Krimpbuis

Warmtekrimpbare buis is een thermopolymeerproduct dat bij verwarming in alle richtingen krimpt. Het effect wordt gebruikt in de techniek voor het isoleren van gesoldeerde, afneembare en andere elektrische verbindingen.

De geschiedenis van de uitvinding van warmtekrimpbare buizen

De warmtekrimpbare buis is gemaakt van polymeren die onder invloed van de temperatuur reversibel in een vloeibare of viskeuze toestand kunnen veranderen. Dit zijn voornamelijk polyolefinen:

1. Polyethyleen;
2. Polypropyleen;
3. Polyvinylchloride( gehalogeneerde polyolefinen).

En andere materialen die deel uitmaken van de groep thermoplasten. Polyolefinen worden beschouwd als ketenpolymeren met structureel doel. Een karakteristiek gebrek aan literatuur over het onderwerp, hoewel PVC gemakkelijk wordt besproken als een basisoplossing voor kunststof ramen, worden milieueffectstudies uitgevoerd. Maar over het boek met krimpmaterialen is niet te vinden op internet.

Het is bekend dat in 1962 - specifiek op 23 juli - Judson Douglas Wetmore, een ingenieur uit Rachem, een warmtekrimpbuis heeft uitgevonden als onderdeel van een onderzoek door een derde partij. Drie jaar later werd US3396460 A gedeclareerd en krijgt waarschijnlijk een aandeel van elke geproduceerde eenheid. De uitvinder heeft zijn eigen nageslacht gepositioneerd als een methode voor het combineren van polymeerstructuren. Hij schreef dat de buis bij verhitting smelt en het binnenste gedeelte goed afdekt.

Judson beweert dat hij werd geïnspireerd door een uitvinding van 1936( US2027962 A).Het heeft volledig betrekking op thermoplasten. De auteur heeft een nieuwe productiemethode uitgevonden met behulp van stoffen die bij verwarming gemakkelijk van vorm veranderen. En bij een breed temperatuurbereik, wat het productieproces van onderdelen vereenvoudigt. De uitvinding is nauw verbonden met de tests ontwikkeld door de organisatie ASTM - het ging over thermoplasten.

Laten we terugkeren naar Judson. Het productieproces van de krimpkous begint met de materiaalkeuze. Een geschikt polymeer wordt gekozen, bijvoorbeeld neopreen. Tijdens het verwarmen worden er additieven toegevoegd volgens het toekomstige gebruik van het materiaal. Dan komt het proces van vorming, herkend als de sleutel. De polymeerbuis wordt in een vacuüm geplaatst waar hij wordt verwarmd. Meestal door infraroodgolven. Als gevolg hiervan wordt het product in alle richtingen uitgerekt.

Wanneer de gewenste diameter is bereikt, volgt een scherpe koeling. In een vacuüm gebeurt snel. Het blijkt dat het polymeer stolt in een sterk gestrekte staat. Wanneer licht verhit - gecomprimeerd. Dit wordt een krimpkous in productie genoemd.

Op 30 augustus 1978 werd het Amerikaanse octrooi nr. 4.188.443 in de titel met de notie van krimpbare film ingediend. En hier hebben we het over thermoplasten. Uitvinders beschrijven de component:

1. De film bestaat uit vijf polymeerlagen.
2. Central( derde) bestaat uit polyester of copolyester.
3. Het is omgeven door een( tweede en vierde) ethyleen-vinylacetaatcopolymeer.
4. De schaal is een copolymeer van ethyleen-propyleen.

Materiaal is gepositioneerd als een verpakking. Vandaag laten ze op YouTube zien hoe bedieningspanelen op de film worden geplaatst om hen te beschermen tegen de gevolgen van vuile handen. Het resultaat is dat het apparaat bescherming tegen vocht krijgt en minder wordt geoxideerd door de lucht. De betekenis van de aanwezigheid van de massa van de lagen is dat de polyolefinen worden gekenmerkt door extreme krimpeigenschappen. Tot vier keer meer samengeperst dan PVC dat wordt gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie. Om de eigenschappen van het product naar de gebruikelijke verpakking te brengen die wordt gebruikt op bestaande apparatuur, en er waren een paar lagen nodig.

Thermoplastisch

Er zijn veel thermoplasten, de eigenschappen zijn anders. De meeste van de uiteindelijke materialen worden in een kleine hoeveelheid met aanvullende modificators geleverd om specifieke eigenschappen te verlenen. Een korte lijst van dergelijke additieven: weekmakers van

• ;
• -smering;
• -stabilisatoren;
• antistatica;
• -pigmenten;
• -fungiciden.

