Разновидности инженерных пластиков. Полиацетали. Часть 4

По словам компании, программное обеспечение используется специально для оценки пластмасс для зубчатых колес в различных условиях эксплуатации. P-GEAR более точно прогнозирует характеристики зубчатой передачи, что приводит к сокращению времени проектирования в соответствии с Ticona. Сегодня производители изделий из полиацеталей могут использовать различное программное обеспечение для проектирования. Такими программами являются CAD, CAE, FEA и FEM (конечно-элементное моделирование), MES (системы управления производством), CAD-подобная программа «Superflow», ABAQUS Standard, DesignXplorer VT, ANSYS Paramesh, I-DEAS, Unigraphic Solutions, CAPTIA, Pro / Engineer и ряд программного обеспечения FEA NISA. Программное обеспечение Moldflow Plastics Insight (MPI) включает трехмерное моделирование для проектирования деталей и пресс-форм, а также анализ тонкостенных конструкций и деформаций. Конструкция для полиацетальных смол следует традиционным методам, обычно основанным на кратковременных свойствах с учетом фактора безопасности.

Существуют определенные конструктивные соображения, которые более важны для полиацетальных смол, чем для некоторых других конструкционных термопластов. Эти соображения в значительной степени обусловлены высокой степенью кристалличности ацетальных полимерных макромолекул. Полиацетали чувствительны к надрезам вследствие их высокой степени кристалличности (DC). Радиусы и желобки на углах стен, ребер и выступов должны быть достаточными, чтобы избежать концентрации внутренних напряжений во время охлаждения в пресс-форме. Толщина стенки может составлять от 0,5 мм (0,02 дюйма) до 5 мм (0,2 дюйма). Полиацетальные смолы быстро замерзают во время охлаждения пресс-формы, а полимеры становятся жесткими и прочными, что позволяет получить тонкие стенки. Преимущества стоимости изделий с тонкими стенками из полиацетальных смол заключаются в более быстрых циклах и меньшем расходе смолы, чем для полимеров, которые требуют более толстых стенок. Тонкостенное литье с продуманной обработкой может избежать или, по крайней мере, минимизировать пустоты.

Высокое постоянное напряжение вызывает большую усадку пресс-формы во время охлаждения, чем у других технических термопластов с меньшим постоянным напряжением. И усадка пресс-формы, основанная на измерениях миллиметр на миллиметр (мм / мм), дюйм на дюйм (дюйм / дюйм) или на процентном отношении объема расплава, не является одинаковой для толстых и тонких стенок. Неравномерная усадка пресс-формы приведет к возникновению внутренних напряжений во время формования, что приведет к деформации или даже поломке изделия. Определение усадки пресс-формы очень сложно, прежде всего, из-за скорости охлаждения расплава в полости пресс-формы. Более толстые стенки охлаждаются медленнее, чем тонкие, а более толстые стенки имеют большую усадку, чем тонкие стенки. На усадку влияют упаковка, рецептура состава, армирующие волокна, наполнители и добавки. Усадка после формования может продолжаться из-за окружающей среды, особенно это касается повышенной температуры и влажности. Возможность тонкостенного формования полиацетальных смол приводит к стремлению к достижению равномерной толщине стенки детали или к постепенному сужению контура от толстой стенки к тонкой стенке и избеганию резких переходов между толщиной стенок. Угол тяги любого термопласта существенно влияет на легкость демонтажа. Для полиацетальных смол был предложен минимальный угол тяги 0,5°, а предпочтительное значение составляет 1°.

Если говорить о свойствах полиацеталей подробнее, то полиацетали отличаются от других технических термопластов комбинированными свойствами. Стандартными техническими требованиями ASTM для полиацеталей являются ASTM D-4181 и DIS 99881,2, «Стандартные технические условия на литьевые и экструзионные материалы». DIS является проектом международного стандарта, который обеспечивает более удобное взаимодействие с цифровыми системами. D-6100 — это «Ацетальный запас», а D-1855-00 — «Стандартная спецификация для полиоксиметилена (ацеталя) для медицинских применений — медицинских приборов, оборудования или их компонентов», разработанная подкомитетом ASTM F04.11. Достижения в составах рецептур и усиливающих технологий сужают различия в свойствах между ацетальными гомополимерами и сополимерами. Например, ударная вязкость увеличивается при добавлении эластомера. Армирование стекловолокном увеличивает прочность, модуль и твердость полиацетали, а также снижает CTE, сопротивление ползучести и усадку пресс-формы.

Значения свойств ацетального гомополимера и сополимера относительно различны для многих свойств, и их можно найти в технической литературе по инженерным пластикам, доступной и на русском языке. Здесь же отметим, что оба полиацеталя обладают твердостью, ударной вязкостью, жесткостью, истираемостью, износостойкостью и стойкостью ко многим одинаковым химикатам, и они конкурируют между собой во многих областях применения. Эти свойства во многом обусловлены высокой степенью кристалличности полиацеталей. Ацетальные гомополимеры обычно имеют немного лучшие механические свойства, а сополимер показывает лучшую окислительную и термическую стабильность. Немодифицированные ацетальные гомополимеры обычно демонстрируют более высокую твердость, жесткость, усталостную прочность, прочность на растяжение, прочность на изгиб и сопротивление ползучести, а также более низкий процент удлинения.

Гомополимеры с более высокой молекулярной массой могут иметь более высокую прочность и процент удлинения. Модифицированные ацетальные гомополимерные соединения разработаны для устойчивости к гидролизу при температуре +82,2 °C, аналогично устойчивости к гидролизу ацетального сополимера. Оба полиацеталя могут использоваться для применений с питьевой водой при температуре до +82,2 °С и для повторного контакта с пищевыми продуктами при температуре +121 °С. Сополимеры, имеющие длительную термостабильность, используются для непрерывного воздействия горячей воды. Введение этиленового звена для получения ацетальных сополимеров повышает термостабильность и вязкость при удлинении. Немодифицированные гомополимеры и сополимеры не устойчивы к ультрафиолетовому излучению и другим формам излучения или к концентрированным кислотам, таким как серная кислота (H2SO4) и соляная кислота (HCl). В следующей части более подробно поговорим о химической стойкости гомополимера и сополимера полиацеталя, которые по этому показателю имеют некоторые различия.