थर्माप्लास्टिकसामग्री- विशेषताएँ और गुण, थर्माप्लास्टिक सामग्रियों को उनके ताप प्रतिरोध और विशेषताओं के आधार पर दो प्रमुख श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: ताप {{1}प्रतिरोधी थर्मोप्लास्टिक्स और सामान्य {{2}पर्पस थर्मोप्लास्टिक्स।
प्लास्टिक के प्रकार एवं गुण:
△प्लास्टिक के थर्मोडायनामिक परिवर्तन
गर्मी प्रतिरोधी थर्मोप्लास्टिक्स को उच्च तापमान पर निश्चित आकार के प्लास्टिक भागों में ढाला जा सकता है, और ठंडा होने के बाद एक निश्चित आकार बनाए रखा जा सकता है। यदि दोबारा गर्म किया जाए, तो वे नरम हो सकते हैं और प्रवाहित हो सकते हैं, और बार-बार प्रसंस्करण के माध्यम से फिर से निश्चित आकार के प्लास्टिक भागों में ढाले जा सकते हैं - यह प्रतिवर्ती है। चूंकि मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान थर्मोप्लास्टिक सामग्रियों में मौलिक रासायनिक परिवर्तन नहीं होते हैं, स्क्रैप सामग्री को पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग किया जा सकता है, जिसे "द्वितीयक सामग्री" या "रीग्राइंड" के रूप में जाना जाता है।
मोल्डिंग के दौरान थर्मोप्लास्टिक्स में भौतिक परिवर्तन होते हैं, जिसका अर्थ है कि गर्म होने पर वे अपनी मूल स्थिति को नहीं बदल सकते हैं, लेकिन ठंडा होने के बाद अनाकार रहते हैं और प्रवाहित होने में असमर्थ रहते हैं। इसलिए, थर्मोप्लास्टिक सामग्रियों को बार-बार गर्म नहीं किया जा सकता है और दोबारा ढाला नहीं जा सकता है, इसलिए थर्मोप्लास्टिक सामग्रियों के स्क्रैप को आम तौर पर पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है।
यह पुस्तक मुख्य रूप से रबर को छोड़कर "प्लास्टिक" - पर चर्चा करती है, जो एक थर्मोप्लास्टिक सामग्री भी है।
प्लास्टिक मोल्डिंग प्रक्रियाओं की तुलना में, हालांकि इंजेक्शन मोल्डिंग में विभिन्न अद्वितीय क्षमताएं और फायदे हैं, इसमें कुछ अंतर्निहित दोष और कमियां भी हैं। प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग की मुख्य मोल्डिंग विशेषताओं को समझना सही मोल्ड डिजाइन और मोल्ड किए गए भागों की गुणवत्ता में सुधार के लिए पूर्व शर्त और गारंटी है।
(1) सिकुड़न
क्या प्लास्टिक के हिस्से सामान्य तापमान स्थितियों के तहत आयामी स्थिरता बनाए रख सकते हैं जब मोल्ड गुहा से ढाला जाता है और कमरे के तापमान पर ठंडा किया जाता है, तो आकार मूल मोल्ड गुहा से थोड़ा छोटा होगा। इस विशेषता को सिकुड़न कहा जाता है, जिसकी भरपाई मोल्डिंग तापमान नियंत्रण के माध्यम से की जा सकती है।
यह सिकुड़न न केवल प्लास्टिक के थर्मल विस्तार और संकुचन के कारण होती है, बल्कि विभिन्न मोल्डिंग प्रक्रिया स्थितियों और मोल्ड डिजाइन कारकों से भी संबंधित होती है। प्लास्टिक के ठंडा होने के बाद, भाग की सिकुड़न दर मोल्डिंग सिकुड़न है, जिसे प्रक्रिया मापदंडों के समायोजन या मोल्ड गुहा आकार में छोटे बदलावों के माध्यम से कम या बेहतर किया जा सकता है।
प्लास्टिक के हिस्से मोल्डिंग के बाद कुछ समय के लिए द्वितीयक सिकुड़न से गुजरते हैं, जिसे पोस्ट {{0}मोल्डिंग सिकुड़न के रूप में भी जाना जाता है,समान मोल्डिंग स्थितियों को बनाए रखते हुए:
