Es gibt drei Hauptfaktoren, die sich auf die Harze beziehen, die verarbeitet werden müssen und die das Design einer Schraube und das Material, das in seiner Herstellung verwendet werden sollte, erheblich beeinflusst: Grad der Kristallinität, Viskosität und Zusatzstoffe im Harz.
- Kristallinitätsgrad
Der Kristallinitätsgrad eines Harzes hilft bei der Bestimmung der daraus resultierenden physikalischen Eigenschaften eines geformten Teils und ist für den Teiledesigner wichtig. Ebenso wichtig für den Kunststoffprozessor ist die Tatsache, dass Kristallinität auch die Art und Weise beeinflusst, in der sich das Harz von einem Feststoff zum Schmelzen verändert.
Die Unterschiede in den Schmelzeigenschaften zwischen hochkristallinen und weniger kristallinen (oder amorphen) Harzen umfassen ihre Resistenz gegen Deformation bei der Anwendung, ihre Empfindlichkeit gegenüber thermischer Leitfähigkeit und ihre Empfindlichkeit gegenüber Scher, unabhängig von der Quelle.
1. Schmelzpunkt - Einer der Unterschiede zwischen den beiden Arten von Harz (kristallin und amorph) ist ihre Resistenz gegen Deformation mit zunehmendem Temperatur. Beide Harze erweichen bei der Glasübergangstemperatur etwas, aber das amorphe Harz weichert sich weiterhin allmählich ab, bis es einen Flüssigkeitszustand erreicht. Amorphe Harze haben keinen definierten Schmelzpunkt.
Im Gegensatz dazu verbleiben die stärker kristallinen Harze in einem relativ festen Zustand, bis die Temperatur ihren Schmelzpunkt erreicht. Bei der Schmelzungstemperatur ändern sich kristalline Harze schnell zum Schmelzen. (Siehe Abbildung 1)
2. Wärmeleitfähigkeit - Alle Kunststoffe sind schlechte Wärmeleiter. Amorphe Harze absorbieren besonders langsam Wärme und erhöht die Temperatur. Amorphe Harze neigen dazu, sich zu verschlechtern oder zu verbrennen (anstatt schneller zu schmelzen), wenn sie schnell höhere Temperaturen ausgesetzt sind. (Siehe Abbildung 2)
3. Scherempfindlichkeit - Infolge der beiden oben diskutierten Unterschiede in den Schmelzeigenschaften kann verstanden werden, warum amorphe Harze als scherempfindlicher angesehen werden. Hohe Scherraten führen zu schnell erhöhten Harztemperaturen, die amorphe Harze nicht gut tolerieren.Es ist bekannt, dass übermäßige Schmelztemperaturen in einigen Harzen verbleibende Spannungen verursachen können, die das Aussehen des Teils beeinträchtigen oder die mechanische Festigkeit der Teile verringern. Aus diesen Überlegungen kann der Schluss gezogen werden, dass amorphe Harze allmählich von fest zum Schmelzen verändert werden sollten. Schrauben mit längeren Übergangszonen und tieferen Kanaltiefen mit niedrigeren Kompressionsverhältnissen schützen amorphe Harze vor Verbrennen oder Abbau und sorgen für optimale physikalische Eigenschaften in den fertigen Teilen.
Im Gegensatz dazu können die höheren kristallinen Harze durch Schrauben mit kürzeren Übergangszonen, flachen Kanaltiefen und höheren Kompressionsverhältnissen effektiver verarbeitet werden.
- Viskosität (Schmelzindex)
Die Viskosität oder der Widerstand einer Schmelze zu Fluss wird durch ein Kapillar -Rheometer (oder Extrusionsplastometer) gemessen und als Schmelzindex eines Harzes ausgedrückt. Ein MI -Wert mit hoher Schmelzindex (MI) entspricht einer niedrigen Schmelzviskosität und umgekehrt. Ein fraktionales Mi -Harz bezieht sich auf ein Harz mit einem MI von weniger als einem. MI ist auch ein Maß für das Molekulargewicht, aber da MI leichter zu bestimmen ist, wird es häufig verwendet und nicht die Molekulargewichtspezifikation. Ein niedrigerer MI zeigt ein höheres Molekulargewicht an und umgekehrt. Hohes Molekulargewicht (niedrige MI) Harze sind viskoser und verarbeiten unterschiedlich als mittel- oder hohe MI -Harze. Hohe Mi -Harze sind etwas schwieriger zu schmelzen. Je höher der Schmelzindex, desto flacher sind die Kanaltiefen der Schraube. Weitere viskose Harze erfordern tiefere Kanaltiefen.
- Harzadditive
Additive zu thermoplastischen Harzen beeinflussen das Design der Schraube und die Materialien, aus denen die Schraube hergestellt wird, und tragen zusätzlich die Auswahl der Zylinderauskleidungsmaterialien auf. Einige Additive beeinflussen nur die Schraubgeometrie, während andere Additive die Geometrie und die Materialien beeinflussen, um die Schraube oder die Laufauskleidung herzustellen. Verstärkungsmaterialien können alle drei Überlegungen beeinflussen. Additive können basierend auf der Auswirkungen auf die Auswahl der Schraubenkonstruktion sowie auf Schrauben- und Laufmaterial in Kategorien eingeteilt werden.
1. Additive, die die Schraubgeometrie beeinflussen
Alle Verstärkungen und Füllstoffe beeinflussen die Schraubengeometrie. Dazu gehören Fasern aus Glas, Kohlenstoff, Graphit und anderen Materialien wie Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Glas Kugeln, Glimmer, Talk, Pulvermetallen, Keramik, Baryte (Bariumsulfat). wasserfreies Calciumsulfat und Carbonschwarz. Viele andere anorganische Materialien werden für Füllstoffe verwendet.
Diese Additive erhöhen die Viskosität der Schmelze und erfordern Schrauben mit tieferen Kanaltiefen und etwas geringeren Komprimierungsverhältnissen. Diese Entwurfsänderung ist besonders wichtig für die Verwendung von Fasern, um ihren Bruch zu verhindern und ihre Wirksamkeit zu verringern.
2.Additive, die Schrauben- und Laufmaterial beeinflussen
Spezielle Schraubmaterialien (und Laufauskleidung) werden normalerweise ausgewählt, um abrasive oder korrosive Verschleiß zu minimieren. Alle abrasiven Verstärkungen und Füllstoffe erfordern, dass Schrauben aus speziellen Verschleiß-resistenten Stählen hergestellt werden oder mit einer abriebresistenten Beschichtung gekentert wurden.
Zu den abrasiveren Additiven gehören Glasfasern, Calciumcarbonat, Keramik- und Metallpulver sowie einige Farbhalter wie Titan -Dioxid -Premium -Fassbrüche, die Vanadium und Wolframcarbide (und andere) enthalten, um diese Komponenten vor übermäßigen Verschleiß zu schützen.
Andere Additive sind ätzend und erfordern Schrauben mit korrosionsbeständigen Legierungen oder Spezialbeschichtungen. Flammschutzmittel und Kupplungsmittel können bei hohen Temperaturen eine Vielzahl von ätzenden Säuren entwickeln. Fasslinien aus relativ eisenfreien Materialien und Nickellegierungen sind erforderlich, um schwerwiegende korrosive Verschleiß zu vermeiden.