1. Panimula sa binagong mga plastik na engineering
1.1 Ano ang mga plastik sa engineering?
Mga plastik sa engineering ay isang klase ng high-performance thermoplastic o thermosetting polymers na nagtataglay ng mahusay na mekanikal, thermal, at kemikal na mga katangian kumpara sa mga plastik na kalakal tulad ng polyethylene o polypropylene. Ang mga ito ay dinisenyo upang mapaglabanan ang higit na hinihingi na mga kapaligiran at madalas na ginagamit bilang mga kapalit para sa mga tradisyunal na materyales tulad ng mga metal, keramika, at kahoy. Ang mga pangunahing katangian ng plastik ng engineering ay may kasamang mataas na lakas ng makunat, mahusay na dimensional na katatagan, at paglaban sa init at kemikal. Kasama sa mga karaniwang halimbawa ang polycarbonate (PC), naylon (polyamide, PA), polyoxymethylene (POM), at polyetheretherketone (PEEK).
1.2 Ang pangangailangan para sa pagbabago
Habang ang mga plastik ng engineering ay may pambihirang mga pag -aari, hindi sila palaging sapat upang matugunan ang mga tiyak na kinakailangan ng bawat aplikasyon. Halimbawa, ang isang sangkap ay maaaring mangailangan ng mas mataas na lakas para sa isang bahagi ng automotiko, pinabuting paglaban ng siga para sa mga electronics, o pinahusay na pagpapadulas para sa paglipat ng makinarya. Ang mga pamamaraan ng pagbabago ay samakatuwid ay mahalaga upang maiangkop ang mga katangian ng isang plastik sa isang tumpak na pangangailangan, na nagpapahintulot para sa mga pasadyang materyal na solusyon nang hindi lumilikha ng isang ganap na bagong polimer mula sa simula. Ang prosesong ito ay nagpapalawak ng kanilang utility, nagpapabuti sa kanilang pagganap, at ginagawang mas epektibo ang gastos para sa isang mas malawak na hanay ng mga gamit.
1.3 Pangkalahatang -ideya ng Mga Diskarte sa Pagbabago
Ang pagbabago ng plastik ng engineering ay nagsasangkot ng pagbabago ng kanilang mga katangian ng base sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan. Ang mga pamamaraan na ito ay maaaring malawak na ikinategorya sa tatlong pangunahing pamamaraan:
-
Blending at alloying: Pinagsasama ang dalawa o higit pang mga polimer upang lumikha ng isang bagong materyal na may mga katangian ng synergistic.
-
Reinforcement: Ang pagsasama ng mga ahente ng pagpapatibay, tulad ng mga hibla o mga particle, upang mapabuti ang mga mekanikal na katangian.
-
Mga Additives: Ipinakikilala ang maliit na halaga ng iba't ibang mga sangkap upang mapahusay ang mga tiyak na katangian tulad ng paglaban ng UV o kulay.
2. Mga uri ng pagbabago sa plastik ng engineering
2.1 Polymer Blends at Alloys
Ang blending ng polimer ay isang pisikal na halo ng dalawa o higit pang mga polimer, habang ang isang haluang metal ay isang timpla kung saan ang mga polimer ay chemically o pisikal na katugma, na nagreresulta sa isang solong-phase material. Ang blending ay maaaring pagsamahin ang kanais -nais na mga katangian ng iba't ibang mga plastik, tulad ng katigasan ng isang polimer na may paglaban ng init ng isa pa, na lumilikha ng isang materyal na nakahihigit sa alinman sa sangkap na nag -iisa. Ang isang klasikong halimbawa ay isang PC/ABS (Polycarbonate/Acrylonitrile Butadiene styrene) na timpla, na pinagsasama ang mataas na lakas ng PC na may proseso ng ABS.
2.2 Fiber Reinforcement (hal., Glass Fiber, Carbon Fiber)
Ang pagpapatibay ng hibla ay isa sa mga pinaka -karaniwang at epektibong pamamaraan ng pagbabago. Ito ay nagsasangkot ng pagsasama ng mga high-lakas na hibla sa polymer matrix.
-
Glass Fiber (GF): Ang pinaka -malawak na ginagamit na pampalakas. Ang mga hibla ng salamin ay makabuluhang dagdagan ang makunat na lakas, higpit, at dimensional na katatagan ng plastik habang medyo mura.
-
Carbon Fiber (CF): Nag-aalok ng isang mas mataas na lakas-to-weight ratio at higpit kaysa sa hibla ng salamin, na ginagawang perpekto para sa mga aplikasyon ng mataas na pagganap sa aerospace at kagamitan sa palakasan kung saan kritikal ang pagbawas ng timbang.
