Plastikler Hakkında Temel Bilgiler

Plastiğin kökeni

İngilizcede plastikler için kullanılan "Plastics" veya "Plastic" kelimesi, Yunanca "şekillendirme" ve "geliştirme" anlamına gelen "plastics" kelimesinden türetilmiştir.

Plastik kelimesi, "serbestçe şekillendirilebilir" anlamına gelen plastiğin kendi karakteristik özelliklerinden alınmıştır.

Plastiklerin sınıflandırılması

1. Uygulama alanlarına göre sınıflandırma

(1) Genel plastikler: Yalnızca yapısal olmayan malzemeler olarak kullanılabilirler; üretim hacimleri büyük, fiyatları nispeten düşük, performansları ortalama düzeydedir ve birçok üreticisi bulunur.

(2) Mühendislik plastikleri: Mükemmel mekanik özellikler, elektriksel özellikler, ısı direnci, kimyasal direnç, boyutsal kararlılık ve işlenebilirlik gibi özelliklere sahip yapısal malzemeler olarak kullanılabilirler.

(3) Genel mühendislik plastikleri ve özel mühendislik plastikleri olarak ikiye ayrılabilirler. İkincisi daha yüksek performansa, daha küçük üretim hacmine, az sayıda üreticiye ve daha yüksek satış fiyatına sahiptir.

1. Plastiklerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre sınıflandırılması:

(1) Termoplastikler: İşleme sürecinde genellikle sadece fiziksel hacim değişikliği gösterirler. Yani, belirli bir sıcaklık aralığında tekrar tekrar ısıtılıp yumuşatılabilen ve soğutulduğunda sertleşebilen plastiklerdir. (Yaygın olanlar: polivinil klorür, polietilen, polipropilen, polistiren, ABS, SAN, naylon, poliformaldehit, polikarbonat, polifenilen eter, polimetakrilat, poliüretan, polietilen tereftalat ester)

(2) Termoset plastikler: İşleme sırasında kimyasal değişimlere uğrarlar. Isıtıldıklarında yumuşamaya başlarlar ve belirli bir derecede plastisiteye sahip olurlar. Ancak ısıtılmaya devam edildiğinde reçine sertleşir ve şekil alır. Tekrar ısıtıldıklarında genellikle yeniden şekillendirilemezler ve sadece kırılarak dolgu maddesi olarak kullanılabilirler.

Termoplastikler kristal yapılı plastikler ve amorf plastikler olarak ikiye ayrılır

• Plastiklerin uygulama alanları: Kristal yapılı plastikler: filmler, çamaşır makineleri, dişliler, borular, güvenlik kaskları, fiber ürünler, kayak ayakkabısı gövdeleri
• Amorf plastikler: TV kasaları, ofis malzemeleri, borular, plakalar, profiller, fan kanatları ve cep telefonları
• Termoset plastikler: ambalaj, yapıştırıcılar, tepsiler, bilardo topları, küvetler vb.
• Elastomer plastik: köpük gövde, kayış, halat, film, bowling topu vb. (Elastomer aynı zamanda bir termoplastiktir)
• Kristal ve amorf malzemeler, farklı moleküler yapıları nedeniyle birbirinden ayrılırlar.

(1) Kristal yapılı plastikler: PA, PP, PE, POM, PBT, PET, PPO;

(2) Amorf plastikler: PC, ABS, PS, PVC, PMMA.

Kristal yapılı plastiklerin belirgin bir erime noktası vardır ve katı haldeyken molekülleri düzenli bir şekilde dizilmiştir. Düzenli dizilen alana kristal bölge, düzensiz dizilen alana ise amorf bölge denir ve kristal bölgenin yüzdesine kristalinite denir. Genellikle kristalinitesi 'in üzerinde olan polimerlere kristal yapılı plastikler denir.

Kristalleşmeyi etkileyen faktörler

(1) Polimer zincir yapısı; iyi simetriye sahip, dallanması olmayan veya az olan, küçük yan grupları bulunan ve moleküller arası kuvvetleri büyük olan polimerlerin birbirine yakın durması kolaydır ve kristalleşmeye yatkındırlar.

(2) Sıcaklık; polimer, düzensiz bobinlerden büyüyen kristalin yüzeyine doğru hareket eder. Kalıp sıcaklığı daha yüksek olduğunda, polimerin hareketliliği artar ve kristalleşme hızlanır.

(3) Basınç; soğutma işlemi sırasında dış kuvvet uygulanırsa, bu durum polimerin kristalleşmesini de teşvik edebilir. Bu nedenle, kristal yapılı plastiklerin kristalinitesini kontrol etmek için üretim sırasında enjeksiyon basıncı ve tutma basıncı artırılabilir.

(4) Çekirdekleştirici ajan; düşük sıcaklık hızlı çekirdekleşmeye yardımcı olsa da taneciklerin büyümesini yavaşlatır. Bu çelişkiyi ortadan kaldırmak için kalıplama malzemesine çekirdekleştirici ajanlar eklenir, böylece plastik yüksek kalıp sıcaklıklarında işlenebilir ve hızlı kristalleşme sağlanır.

Kristalleşmenin plastik özellikleri üzerindeki etkisi

(1) Mekanik özellikler: Kristalleşme plastikleri kırılgan hale getirir (darbe dayanımı azalır), tokluğu artırır ve sünekliği düşürür.

