درجة انصهار البلاستيك معلومات بالغة الأهمية. فهي مطلوبة في العديد من الخطوات الصناعية المنفصلة. ربما تعلم أن القولبة بالحقن والبثق والتشكيل هي تقنيات قياسية لصنع المنتجات البلاستيكية. تتطلب هذه الطرق تقنية محددة لصهر البلاستيك والعمل مع البلاستيك. لذلك، فإن معرفة درجة انصهار المواد البلاستيكية أمر بالغ الأهمية.

إذا كنت لا تعرف درجة الحرارة المناسبة لتسخين البلاستيك، فسوف تحرقه أو لا تذيبه بما فيه الكفاية، مما يؤدي إلى إتلاف منتجاتك. لاحظ أن الحرفي الجيد يعرف دائمًا مواده. فأنت لن تخبز كعكة دون معرفة درجة حرارة الفرن، فلماذا لا تخبز كعكة دون معرفة درجة انصهار البلاستيك؟

في قولبة الحقن، يجب أن يتدفق البلاستيك بسلاسة لملء كل ركن من أركان القالب. ومن ناحية أخرى، يجب أن ينصهر البثق إلى القوام المناسب للتشكيل. حتى في عمليات التشكيل الأساسية، تحدد نقطة الانصهار استراتيجية التصنيع.

من الضروري معرفة درجة انصهار البلاستيك. ببساطة. عندما تتقن درجة انصهار المواد البلاستيكية، يمكنك التحكم في عملية الإنتاج. في هذه المقالة، سوف تتعلم بعض الأساسيات حول درجة انصهار المواد البلاستيكية.

ما الفرق بين درجة الانصهار ونطاق الانصهار؟ يتحدث المقال أيضًا عن الأنواع المختلفة من البلاستيك ذات درجات الانصهار المختلفة. ستتعرف أيضًا على حالة البلاستيك عند تسخينه.

ما هي درجة انصهار المواد البلاستيكية؟

درجة انصهار المادة البلاستيكية هي درجة الحرارة التي تنصهر عندها. هناك طريقة أخرى لقول ذلك وهي أن درجة الانصهار هي درجة الحرارة التي يتحول عندها البلاستيك من مادة صلبة إلى سائلة. يبدو الأمر سهلاً، أليس كذلك؟ لكن الأمر ليس واضحًا دائمًا عندما يتعلق بالبلاستيك. فالأنواع المختلفة من البلاستيك لا تذوب عند درجة الحرارة نفسها؛ وبدلاً من ذلك، فإنها تلين مع تغير درجة الحرارة.

عادةً ما تذوب المواد البلاستيكية ببطء في حالات مختلفة. في حالات مختلفة، هناك أنواع مختلفة من درجات الحرارة أثناء تسخين البلاستيك. ستعرف المزيد عن ذلك في الأقسام القليلة القادمة. قبل ذلك، يجب توضيح مفهومين. ما هي اللدائن الحرارية، وما هي اللدائن الحرارية؟ ما هي درجة الانصهار، وما هو نطاق الانصهار؟

عادةً ما يكون للبلاستيك الحراري نطاق انصهار. عندما تقوم بتسخينها، فإنها تتحول ببطء من بلاستيك صلب وصلب إلى بلاستيك مصهور. لكن اللدائن الحرارية؟ هذه قصة مختلفة. فهي لا تنصهر عادة، بل تتكسر وتتحلل عند تسخينها. سوف تتعلم المزيد عنها في الأقسام التالية.

لماذا هذا مهم لمشاريعك؟ لماذا يذكر المقال هذا فجأة؟ إذا كنت تقوم بالقولبة بالحقن أو البثق، يجب أن تعرف بالضبط متى وكيف يذوب البلاستيك. كما تعلم، يتم حقن المواد الخام أو دفعها في القوالب عن طريق القولبة بالحقن والبثق. أثناء الدفع، يجب أن تضمن المواد الخام المنصهرة درجة حرارة مناسبة. لهذا السبب يجب على كل مشغل أن يحافظ بعناية على درجة الحرارة الصحيحة للعملية. وإلا فقد تأتي الأجزاء البلاستيكية بعيوب غير متوقعة.

درجة انصهار البلاستيك مقابل مدى انصهار البلاستيك

نحن نستخدم "درجة الانصهار" و"مدى الانصهار" عند مناقشة درجات انصهار البلاستيك." كما ذكرنا سابقًا، تحدث نقطة الانصهار عندما تنصهر المادة إلى سائل. ومن ناحية أخرى، فإن مدى الانصهار هو سلسلة المواقع التي تلين عندها المادة وتصبح سائلة في النهاية. دعونا نبحث أكثر.