In tegenstelling tot uitgeharde thermoharders en vulcaniserende elastomeren, worden thermoplasten omkeerbaar in een viskeuze toestand. Dat draagt ​​bij aan de vereenvoudiging van het verkrijgen van de gewenste vorm van het product en het moleculaire rooster. Voorbeelden van technologische methoden: extrusie, gieten, stampen, vacuümvormen, lassen. Thermoplastieken zijn meestal onderverdeeld:

• Moleculaire structuur:

1. Koolstofketen: polystyrenen, polyacrylaten, copolymeren, polyolefinen. Gesynthetiseerd langs het pad van de radicaalketen of ionenketen.
2. Hetero type: polyacetalen, polyesters. Gesynthetiseerd door ionische polymerisatie van cyclische of polycondensatie van bifunctionele monomeren.

• Fysische structuur:

1. Amorf, met stijve moleculen( I).De mate van kristalliniteit is niet groter dan 25%.Heldere vertegenwoordigers zijn polystyreen, polyvinylchloride en andere ketting-keten polymeren met een onregelmatige structuur. Polyamiden, polyesters en polyethers en andere heteropolymeren. Stempelen en extrusie( extrusie) worden uitgevoerd bij de glasovergangstemperatuur, vormen - bij de temperatuur van vloeibaarheid.
2. Crystal medium degree( II).De glasovergangstemperatuur ligt dicht bij kamertemperatuur. Pentaplast, polytrifluorochloorethyleen, polymethylpenteen worden herkend als prominente vertegenwoordigers. Vormen wordt uitgevoerd bij een temperatuur boven het smelten.
3. Crystal high degree( III).De glasovergangstemperatuur van de amorfe vorm is lager dan kamertemperatuur. Onder normale omstandigheden vertonen plasticiteit. Onder de glasovergangstemperatuur wordt bros. Eigenschappen worden bepaald door de mate van kristalliniteit. Heldere vertegenwoordigers werden polyethyleen en polypropyleen. Gieten en extrusie worden uitgevoerd bij de smelttemperatuur, ponsen - in de buurt van deze waarde.

Mechanische eigenschappen van thermoplasten

Mechanische eigenschappen worden uitgedrukt in plasticiteit, sterkte, de afhankelijkheid van het vervormingsresultaat op de snelheid van toepassing van kracht, temperatuur en andere factoren. Het is gebruikelijk om indicatoren te selecteren die het materiaal kenmerken in termen van weerstand tegen externe krachten:

• Destructieve stress:

1. Wanneer uitgerekt varieert het van 1,2 tot 12 kgf / sq.mm. De prevalerende tarieven van fenylon.
2. Indien gecomprimeerd, varieert het van 0,5 tot 12 kgf / sq.mm. De hoogste percentages polycarbonaat.
3. Bij het buigen varieert het van 1,2 tot 14 kgf / sq.mm. De superieure prestaties van polyamide-6.

• Treksterkte van treksterkte varieert van 0,75 tot 8,5 gks / sq.mm. De beste prestaties in polyamide-6.
• De rek bij breuk varieert van 1,5 tot 800%.De heersende indicatoren zijn polyethyleen en polypropyleen met hoge dichtheid.

Er zijn veel theorieën ontwikkeld met betrekking tot de vernietiging van thermoplasten:

1. De theorie van brosse breuken stelt dat scheuren ontstaan ​​op de plaats van de grootste spanningen en geleidelijk toenemen. Wanneer de kritieke lengte is bereikt, begint de splitsing in delen. Vóór de vorming van scheuren houdt het lichaam zich volledig aan de Wet van Hooke( een kracht die evenredig is met rek).De breukspanning wordt beschreven en de formule hangt af van de specifieke energie van vernietiging van het materiaal. Gebrek aan theorie: vóór de vorming van scheuren beginnen thermoplasten te vervormen, waardoor energie wordt verbruikt.
2. Thermofluctuatie theorie van kracht spreekt van een kwantitatieve relatie tussen de toegepaste stress en de tijd die verstrijkt voordat het falen. Deze parameters zijn verbonden door een exponentiële formule, die bovendien twee constanten bevat( zie afbeelding).Zhurkov-vergelijking is ingewikkelder en houdt rekening met de activeringsenergie van vernietiging. De thermofluctueringstheorie stelt dat vernietiging een kinetisch proces van accumulatie van schade wordt, en geen eenmalige handeling. Tijdens het fenomeen ontstaan ​​scheuren.

