رئولوژی پلاستیک‌های تزریقی به مطالعه علمی ویژگی‌های جریان و تغییر شکل پلاستیک‌ها در طی فرآیند تزریق اشاره دارد. رئولوژی به بررسی رفتار جریان و تغییر شکل مواد می‌پردازد. رئولوژی پلاستیک‌های تزریقی به بررسی رفتار جریان و تغییر شکل پلاستیک‌ها در دستگاه تزریق پلاستیک در شرایط دما و فشار بالا می‌پردازد.

در این فرآیند، پلاستیک تحت تأثیر گرما یا فشار دستگاه تزریق پلاستیک ذوب می‌شود و خاصیت الاستیسیته و ویسکوزیته آن تغییر می‌کند. زمانی که پلاستیک مایع در حال جریان است، به دلیل تنش کششی، حالت درهم‌تنیدگی و جهت‌گیری زنجیره‌های مولکولی پلاستیک تغییر می‌کند.

تحت تأثیر خواص رئولوژیکی پلاستیک‌ها، نرخ انحلال و نرخ تغییر شکل (یا نرخ کشش) پلاستیک افزایش و کاهش می‌یابد. بنابراین، فرآیند تزریق پلاستیک به‌طور نسبی یک فرآیند تکراری است؛ مهارت در انتخاب بهترین شرایط پردازش برای مواد مختلف برای استادکار تزریق پلاستیک ضروری است. البته، تجهیزات پردازش پیشرفته و قالب تزریق دقیق نیز از عوامل مهمی هستند که بر کیفیت و کارایی محصولات تزریق پلاستیک تأثیر می‌گذارند.

رفتار رئولوژیکی پلاستیک‌ها به رابطه بین تنش، تغییر شکل و ویسکوزیته پلاستیک‌ها در طول فرآیند پردازش اشاره دارد.

در فرآیند تزریق، پلاستیک باید از نازل دستگاه تزریق پلاستیک عبور کرده و وارد قالب شود و حفره‌های قالب را پر کند. بنابراین، رئولوژی پلاستیک‌های تزریقی به مطالعه عملکرد جریان پلاستیک در این فرآیند می‌پردازد که شامل سرعت جریان، فشار جریان، نیروی اکستروژن، ضریب انبساط، دمای تغییر شکل و موارد دیگر است.

اگر خواص رئولوژیکی پلاستیک مناسب نباشد، ممکن است منجر به نقص‌هایی در قطعات تزریق پلاستیک شود، مانند حباب‌ها، حفره‌های انقباضی، ترک‌ها و غیره. بنابراین، در پژوهش‌های رئولوژیکی پلاستیک‌های تزریقی، لازم است نوع، ترکیب، شرایط پردازش و عوامل دیگر را در نظر گرفته و بهترین پارامترهای تزریق را انتخاب کنید تا کیفیت محصولات و بهبود کارایی تولید تضمین شود.

برای جلوگیری از خطاهای پرهزینه، مطمئن شوید که یک تولیدکننده معتبر با سابقه صادرات محصولات قالب‌گیری پلاستیکی به خارج از چین را انتخاب کرده‌اید. از کارخانه بازدید کنید یا یک بازرس کنترل کیفیت محلی را برای بررسی فرآیند تولید جهت ارزیابی اولیه بفرستید. در صورت امکان، نمونه‌هایی را درخواست کنید.

ویسکوزیته ذوب، که به عنوان ویسکوزیته سیال نیز شناخته می‌شود، به مقاومت یک ماده پلیمری ذوب شده در برابر جریان تحت نیروی یا تنش اعمال‌شده اشاره دارد. این یک پارامتر مهم در زمینه فرآیندهای پلیمری است و تعیین می‌کند که پلیمر چقدر به راحتی می‌تواند پردازش، شکل‌دهی و فرم‌دهی شود.

ویسکوزیته ذوب یک ماده پلیمری تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند دما، فشار، نرخ برش، وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی و حضور افزودنی‌ها یا پرکننده‌ها قرار می‌گیرد. به‌طور کلی، هرچه دما بالاتر باشد، ویسکوزیته کمتر است و پردازش پلیمر آسان‌تر می‌شود. برعکس، هرچه فشار بالاتر یا نرخ برش کندتر باشد، ویسکوزیته بیشتر است و پردازش پلیمر دشوارتر می‌شود.

ویسکوزیته ذوب را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلفی مانند رئومتری موئینه، رئومتری چرخشی و آزمون شاخص جریان مذاب (MFI) اندازه‌گیری کرد. رئومتری موئینه فشار لازم برای عبور دادن مذاب پلیمر از یک موئینه با قطر کوچک تحت یک نرخ برش ثابت را اندازه‌گیری می‌کند، در حالی که رئومتری چرخشی گشتاوری را که برای چرخاندن یک دیسک دایره‌ای در تماس با مذاب پلیمر لازم است، اندازه‌گیری می‌کند. آزمون MFI نرخ جریان مذاب پلیمر را از طریق یک موئینه تحت بار ثابت اندازه‌گیری می‌کند.

ویسکوزیته ذوب یک پارامتر مهم در طراحی و بهینه‌سازی عملیات‌های فرآوری پلیمرها مانند اکستروژن، تزریق پلاستیک و قالب‌گیری دمشی است. ویسکوزیته ذوب مناسب برای اطمینان از کیفیت محصول مطلوب، کارایی پردازش و اقتصادی بودن کلی فرآیند تولید، حیاتی است.