2.3 Mga Additives para sa Pinahusay na Mga Katangian
Ang mga additives ay mga sangkap na halo -halong sa plastik upang makamit ang mga tukoy na katangian ng pag -andar.
-
UV stabilizer: Protektahan ang plastik mula sa marawal na kalagayan na dulot ng radiation ng ultraviolet, na pumipigil sa pagkawalan ng kulay at brittleness sa mga panlabas na aplikasyon.
-
Flame Retardants: Dagdagan ang pagtutol ng materyal sa pag -aapoy at bawasan ang pagkalat ng apoy, mahalaga para sa elektronika at konstruksyon.
-
Mga plasticizer: Pagbutihin ang kakayahang umangkop at bawasan ang brittleness.
-
Lubricants: Bawasan ang alitan at pagsusuot.
2.4 Mga paggamot sa ibabaw at coatings
Ang pagbabago ng ibabaw ay nagbabago sa tuktok na layer ng plastik nang hindi binabago ang mga bulk na katangian nito. Ang mga paggamot na ito ay maaaring mapabuti ang pagdirikit para sa pagpipinta o pag -bonding, mapahusay ang paglaban sa gasgas, o gawing mas hydrophilic o hydrophobic ang ibabaw. Kasama sa mga pamamaraan ang paggamot sa plasma, kemikal na etching, at paglalapat ng mga manipis na film coatings.
3. Pinahusay na mga katangian ng materyal sa pamamagitan ng pagbabago
3.1 Pinahusay na lakas at higpit ng mekanikal
Ang pagpapalakas na may baso o carbon fibers ay ang pangunahing pamamaraan para sa pagpapabuti ng mekanikal na lakas at higpit ng isang plastik. Ang mga hibla ay kumikilos bilang mga elemento ng pag-load, na epektibong paglilipat ng stress at maiwasan ang pagpapapangit ng materyal.
3.2 Pinahusay na katatagan ng thermal at paglaban sa init
Ang ilang mga additives at tagapuno, kasama ang mga tiyak na timpla ng polimer, ay maaaring itaas ang temperatura ng pagpapalihis ng materyal (HDT), na pinapayagan itong makatiis ng mas mataas na temperatura ng operating nang walang pagpapapangit. Mahalaga ito lalo na para sa mga bahagi ng under-the-hood na mga bahagi at elektronika.
3.3 nadagdagan ang paglaban sa kemikal
Ang pagsasama ng isang plastik na engineering na may isang mas chemically resistant polymer ay maaaring mapabuti ang tibay nito sa malupit na mga kemikal na kapaligiran, tulad ng mga nakatagpo sa mga pang -industriya na kagamitan o medikal na aplikasyon.
3.4 Pinahusay na paglaban sa epekto at katigasan
Ang mga epekto ng mga modifier, tulad ng mga elastomer, ay idinagdag sa plastik na matrix upang sumipsip at mawala ang enerhiya mula sa biglaang mga epekto, sa gayon ay nadaragdagan ang katigasan ng materyal at maiwasan ang malutong na bali.
3.5 Pinahusay na dimensional na katatagan
Ang pagpapalakas at ang paggamit ng mga tagapuno ay maaaring makabuluhang bawasan ang koepisyent ng materyal ng pagpapalawak ng thermal at pag -urong, na humahantong sa mas mahusay na katatagan ng dimensional, na mahalaga para sa mga sangkap na katumpakan at mga bahagi na dapat mapanatili ang masikip na pagpapahintulot.
4. Mga aplikasyon ng binagong plastik na engineering
4.1 Industriya ng Sasakyan
Ang binagong mga plastik na engineering ay nagbago ng sektor ng automotiko sa pamamagitan ng pagpapagana ng disenyo ng mas magaan, mas mahusay na mga sasakyan.
-
Mga sangkap sa loob: Ang mga dashboard, mga panel ng pinto, at mga console ay madalas na gumagamit ng binagong ABS o PC para sa tibay at aesthetics.
-
Mga Panlabas na Bahagi: Ang mga bumpers at grilles ay ginawa mula sa mga timpla na timpla upang sumipsip ng epekto.
-
Mga Application sa Under-the-Hood: Ang mga materyales na may pinahusay na paglaban sa thermal at kemikal, tulad ng salamin na hibla ng naylon, ay ginagamit para sa mga takip ng engine at mga manifold ng paggamit.