(2) Optik özellikler: Kristalleşme, kristal bölge ile amorf bölge arasındaki arayüzde ışık saçılması meydana geldiği için plastiği opak hale getirir. Sferolitlerin boyutunu belirli bir dereceye kadar küçültmek, sadece plastiğin mukavemetini artırmakla kalmaz (taneler arası kusurları azaltarak), aynı zamanda şeffaflığı da iyileştirir (sferolit boyutu ışığın dalga boyundan küçük olduğunda saçılma meydana gelmez).

(3) Termal özellikler: Kristal yapılı plastikler, sıcaklık yükseldiğinde yüksek elastik bir durum göstermezler. Sıcaklık erime sıcaklığı TM'ye yükseldiğinde, viskoz akış durumu sergilerler. Bu nedenle, kristal yapılı plastiklerin kullanım sıcaklığı Tg'den (camsı geçiş sıcaklığı) TM'ye (erime sıcaklığı) yükselir.

(4) Çözücü direnci, geçirgenlik vb. özellikler, kristal bileşenlerin daha yakın dizilmesi nedeniyle iyileşir.

Enjeksiyon Kalıplama Makineleri ve Kalıplar için Kristal Yapılı Plastikler

(5) Kristal yapılı plastikler erirken kristal kafesi bozmak için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar, bu nedenle katı halden erimiş hale geçerken daha fazla ısı girişi gereklidir. Bu nedenle, enjeksiyon kalıplama makinesinin plastikleştirme kapasitesi büyük olmalı ve maksimum enjeksiyon hacmi de buna uygun olarak artırılmalıdır.

(6) Kristal yapılı plastiklerin erime noktası aralığı dardır. Nozül sıcaklığı düştüğünde kauçuk kristalin nozülü tıkamasını önlemek için nozül açıklığı uygun şekilde genişletilmeli ve nozül sıcaklığını bağımsız olarak kontrol edebilen bir ısıtma halkası takılmalıdır.

(7) Kalıp sıcaklığının kristalinite üzerinde önemli bir etkisi olduğundan, kalıplama sırasında homojen bir kalıp sıcaklığı sağlamak için kalıpta mümkün olduğunca çok su kanalı bulunmalıdır.

(8) Kristalinite, kristalleşme sürecinde büyük bir hacimsel büzülmeye uğrar ve bu da büyük bir kalıplama büzülmesine neden olur. Bu nedenle, kalıp tasarımında kalıplama büzülmesi dikkatlice düşünülmelidir.

(9) Önemli anizotropi ve büyük iç gerilim nedeniyle, kalıp tasarımında girişin (gate) konumuna ve boyutuna, takviye kaburgalarının konumuna ve boyutuna dikkat edilmelidir; aksi takdirde kolayca çarpılma deformasyonu meydana gelir ve bunu kalıplama süreciyle iyileştirmek oldukça zordur.

(10) Kristalinite derecesi, plastik parçanın et kalınlığı ile ilişkilidir. Et kalınlığı yavaş soğur, kristalinite yüksektir, büzülme fazladır ve büzülme boşlukları ile gözenekler oluşmaya meyillidir. Bu nedenle, kalıp tasarımı sırasında plastik parçanın et kalınlığını kontrol etmeye dikkat edilmelidir.

Kristal yapılı plastiklerin kalıplama süreci

(1) Soğutma sırasında açığa çıkan ısı fazladır, bu nedenle tamamen soğutulmalıdır. Yüksek kalıp sıcaklıklarında kalıplama yaparken soğutma süresinin kontrolüne dikkat edilmelidir.

(2) Erimiş hal ile katı hal arasındaki özgül ağırlık farkı büyüktür, bu da büyük kalıplama çekmesine neden olur ve çekinti ile gözenek oluşumuna yatkındır. Tutma basıncı ayarına dikkat edin.

(3) Kalıp sıcaklığı düşük olduğunda soğuma hızlıdır, kristallenme düşüktür, çekme azdır ve şeffaflık yüksektir. Kristallenme derecesi, plastik parçanın et kalınlığı ile ilişkilidir. Plastik parçanın et kalınlığı fazla olduğunda soğuma yavaştır, kristallenme yüksektir, çekme fazladır ve fiziksel özellikler iyidir. Bu nedenle, kristalin plastiklerin kalıp sıcaklığı gerektiği şekilde kontrol edilmelidir.

(4) Anizotropi belirgindir ve iç gerilim büyüktür. Kristalleşmemiş moleküller, kalıptan çıkarıldıktan sonra kristalleşmeye devam etme eğilimindedir. Enerji dengesizliği durumundadırlar ve deformasyona ve çarpılmaya yatkındırlar. Malzeme sıcaklığı uygun şekilde artırılmalı ve kalıp sıcaklığı orta seviyeye getirilmelidir. Enjeksiyon basıncı ve enjeksiyon hızı.

İşleme sonrası farklılıklar

(1) Kristalin plastiğin yüzeyi kaygandır ve boyanamaz veya krom kaplanamaz. Yüzeyi süslemek zordur. Şu anda boyanan renkler uzun ömürlü değildir ve kolayca dökülür. Örneğin, ambalaj poşetlerine püskürtme, baskı veya renklendirme yapılırken, renkleri basmak için genellikle yüksek akımlı elektronik korona işlemi kullanılır, ancak bu uzun ömürlü değildir ve yapıştırıcı bulmak zordur.

(2) Amorf plastiğin yüzeyi mürekkep, krom kaplama, sprey kaplama vb. gibi diğer molekülleri emebilir. Bu nedenle, genel ürün kasaları, saat kasaları, TV kasaları vb. süslemesi kolay ve dökülmesi zor olan amorf plastikten yapılır.