① प्लास्टिक के हिस्सों का सिकुड़न एक समान नहीं होता है। इस तथ्य के कारण कि प्लास्टिक की थर्मल सिकुड़न दर विभिन्न आंतरिक भागों में भौतिक और रासायनिक स्थितियों के साथ बदलती है, कमरे के तापमान पर ठंडा होने के बाद प्लास्टिक के हिस्सों की सिकुड़न दर आकार में भिन्न होती है और पूरी तरह से एक समान नहीं होती है। इसलिए, प्लास्टिक भागों की मोल्डिंग आयामी सटीकता पर कुछ सीमाएं होनी चाहिए, और मोल्ड डिजाइन के माध्यम से सटीकता में उचित सुधार किया जाना चाहिए।
② पोस्ट {{0}प्लास्टिक भागों का सिकुड़न। मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, विभिन्न आंतरिक तनावों, रासायनिक प्रतिक्रियाओं और विभिन्न बाहरी ताकतों - मुख्य रूप से मोल्डिंग दबाव - के कारण प्लास्टिक का हिस्सा मोल्डिंग के बाद भी अवशिष्ट तनाव के साथ मौजूद रहता है। मोल्डिंग के बाद, विभिन्न अवशिष्ट तनाव प्रभावों के कारण, उत्पादन के बाद प्लास्टिक के हिस्से का आकार थोड़ा बदलता रहता है। आम तौर पर, अधिकांश ढाले हुए हिस्से मोल्डिंग के बाद 10 घंटों के भीतर स्थिर हो जाते हैं, और मूल रूप से 24 घंटों के बाद स्थिर हो जाते हैं, लेकिन उन्हें पूरी तरह से स्थिर होने में 10 दिनों से अधिक समय लगता है।ध्यान देना और तदनुरूप ढलाई के उपाय करनापोस्ट {{0} मोल्डिंग संकोचन को नियंत्रित करने की कुंजी है।
मोल्डिंग के बाद प्लास्टिक भागों के अंतिम आयामों को स्थिर करने के लिए, मोल्डिंग के बाद कभी-कभी गर्मी उपचार की आवश्यकता होती है। ताप उपचार थर्मोप्लास्टिक को एक निश्चित तापमान पर बनाए रखने की अनुमति देता है जिससे नरमी आती है; मोल्डिंग सिकुड़न पर बाहरी ताकतों को हटाने से मोल्डिंग के बाद उचित आंतरिक क्षतिपूर्ति होती है, जो उच्च मोल्डिंग तापमान पर मोल्ड किए गए हिस्से के आयाम को कम कर सकती है।
③ प्लास्टिक भागों का दिशात्मक संकोचन। मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, प्रवाह दिशा के साथ पॉलिमर का उन्मुखीकरण प्रभाव प्लास्टिक भाग में अनिसोट्रॉपी की ओर जाता है। सामग्री प्रवाह की दिशा के आधार पर भाग का संकोचन अनिवार्य रूप से भिन्न होगा: आम तौर पर, सामग्री प्रवाह दिशा के साथ संकोचन अधिक होता है और ताकत अधिक होती है, जबकि सामग्री प्रवाह की लंबवत दिशा में संकोचन छोटा होता है और ताकत कम होती है। इसके साथ ही, प्लास्टिक के हिस्से के विभिन्न हिस्सों में एडिटिव्स के असमान वितरण और घनत्व के कारण, सिकुड़न भी असमान होती है, जिसके परिणामस्वरूप अलग-अलग सिकुड़न होती है और प्लास्टिक के हिस्से में विकृति, विरूपण और यहां तक कि टूटने का खतरा होता है।
(2) तरलता
मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, निश्चित तापमान और दबाव के तहत मोल्ड गुहा को भरने की प्लास्टिक की क्षमता को प्लास्टिक की तरलता कहा जाता है। यह इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए एक अद्वितीय व्यापक तकनीकी संकेतक है। मोल्डिंग अवधि के दौरान, मोल्ड गुहा के आयाम और उसके संबंधित मापदंडों पर ध्यान दिया जाना चाहिए। जब मोल्डिंग दबाव बहुत बड़ा या बहुत छोटा होता है, तो तरलता के प्रभाव पर भी विचार किया जाना चाहिए।