تتسم درجة انصهار المواد البلورية بالدقة والتحديد الدقيق. فهي ثابتة في لحظة ما وتتدفق كالماء في اللحظة التالية. ومع ذلك، لا تتفاعل جميع البوليمرات على هذا النحو. فبعض المواد البلاستيكية لا تذوب على الفور بل تلين تدريجيًا، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى طابعها غير المتبلور. لا تتمتع اللدائن غير المتبلورة بذوبان واضح. وبدلاً من ذلك، يكون لها نطاق ذوبان.

إذا كنت تعمل مع المواد البلاستيكية في قولبة الحقن أو البثق، فإن نقطة الانصهار والمدى يلعبان دورًا حاسمًا. تحتاج إلى معرفة متى ستبدأ المادة في التدفق ومتى ستذوب بالكامل.

يستخدم القولبة بالحقن حجرة حقن وقوالب لصنع أجزاء بلاستيكية مختلفة. تشتهر هذه الطريقة بصنع أجزاء بلاستيكية معقدة. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك الألعاب والأغطية الكهربائية وقطع غيار السيارات والعديد من المنتجات الاستهلاكية. تقوم حجرة الحقن عمومًا بإذابة أو تليين البلاستيك الذي يتم دفعه من خلال دبوس الحقن إلى القالب. وخلال هذا الوقت، يكون الحفاظ على درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية.

في البثق من ناحية أخرى، يتم استخدام قالب وجهاز بثق لصنع أشكال من البلاستيك. هذه الطريقة في صناعة البلاستيك ممتازة لصنع شرائط وأنابيب وصفائح مانعة للتسرب. تتم إزالة المادة الخام من الحاوية وإرسالها إلى برميل الطارد. تحتوي هذه الآلة على براغي كبيرة تحركها إلى الأمام. يحدث كلا الأمرين في نفس الوقت في برميل الطارد. تعتبر درجة الانصهار ونطاقات الانصهار أمرًا بالغ الأهمية في هذه الحالة.

مراحل الذوبان أثناء تسخين البلاستيكيات

بشكل عام، تحتوي المواد البلاستيكية على درجات انصهار ونطاقات انصهار. وعند تسخينها، فإنها تمر بمرحلتين قبل الذوبان: الأولي والكامل. تؤثر هاتان المرحلتان بشكل كبير على جودة المنتج البلاستيكي النهائي. عند العمل مع البلاستيك، يجب استخدام بيئة محكومة.

المرحلة #1 الذوبان الأولي

يظهر البلاستيك علامات خفية في المرة الأولى، تمامًا مثل الزبدة في المرحلة الأولية. في هذه المرحلة، يبدأ الهيكل الصلب للبلاستيك في التراخي واللين. لا يكون سائلًا تمامًا بعد، لكن المادة تفقد صلابتها. هذه المرحلة حرجة. إذا قمت بالتسخين بسرعة كبيرة، فقد يتسبب ذلك في ذوبان غير متساوٍ أو حتى تلف المادة.

غالباً ما تكون المواد البلاستيكية مستقرة إلى حد ما خلال فترة الذوبان الأولية. ومع ذلك، فهي مرنة بشكل عام. إنه مشابه للفرق بين المواد الصلبة والسوائل: مرنة بما يكفي لتشكيلها ولكنها صلبة بما يكفي للاحتفاظ بشكلها.

هذه المرحلة مثالية لطريقة تشكيل البلاستيك. يجب توخي الحذر هنا، خاصة عند الحفاظ على معدل درجة الحرارة. قد تجد بعض العيوب إذا زادت الحرارة بسرعة كبيرة جدًا. تتمثل العيوب النموذجية التي قد تراها في الالتواء أو الذوبان غير المتساوي أو تدهور السطح.

المرحلة #2 الذوبان الكامل

إذا واصلت تسخين البلاستيك المرن، فسوف يذوب تمامًا. هذه هي النقطة التي يتحول عندها البلاستيك إلى سائل. تفقد المادة كل الصلابة وتتدفق بحرية. يمكنك بعد ذلك استخدامه في التشكيل أو البثق. يكون تركيز السائل البلاستيكي سميك للغاية، مما يجعل من السهل التعامل معه.

هذه هي المرحلة التي ستعمل فيها بشكل أساسي مع البلاستيك. وهي مثالية لطرق حقن البلاستيك والبثق. ومع ذلك، يجب أن تكون حذرًا في التوقيت. إذا قمت بتسخينه لفترة طويلة جدًا، فإنك تخاطر بحرق البلاستيك أو تدهوره. وبمجرد حدوث ذلك، لا مجال للتراجع.

سؤال آخر يطرحه الناس في كثير من الأحيان هو ما هي درجة الحرارة المناسبة للذوبان الكامل. المواد البلاستيكية المختلفة لها درجات انصهار مختلفة. عليك أن تعرف المادة التي تستخدمها. على سبيل المثال، يذوب البولي إيثيلين عند درجة حرارة مختلفة عن النايلون. ستعرف القيمة الدقيقة في نهاية هذه المقالة.