فعالیت زنجیره‌های مولکولی پلاستیک

فعالیت زنجیره‌های مولکولی پلاستیک معمولاً به درجه و توانایی آن‌ها در مشارکت در واکنش‌های شیمیایی اشاره دارد. زنجیره‌های مولکولی پلاستیک می‌توانند از طریق مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی، مانند معرفی گروه‌های عاملی در انتهای زنجیره، انجام واکنش‌های اتصالی یا شکست واکنش‌ها، فعالیت خود را تغییر دهند.

معرفی گروه‌های عاملی انتهایی می‌تواند از طریق روش‌های مختلفی مانند پلیمریزاسیون در محل یا واکنش‌های پساتغییر ایجاد شده توسط کاتالیزورها انجام شود. این گروه‌های عاملی انتهایی می‌توانند پایه واکنش‌های شیمیایی برای تغییرات عملکردی بعدی را فراهم کنند تا کنترل خواص فیزیکی و شیمیایی در سطح یا داخل ماده به دست آید.

واکنش‌های اتصالی می‌توانند با معرفی یک عامل اتصالی بین یا درون زنجیره‌های مولکولی انجام شوند. این عوامل اتصالی می‌توانند با گروه‌های عاملی روی زنجیره مولکولی واکنش دهند و پیوندهای شیمیایی تشکیل دهند، و در نتیجه اتصالات بین مولکول‌ها را افزایش داده و استحکام و سختی ماده را بهبود بخشند.

واکنش شکست می‌تواند با معرفی یک عامل شکست زنجیره به زنجیره مولکولی انجام شود. این عوامل شکست زنجیره می‌توانند با پیوندهای روی زنجیره مولکولی واکنش دهند و باعث شکستن زنجیره مولکولی شوند، و در نتیجه وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی کاهش یابد و خواص فیزیکی و قابلیت ماشین‌کاری ماده تحت تأثیر قرار گیرد.

کنترل فعالیت زنجیره‌های مولکولی در فرآوری و تولید پلاستیک بسیار مهم است. با تنظیم فعالیت زنجیره‌های مولکولی، می‌توان خواص ماده را تنظیم و بهینه کرد و مواد پلاستیکی با کارایی بالا را برای برآورده کردن نیازهای خاص آماده کرد.

طول زنجیره مولکولی

طول زنجیره به تعداد مونومرها در زنجیره پلاستیکی اشاره دارد که به عنوان درجه پلیمریزاسیون شناخته می‌شود. طول زنجیره مولکولی یکی از عوامل مهم مؤثر بر خواص فیزیکی و قابلیت فرآوری پلاستیک‌ها است. به طور کلی، هرچه طول زنجیره مولکولی بیشتر باشد، خواص فیزیکی پلاستیک (مانند استحکام، سختی، مقاومت حرارتی و غیره) بالاتر خواهد بود، اما قابلیت فرآوری (مانند سیالیت، قابلیت ذوب و غیره) کاهش خواهد یافت.

طول زنجیره مولکولی می‌تواند با شرایط پلیمریزاسیون مانند غلظت مونومر، نوع و مقدار کاتالیزور، دما و فشار واکنش و غیره کنترل شود. در فرآیند پلیمریزاسیون، با افزایش زمان واکنش، طول زنجیره مولکولی به تدریج افزایش می‌یابد. در تولید صنعتی، می‌توان شرایط واکنش و زمان واکنش را کنترل کرد تا به طول زنجیره مولکولی مورد نظر دست یافت.

علاوه بر این، برای مواد پلاستیکی سنتزی، طول زنجیره‌های مولکولی می‌تواند تحت تأثیر روش فرآوری قرار گیرد. به عنوان مثال، روش‌های فرآوری مانند کشش، اکستروژن و تزریق پلاستیک می‌توانند ترتیب و جهت زنجیره‌های مولکولی پلاستیک را تغییر دهند و در نتیجه خواص فیزیکی و قابلیت فرآوری آن‌ها را تحت تأثیر قرار دهند. علاوه بر این، زنجیره‌های مولکولی پلاستیک می‌توانند با روش‌هایی مانند عملیات حرارتی، تابش و روش‌های دیگر تغییر یابند و طول و خواص آن‌ها تغییر کند.

دمای ذوب

هرچه دمای دستگاه تزریق پلاستیک بیشتر باشد، ویسکوزیته پلاستیک کمتر می‌شود.

درجه فشردگی

تحت فشار، حجم آزاد کوچکتر می‌شود و ویسکوزیته افزایش می‌یابد.

با افزایش نرخ برش دستگاه تزریق پلاستیک، ویسکوزیته پلاستیک افزایش می‌یابد و نیروی برشی متناسب با نرخ برش است. هنگامی که نرخ برش به صفر نزدیک می‌شود، سیال خواص سیال نیوتنی را نشان می‌دهد (ویسکوزیته تحت تأثیر نرخ برش قرار نمی‌گیرد).

جهت‌گیری مولکولی

با محدودیت میدان جریان، زنجیره مولکولی مایع ذوب شده تفاوتی در جهت تنش ایجاد می‌کند که منجر به خواص و نرخ انقباض مختلف محصولات شکل‌گیری شده در جهت‌های مختلف می‌شود.

به طور کلی، تفاوت‌های در جهت‌گیری مولکولی، توزیع چگالی و نرخ خنک‌سازی بر نرخ انقباض محصول تأثیر می‌گذارند و تفاوت در نرخ انقباض محصولات پلاستیکی در قسمت‌های مختلف، بزرگ‌ترین عامل تغییر شکل محصول است.