तरलता के आकार का प्लास्टिक की आणविक संरचना के साथ महत्वपूर्ण संबंध है। रैखिक आणविक संरचनाओं या कम आणविक भार वाले प्लास्टिक में आणविक प्रवाह में कम बाधा होती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक तरलता होती है। प्लास्टिक में भराव जोड़ते समय, उच्च भराव सामग्री के साथ तरलता बढ़ जाती है। प्लास्टिक की तरलता पर विभिन्न डिजाइन कारकों और मोल्डिंग प्रक्रिया की स्थितियों का प्रभाव पॉलिमर यौगिकों की तरलता पर भी लागू होता है।
प्लास्टिक की तरलता एक अपरिवर्तनीय मूल्य नहीं है, और मोल्ड डिज़ाइन इसे काफी हद तक समायोजित कर सकता है। यदि प्लास्टिक की तरलता अच्छी है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया का हर पहलू सुचारू और संतोषजनक है। इसके विपरीत, यदि तरलता खराब है, तो इंजेक्शन मोल्डिंग तापमान या दबाव को बढ़ाकर इसमें सुधार किया जा सकता है। हालाँकि, यदि तरलता बहुत अधिक है, तो यह आसानी से प्लास्टिक भागों के उत्पादन में फ्लैश जैसे दोष पैदा कर सकता है। इसलिए, मोल्डिंग प्रक्रिया में, प्लास्टिक सामग्री के उपयोग को प्रभावित करने वाले कारकों के सभी पहलुओं पर विचार करना चाहिए और व्यापक रूप से उपयुक्त प्लास्टिक का चयन करना चाहिए। केवल तभी गुणवत्ता की गारंटी दी जा सकती है और मोल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों और मोल्ड डिजाइन का उचित चयन किया जा सकता है, जिससे अंततः गुणवत्ता को नियंत्रित करने और सुधारने का उद्देश्य प्राप्त हो सकेगा।
मोल्ड डिजाइन आवश्यकताओं में सामान्य प्लास्टिक की तरलता के अनुसार, थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग की तरलता वर्गीकरण को आम तौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
① अच्छे तरलता वाले प्लास्टिक: जैसे नायलॉन, पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीस्टाइनिन, ऐक्रेलिक, सेलूलोज़ एसीटेट ब्यूटायरेट और पॉलीऑक्सीमेथिलीन।
② मध्यम तरलता वाले प्लास्टिक: जैसे संशोधित पॉलीस्टाइनिन, एबीएस, एएस, पॉलीफॉर्मेल्डिहाइड, विनाइल क्लोराइड होमोपोलिमर, और पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन।
③ खराब तरलता वाले प्लास्टिक: जैसे पॉली कार्बोनेट, हार्ड पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीसल्फोन, पॉलीमाइड, सुगंधित पॉलिएस्टर और फ्लोरोप्लास्टिक्स।
इंजेक्शन मोल्डिंग प्लास्टिक की तरलता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं:
① प्लास्टिक तापमान. जब प्लास्टिक का तापमान अधिक होता है, तो विभिन्न प्लास्टिक के तापमान के अनुसार तरलता बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, पॉलीस्टाइनिन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलियामाइड, पॉलीऑक्सीमेथिलीन, संशोधित पॉलीस्टाइनिन, सेल्युलोज एसीटेट और एबीएस में तरलता पर बहुत संवेदनशील तापमान निर्भरता होती है; पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीफॉर्मेल्डिहाइड और पॉलीमिथाइल मेथैक्रिलेट के लिए, तरलता पर तापमान परिवर्तन का प्रभाव अपेक्षाकृत कम होता है।
