qismlari kabi aniqlik bilan shakllangan qismlar uchun muhim ahamiyatga ega, chunki hatto 0,5% qisqarish montaj muammolariga sabab bo'lishi mumkin.
Plastmassani shakllantirish jarayonida turmalin kukunidan foydalanish ish unumdorligini oshiradi. Kukunning past namlik so'rish xususiyati (25°C da <0,1%, nisbiy namlik 50%) uni talk yoki kalsiy karbonat kabi to'ldirgichlar uchun zarur bo'lgan qo'shimcha quritishni o'tkazish shart emasligini anglatadi. Uning ishqalanishga qarshilik ko'rsatuvchi xususiyatlari shakllantirish jarayonida suyuqlik oqishini yaxshilaydi va tsikl vaqtini 10-15% qisqartiradi — masalan, PP g'ildirak g'ildiragi 18% turmalin kukunidan foydalanib 45 sekundda shakllantiriladi, to'ldirilmagan PP uchun esa 55 sekund kerak bo'ladi. Shuningdek, turmalinning qattiqligi (Moss shkalasi bo'yicha 7-7,5) shisha tolasi (Moss shkalasi 6,5-7) qattiqligidan past bo'lib, shakllash mashinalarida va uskunalarda ishqilinishni kamaytiradi. Bu esa uskunalar uchun xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytiradi va ularning foydalanish muddatini shisha tolasi bilan mustahkamlangan kompozitlarga qaraganda 20-30% uzaytiradi.
Turmalin kukunining turli plastik turlari va qo'shimchalarga mos kelishi uni ko'p maqsadli qiladi. U termoplastiklar (PP, PE, ABS, PVC) va termoplastik bo'lmaganlar (epoksi, poliester) hamda antioksidantlar, UV stabilizatorlar va rang beruvchi moddalar kabi keng tarqalgan plastik qo'shimchalar bilan ham ishlaydi. Ba'zi to'ldirgichlar o'tga chidamli moddalar bilan reaksiyaga kirishib ketadigan bo'lsa, turmalin kimyoviy jihatdan inert bo'lib, elektr jihozlari uchun o'tga chidamli kompozitsiyalarda foydalanish imkonini beradi. Masalan, o'tga chidamli modda qo'shilgan turmalin bilan mustahkamlangan PP UL 94 V-0 standartlariga javob beradi, bu elektr qutisida foydalanish uchun mos keladi.
Sozlamalar turli injeksiya shakllash ehtiyojlarga xizmat ko'rsatadi. Yetkazib beruvchilar maydali (5-10 μm) elektron ulagichlar kabi yupqa devorli qismlarda sirt etishmovchiliklarini oldini olish uchun va qalin devorli komponentlar (masalan, mexanizm korpuslari) uchun mustahkamlikni maksimal darajada oshirish uchun yirikroq darajalar (20-30 μm) bilan nazorat qilinadigan zarracha o'lchamli turmalin kukunini taklif qiladi. Sirtini qayta ishlash darajalari — titanat yoki silan kuchaytiruvchi agentlar bilan qoplangan — PE kabi gidrofob polimerlarga yopishishni yaxshilaydi, to'ldirgichning guruhlanishini kamaytiradi va tekis tarqalishini ta'minlaydi. Ovqat bilan aloqada bo'lgan plastmassalar uchun yuqori toza darajalar (95% dan ortiq turmalin tarkibi) ideal hisoblanadi (FDA 21 CFR 177.1520 talablari bilan mos keladi), arzonroq darajalar (80-90% tarkib) esa ovqatlanishga oid bo'lmagan sohalarda qo'llaniladi.
Amaliy qo'llanish hollari turmalin changining qiymatini tasdiqlaydi. Xitoy iste'mol tovarlari ishlab chiqaruvchisi PP avtomatik kir yuvish vositasi shishasining qo'llab-quvvatlashda shishali tolzaning 50% ni turmalin changi bilan almashtirib, bir xil cho'zish chidamliligini saqlab turishda materiallarning xarajatlarini 25% gacha kamaytirdi va 30% gacha moslamalarning eskirishini kamaytirdi. Nemis avtomobil yetkazib beruvchisi interyer eshik paneli uchun turmalin bilan mustahkamlangan ABS dan foydalangan holda qisqarishni 20% gacha kamaytirishga erishdi hamda qayta ishlashda bekor qilingan qismlarning 15% ga yetkazgan sovuq ishlov berish muammolarini bartaraf etdi. Bu hollar global plastik ishlab chiqaruvchilar uchun turmalin changi kabi xarajatlarni kamaytirish va ishonchlilikni oshirishning qulay varianti ekanligini ko'rsatadi.
Chet el savdochilari uchun plastik kompozit to'ldirgich sifatida turmalin kukunini targ'ib qilishda texnik ishlash, xarajatlarni tejash va qayta ishlash afzalliklarini ahamiyatga e'tibor qaratish kerak. Mexanik mustahkamlik, issiqlikqa chidamlilik va qisqarish darajasini tasdiqlovchi (masalan, SGS yoki ISO tomonidan) tomonidan berilgan uchinchi tomon tekshiruv hisobotlarini taqdim etish ishonchni oshiradi. Mavjud bo'lgan yuborish shakllash jarayonlari bilan mos keluvchanligini ahamiyatga e'tibor qaratish - ushbu jarayonlarda hech qanday o'zgartirish kiritmasdan - qabul qilishni qiyinlashtiruvchi to'siqlarni kamaytiradi. Sinov partiyalarini (10-20 kg) taklif qilish mijozlarga o'z formulalarida ushbu to'ldirgichni sinovdan o'tkazish imkonini beradi, shu bilan birga katta miqdordagi (1000 kg dan ortiq) buyurtmalar uchun chegirma narxlarni taklif qilish katta hajmli ishlab chiqaruvchilarga jalb qiladi.
Xalqaro savdo uchun logistika va mos kelishish bo'yicha yordam muhim ahamiyatga ega. Turmalin poroshokini to'kilishini oldini olish uchun 25 kg plastik xaltalar ichki qavat bilan standart sifatida qadoqlash kerak, katta buyurtmalar uchun 1 tonnali hajmli xaltalar ham mavjud. TDS hamda SDS hujjatlarini ingliz tilida taqdim etish Yevropa Ittifoqi REACH, AQSH FDA kabi import qoidalariga mos kelishini ta'minlaydi. Xaridorni qoniqtirish va uzoq muddatli hamkorlikni mustahkamlash uchun polimerlar uchun tavsiya etilgan yuklash darajalari hamda tarqalish muammolarini hal etish bo'yicha texnik yordam ko'rsatish muhimdir.
