Istnieją trzy główne czynniki związane z przetworzeniem żywic, które znacząco wpływają na projekt śruby i materiału, które należy zastosować w jej produkcji: stopień krystaliczności, lepkość i dodatki w żywicy.
- Stopień krystaliczności
Stopień krystaliczności żywicy pomaga określić powstałe właściwości fizyczne uformowanej części i są ważne dla projektanta części. Równie ważne dla procesora tworzyw sztucznych jest fakt, że krystaliczność wpływa również na sposób, w jaki żywica zmienia się z substancji stałej na stopienie.
Różnice w charakterystyce topnienia między wysoko krystalicznym i mniej krystalicznym (lub amorficznym) żywicami obejmują ich odporność na deformację w miarę zastosowania ciepła, ich wrażliwość na przewodność cieplną i wrażliwość na ścinanie, niezależnie od źródła.
1. Temperatura topnienia - Jedną z różnic między dwoma rodzajami żywicy (krystalicznej i amorficznej) jest ich odporność na deformację wraz ze wzrostem temperatury. Obie żywice zmiękcza się nieco w temperaturze przejścia szkła, ale uśmiała żywica nadal zmiękcza się, aż osiągnie stan płynów. Morskie żywice nie mają zdefiniowanej temperatury topnienia.
Natomiast bardziej krystaliczne żywice pozostają w stosunkowo stałym stanie, dopóki temperatura nie osiągnie ich temperatury topnienia. W temperaturze temperatury topnienia krystaliczne żywice szybko zmieniają się w stopie. (Patrz rysunek 1)
2. Przewodnictwo cieplne - wszystkie tworzywa sztuczne są słabymi przewodami ciepła. Morskie żywice są szczególnie powolne w pochłanianiu ciepła i zwiększają temperaturę. Umorficzne żywice mają tendencję do degradacji lub spalania (zamiast stopienia się szybciej), gdy szybko wystawiają się na wyższe temperatury. (Patrz Rysunek 2)
3. Wrażliwość na ścinanie - w wyniku dwóch różnic w cechach topnienia omówionych powyżej, można zrozumieć, dlaczego żywice amorficzne są uważane za bardziej wrażliwe na ścinanie. Wysokie wskaźniki ścinania powodują gwałtownie zwiększone temperatury żywicy, których amorficzne żywice nie tolerują dobrze.Powszechnie wiadomo, że nadmierne temperatury stopu w niektórych żywicach mogą powodować resztkowe naprężenia, które umniejszają wygląd części lub zmniejszają wytrzymałość mechaniczną części. Na podstawie tych rozważań można stwierdzić, że żywice amorficzne należy stopniowo zmieniać z stałego na stopkę. Śruby z dłuższymi strefami przejściowymi i głębszymi głębokościami kanałów z niższymi współczynnikami kompresji pomagają chronić amorficzne żywice przed spalaniem lub poniżaniem i pomagają zapewnić optymalne właściwości fizyczne w wypełnionych częściach.
Natomiast wyższe żywice krystaliczne mogą być przetwarzane bardziej skutecznie przez śruby o krótszych strefach przejściowych, bardziej płytkie głębokości kanału i wyższe wskaźniki kompresji.
- Lepkość (wskaźnik stopu)
Lepkość lub odporność na przepływ stopu do przepływu jest mierzony za pomocą reometru kapilarnego (lub plastometru wytłaczania) i wyrażany jako wskaźnik stopu żywicy. Wartość wysokiego wskaźnika stopu (MI) odpowiada niskiej lepkości stopu i odwrotnie. Ułamkowa żywica MI odnosi się do żywicy z MI mniejszym niż jeden. MI jest również miarą masy cząsteczkowej, ale ponieważ MI jest łatwiejsze do ustalenia, jest często stosowany niż specyfikacja masy cząsteczkowej. Niższy MI wskazuje na wyższą masę cząsteczkową i odwrotnie. Wysoka masa cząsteczkowa (niskie MI) są bardziej lepkie i przetwarzają inaczej niż żywice średnie lub wysokie MI. Wysokie żywice MI są nieco trudniejsze do stopienia. Im wyższy wskaźnik stopu, tym bardziej płytkie głębokości kanału śruby. Bardziej lepkie żywice wymagają głębszych głębokości kanału.
- Dodatki żywicy
Dodatki do żywic termoplastycznych wpływają na konstrukcję śruby i materiałów, z których wykonana jest śruba, a ponadto mają na wyborze materiałów wyściółki cylindrów. Niektóre dodatki wpływają tylko na geometrię śruby, podczas gdy inne dodatki wpływają na geometrię i materiały do użycia do wykonywania śruby lub podszewki lufy. Materiały wzmacniające mogą wpływać na wszystkie trzy rozważania. Dodatki mogą być pogrupowane w kategorie na podstawie ich wpływu na konstrukcję śrub oraz wybór materiałów śrubowych i lufy.
1. Dodatki wpływające na geometrię śrub
Wszystkie wzmocnienia i wypełniacze wpływają na geometrię śrub. Obejmują one włókna wykonane ze szkła, węgla, grafitu i innych materiałów, takich jak węglan wapnia, krzemionka, szklane kule, mika, talk, metale sproszkowane, ceramika, bara (siarczan barowy). bezwodny siarczan wapnia i sadzy. Wiele innych materiałów nieorganicznych służy do wypełniaczy.
Dodatki te zwiększają lepkość stopu i wymagają śrub o głębszych głębokościach kanału i nieco niższych współczynnika kompresji. Ta zmiana projektu jest szczególnie ważna przy użyciu włókien, aby zapobiec ich pęknięciu i zmniejszenia ich skuteczności.
2. Additives wpływający na materiał śrub i lufy
Specjalne materiały śrubowe (i podszewki lufy) są zwykle wybierane, aby pomóc w zminimalizowaniu zużycia ściernego lub korozyjnego. Wszystkie wzmocnienia i wypełniacze ścierne wymagają wykonania śrub ze specjalnych stali odpornych na zużycie lub zostały skontaktowane z powłoką odporną na ścieranie.
Bardziej ścierne dodatki obejmują włókna szklane, węglan wapnia, proszki ceramiczne i metalowe, a niektóre barwniki, takie jak dwutlenek dwutlenku tytanu, zawierające wanad i węgliki wolframowe (i inne) są używane do ochrony tych komponentów przed nadmiernym zużyciem.
Inne dodatki są żrące i wymagają śrub wykonanych ze stopów opornych na korozję lub specjalnych powłok. Omowniki płomienia i środki sprzęgające mogą rozwinąć różnorodne kwasy korozyjne w wysokich temperaturach. Podszewki lufowe wykonane ze stosunkowo wolnych od żelaza materiałów i stopów niklu są niezbędne, aby uniknąć poważnego zużycia żrących.