② इंजेक्शन दबाव. इंजेक्शन का दबाव बढ़ाने से पिघल प्रवाह द्वारा उत्पन्न प्रतिरोध पर काबू पाया जा सकता है, और तदनुसार पिघल भरने की गति में वृद्धि हो सकती है, जिससे अधिक तरलता बन सकती है।
③ मोल्ड संरचना. जैसे कि गेटिंग सिस्टम का रूप, गेट का स्थान और आकार, गुहा का आकार, निकास प्रणाली, मोल्ड का तापमान, प्लास्टिक भागों की दीवार की मोटाई, और आवेषण की उपस्थिति, आवेषण की संख्या और स्थान - ये सभी सीधे मोल्ड गुहा के भीतर वास्तविक भरने की स्थिति को प्रभावित करते हैं और प्लास्टिक की तरलता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।
(3) ताप संवेदनशीलता
कम तापमान पर मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान कुछ प्लास्टिक की चिपचिपाहट तापमान के साथ बदलती है, और प्लास्टिक अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। हालाँकि, जब तापमान को लंबे समय तक उच्च मोल्डिंग तापमान पर बनाए रखा जाता है, या प्रवाह मार्ग का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र बहुत छोटा होता है, या कतरनी दर बहुत अधिक होती है, तो बढ़ी हुई कतरनी कार्रवाई के कारण मलिनकिरण, गिरावट और अपघटन जैसी घटनाएं हो सकती हैं। इस विशेषता वाले प्लास्टिक को ताप संवेदनशील प्लास्टिक कहा जाता है। जैसे कठोर पीवीसी, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीफॉर्मेल्डिहाइड, पॉलीफ्लोरोएथिलीन और फ्लोरोप्लास्टिक्स। ऊष्मा के प्रति संवेदनशील प्लास्टिक विघटित होते हैं और क्षरण के दौरान गैसें छोड़ते हैं, जो साँचे को संक्षारित करती हैं और प्लास्टिक के हिस्सों की उपस्थिति को प्रभावित करती हैं। इसके अलावा, उनके भौतिक और यांत्रिक गुण भी ख़राब हो जाते हैं।
जब ताप के दौरान संवेदनशील प्लास्टिक ऊष्मा प्रेरित अपघटन या गिरावट से गुजरता है, तो विभिन्न अपघटन उत्पाद उत्पन्न होंगे, जिनमें से कुछ मानव शरीर के लिए हानिकारक हैं। सांचों और उपकरणों को साफ रखना चाहिए। अशुद्धियाँ या गंदगी स्थानीयकृत अति ताप का कारण बन सकती है और सामग्री के क्षरण का कारण बन सकती है।
एजेंट और योजक आगे के विघटन को रोक सकते हैं। उदाहरण के लिए, कठोर पीवीसी में हीट स्टेबलाइजर्स जोड़ने से इसके अपघटन प्रभाव में सुधार हो सकता है।
जब ताप-संवेदनशील प्लास्टिक को ऐसी परिस्थितियों में ढाला जाता है, जहां काम ज़्यादा गरम हो जाता है या सड़ जाता है, तो मोल्ड डिज़ाइन के दौरान कुछ उपाय किए जाने चाहिए। सामग्री में हीट स्टेबलाइजर्स जोड़े जा सकते हैं, या उपयुक्त उपकरण (स्क्रू-प्रकार की इंजेक्शन मशीनें) का उपयोग किया जा सकता है। मोल्डिंग तापमान, बैरल तापमान, हीटिंग समय, स्क्रू रोटेशन गति और दबाव पर सख्त नियंत्रण बनाए रखा जाना चाहिए; और सामग्री के प्रतिधारण को रोकने और उपकरण और सांचों को दूषित होने से रोकने जैसे उपाय किए जाने चाहिए।
(4) नमी संवेदनशीलता
