فهم صلابة البلاستيك ومتانته ومقاومته للصدمات

تشير "الصلابة" إلى مقدار القوة اللازمة لتشويه الجسم بمقدار وحدة واحدة؛ بينما تشير "المرونة" إلى مقدار تشوه الجسم تحت تأثير قوة مقدارها وحدة واحدة. كلما زادت "الصلابة"، قل احتمال حدوث التشوه؛ وكلما زادت "المرونة"، زادت قابلية الجسم للتشوه. تتميز المادة ذات المتانة الجيدة بنعومتها، ويكون استطالتها عند الكسر وقوة تحملها للصدمات أكبر، بينما تكون صلابتها وقوة تحملها للشد ومعامل مرونتها للشد أقل.

كما يتضح من الوصف أعلاه، فإن الصلابة والمتانة صفتان متضادتان، لكنهما مترابطتان في البلاستيك المُعدَّل. فعلى سبيل المثال، عندما يصبح البلاستيك المُقوّى بالألياف الزجاجية أكثر صلابة، قد تزداد كل من قوة الشد وقوة الصدم.

كيف يمكن تحسين متانة البلاستيك؟

وقد تبين أن زيادة صلابة راتنج المصفوفة يمكن أن تحسن من تأثير التقوية للبلاستيك المقوى.

هناك العديد من طرق التقوية، مثل زيادة الوزن الجزيئي لراتنج المصفوفة لتضييق توزيع الوزن الجزيئي، أو التحكم في التبلور، والتبلور، وحجم البلورات، وشكل البلورات لتحسين المتانة العالية.

كيف يمكن التمييز بين مواد تقوية البلاستيك الشائعة الاستخدام؟

• مطاط مقوى
EPR (إيثيلين بروبيلين ثنائي)، EPDM (EPDM)، مطاط بوتادين (BR)، مطاط طبيعي (NR)، مطاط إيزوبيوتين (IBR)، مطاط نتريل (NBR)، إلخ. مناسب لجميع تعديلات تقوية الراتنجات البلاستيكية؛

• يتم تقوية اللدائن الحرارية المرنة
SBS، SEBS، POE، TPO، TPV، إلخ. لتقوية البولي أوليفين أو الراتنج غير القطبي، بالنسبة للبوليستر والبولي أميد والبوليمرات الأخرى التي تحتوي على مجموعات وظيفية قطبية، يلزم إضافة مواد التوافق؛

• بوليمر مشترك مقوى ذو بنية أساسية-غلافية وبوليمر ثلاثي تفاعلي
ACR (أكريلات)، MBS (كوبوليمر ميثيل أكريلات-بوتادين-ستايرين)، PTW (كوبوليمر إيثيلين-بيوتيل أكريلات-جليسيديل ميثاكريلات)، E-MA-GMA (كوبوليمر إيثيلين-ميثيل أكريلات-جليسيديل ميثاكريلات)، إلخ. يستخدم في هندسة البلاستيك وتقوية سبائك البوليمر المقاومة لدرجات الحرارة العالية؛

• مُقوّى بمزج أنواع البلاستيك عالية المتانة
PP/PA، PP/ABS، PA/ABS، HIPS/PPO، PPS/PA، PC/ABS، PC/PBT، إلخ. تُعد تقنية سبائك البوليمر طريقة مهمة لتحضيربلاستيك هندسي عالي المتانة.

• طرق أخرى لتقوية
تقوية الجسيمات النانوية (مثل نانو-كاك أو 3)، وتقوية راتنج السارين (أيونومر معدني دوبونت)، إلخ.