De nieuwste theorieën die de structuur van polymeren terzijde worden geschoven, wat als een nadeel wordt erkend. Het houdt geen rekening met de fysieke conditie. De meeste gegevens zijn voornamelijk empirisch verkregen. Het gedrag van thermoplasten onder kortstondige belasting wordt bijvoorbeeld beschreven in de grafieken die zijn verkregen in experimenten. Vervolgens vinden de curven de waarden:

1. De korte-termijnsmodulus van elasticiteit wordt bepaald uit de hellingshoek van de tangens, getrokken uit de oorsprong van de curve voor een lage laadsnelheid. En de secans-elasticiteitsmodulus wordt gevonden door de hellingshoek van de secans van de vorige grafiek.
2. Breekstress. De grafiek is gemarkeerd met een kruis aan het einde van de curve. Bepaald voor polymeren die broos worden.
3. Opbrengststerkte. Analogen van breukspanning voor viskeuze polymeren. De grootste indicatoren van dit en de vorige parameter in polymeren van groep I, de laagste - in III.
4. Energie van vernietiging. Numeriek gelijk aan het gebied onder de curve. In het geval van vernietiging met hoge snelheid, wordt het werk geëvalueerd.
5. De brosheidstemperatuur wordt geschat op basis van curvefamilies. De aard van de schade wordt beoordeeld onder verschillende omstandigheden( bepaald door de vorm van de curve).Volgens GOST 16782 wordt het monster met een constante snelheid( van 4,5 tot 120 m / min) geladen met een gelijktijdige temperatuurverandering van ervaring naar ervaring. Noteer de milieu-indicatoren waarop de vernietiging plaatsvindt.

-plots Andere parameters:

1. De standaardhardheid wordt bepaald door Brinell en karakteriseert de weerstand tegen de introductie van een bolvormig indringer.
2. Standaard hittebestendigheid beschrijft de temperatuur waarbij de vervorming de grenswaarden overschrijdt. De vastgestelde cijfers zijn sterk afhankelijk van de methoden: dubbele steunbuiging, Martens buiging, de introductie van de cilindrische naald van Vic.
3. Poisson's Ratio toont de verandering in volume tijdens deformatie. Het hangt af van de temperatuur, reksnelheid en de grootte ervan. Maximale waarden voor thermoplastics van groep III.
4. Impactsterkte wordt bepaald door de relatief langzame vernietiging van het monster bij een temperatuur van 20 graden Celsius door de impact van de kopra tijdens dubbel ondersteunde buiging( GOST 4647).Vermindert scherp met het verschijnen van sneden, sterk afhankelijk van de vorm en diepte van de beschadiging. Specifieke waarden zijn sterk afhankelijk van de techniek.
5. Impact-hardheid stelt ons in staat om de kracht te schatten bij snel laden. Polymeren van groepen II en III worden gekenmerkt door de hoogste waarden, de laagste indicatoren voor vertegenwoordigers van groep I zijn polystyreen en polymethylmethacrylaat. In PVC is de parameter hoog bij een temperatuur van +20 graden Celsius, daalt sterk bij koeling.

Temperatuur en snelheid van laden hebben een waarneembaar effect op de vorm van de grafiek. Er is echter geen uniforme afhankelijkheid waargenomen. De gelijkenis van de processen wordt waargenomen binnen groepen, voorheen gekenmerkt door fysieke structuur. Kenmerken zijn sterk afhankelijk van het proces. Bijvoorbeeld, tijdens het uitgloeien van polymeren van groep I nabij de glasovergangstemperatuur neemt de elasticiteitsmodulus toe. Na anderhalf uur blootstelling aan PVC bij een temperatuur van 60 graden Celsius, is de elasticiteitsmodulus van 10 seconden 160 kgf / sq.mm, na 48 uur - 230, na 60000 uur - 270.

De maximale variatie van de elasticiteitsmodulus en hardheid in de derde groep. Testmethoden voor thermoplasten zijn verre van perfect, maar de krimpkous wordt gebruikt in het dagelijks leven en in de industrie. De vraag ligt dicht bij elektriciens. In feite is het onderwerp van octrooi US3396460 A voor hen ontwikkeld: warmtekrimpbare films worden gebruikt om controlepanelen te beschermen, polymeren worden gebruikt om producten te verpakken.