प्लास्टिक की नमी संवेदनशीलता उच्च तापमान और उच्च दबाव पर नमी के अपघटन के प्रति संवेदनशीलता को संदर्भित करती है, जैसे पॉली कार्बोनेट जो एक विशिष्ट नमी संवेदनशील प्लास्टिक है। भले ही इसमें थोड़ी मात्रा में नमी हो, यह उच्च तापमान और उच्च दबाव पर विघटित हो जाएगा। इसलिए, नमी के प्रति संवेदनशील प्लास्टिक को ढालने से पहले नमी की मात्रा को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए और सुखाने का उपचार किया जाना चाहिए।
(5) हाइग्रोस्कोपिसिटी
हाइग्रोस्कोपिसिटी नमी के प्रति प्लास्टिक की आत्मीयता को संदर्भित करती है। इसके आधार पर, प्लास्टिक को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: एक जल अवशोषण या आसंजन गुणों वाला प्लास्टिक है, जैसे पॉलियामाइड, पॉली कार्बोनेट, पॉलिएस्टर, एबीएस, आदि; दूसरा प्लास्टिक है जो न तो पानी सोखता है और न ही नमी से चिपकता है, जैसे पॉलीस्टाइनिन, पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीइथाइलीन।
जल अवशोषण प्रवृत्ति वाले प्लास्टिक के लिए, यदि मोल्डिंग से पहले नमी की मात्रा को हटाया नहीं जाता है और एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है, तो मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, नमी गैस में बदल जाएगी और प्लास्टिक को विघटित कर देगी, जिसके परिणामस्वरूप मोल्ड किए गए प्लास्टिक की प्रवाह क्षमता कम हो जाएगी, मोल्डिंग में कठिनाई होगी, और प्लास्टिक भागों की सतह की गुणवत्ता और यांत्रिक गुणों में गिरावट होगी। इसलिए, मोल्डिंग की सुचारू प्रगति और गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, बड़े हाइज्रोस्कोपिसिटी और नमी के आसंजन वाले प्लास्टिक के लिए, मोल्डिंग से पहले नमी को हटा दिया जाना चाहिए और सुखाने का उपचार किया जाना चाहिए। इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन के बैरल तापमान और बाहरी हीटिंग की उचित सेटिंग्स पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए।
(6) अनुकूलता
अनुकूलता से तात्पर्य दो या दो से अधिक विभिन्न प्रकार के प्लास्टिकों की पिघली हुई अवस्था में चरण पृथक्करण से न गुजरने की क्षमता से है।
यदि दो प्रकार के प्लास्टिक असंगत हैं, तो पिघलने और मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान चरण पृथक्करण होगा, जिसके परिणामस्वरूप प्रदूषण, छीलने और सतह दोष होंगे। प्लास्टिक की असंगति उनकी आणविक संरचना से संबंधित है। आणविक संरचनाएं जो समान होती हैं या एक दूसरे के साथ आसानी से संगत होती हैं, संगत होती हैं, जैसे उच्च {{2} दबाव पॉलीथीन और निम्न दबाव पॉलीथीन, पॉलीप्रोपाइलीन एक दूसरे के साथ मिश्रित; जो आणविक संरचनाएँ भिन्न होती हैं उनका संगत होना कठिन होता है, जैसे कि पॉलीथीन और पॉलीस्टाइनिन का मिश्रण। प्लास्टिक की अनुकूलता को आमतौर पर मिश्रणीयता भी कहा जाता है। प्लास्टिक की इस विशेषता को समझने से समान या सामान्य कच्चे माल की अनुकूलता निर्धारित करने में मदद मिल सकती है, जो प्लास्टिक के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के महत्वपूर्ण तरीकों में से एक है।