خصائص ذوبان البلاستيك

للبلاستيك سلوكيات ذوبان متفاوتة. يمكن للطريقة التي يذوب بها البلاستيك أن تجعل عملية التصنيع الخاصة بك أو تعطلها. فبعض المواد البلاستيكية تذوب بشكل متساوٍ، بينما يذوب البعض الآخر على درجات حرارة مختلفة.

تعتمد خصائص البلاستيك بشكل أساسي على معيارين رئيسيين. (1) هل هو بلاستيك حراري أم بلاستيك حراري؟ (2) هل هو بلوري أم غير متبلور؟ يمكنك اختيار البلاستيك المناسب لمشروعك عندما يكون لديك معلومات كافية عن هذين العاملين.

اللدائن الحرارية مقابل اللدائن الحرارية

توفر اللدائن الحرارية مرونة في عملية الإنتاج. يمكن صهرها وإعادة تشكيلها وإعادة استخدامها. هذه المواد رائعة للتصاميم المتغيرة باستمرار. من ناحية أخرى، فإن المواد المتصلدة بالحرارة هي عكس ذلك تمامًا. فهي لا تذوب بل تتحلل وتتكسر بمرور الوقت. وهي مثالية للاستخدام على المدى الطويل لأنها لا تذوب ولا يمكن إعادة تشكيلها. إلى جانب ذلك، فإن اللدائن المتصلدة بالحرارة هي هياكل عالية القوة.

إذًا، أيهما قد يكون مناسبًا لمشروعك؟ يسرد الجدول أدناه خصائص كل بلاستيك.

المواد البلورية مقابل المواد غير المتبلورة

عندما تفكر في اللدائن الحرارية، يكون لديك خياران: اللدائن الحرارية البلورية وغير المتبلورة. كما يتصرف هذان النوعان من اللدائن الحرارية بشكل مختلف عند تسخينهما. اللدائن البلورية لها نقطة انصهار واضحة المعالم. ولهذا السبب، يسهل التعامل معها أثناء قولبة الحقن أو البثق. ومن ناحية أخرى، يلين البلاستيك غير المتبلور على مدى درجات الحرارة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا ومزعجًا في نفس الوقت. الجزء المزعج هو أن البلاستيك قد يتشوه أثناء التبريد إذا لم تتمكن من التحكم في درجة الحرارة بشكل صحيح.

إذًا، أيهما قد يكون مناسبًا لمشروعك؟ يسرد الجدول أدناه خصائص كل بلاستيك.

الحالات الثلاث للبلاستيك أثناء التسخين

لا يؤدي تسخين البلاستيك إلى تحويله إلى سائل فقط. فهو يمر بعدة مراحل، كل منها يُظهر الحالات المختلفة للبلاستيك. في ظل هذه الحالة، عادة ما يناقش المرء ثلاث حالات. دعونا نتجاوز هذه الحالات.

الحالة #1 حالة زجاجية #1

الحالة الزجاجية هي عادةً الحالة الصلبة والهشة والقاسية للمادة. عند تسخين البلاستيك يصل البلاستيك إلى درجة الحرارة الانتقالية في وقت معين. وعندما يصل إلى هذا المستوى، تظهر الحالة الزجاجية، ومن هنا جاءت التسمية. في هذه المرحلة، تكون جزيئات البلاستيك متماسكة معًا بإحكام. إذا قمت بتطبيق الضغط عليه، فلن يتغير أي من بنيته.

الحالة #2 حالة المرونة العالية

مع ارتفاع درجة الحرارة، يدخل البلاستيك في حالة المرونة العالية أو المطاط. في هذه اللحظة، يصبح البلاستيك مطاطيًا ومرنًا ولكنه لا يتدفق. يصبح البلاستيك أكثر مرونة وتمددًا ولكنه غير قابل للذوبان تقريبًا. على الرغم من أن الجزيئات تتحرك الآن بحرية أكبر وتسترخي، إلا أنها لا تزال تتشبث ببعضها البعض.

الحالة #3 حالة التدفق اللزج

وأخيرًا، يجد البلاستيك حالة التدفق اللزج. هذا هو الجزء المثير للاهتمام. في هذه المرحلة، يتحرك البلاستيك مثل السائل السميك. يمكن تشكيل البلاستيك وتشكيله حيث تمكنه الحركة غير المقيدة لجزيئاته من ذلك. هذه هي اللحظة التي قد تصب فيها البلاستيك في القالب.

ثلاث درجات حرارة رئيسية للبلاستيك أثناء التسخين

أنت الآن على دراية بثلاث حالات مهمة للبلاستيك. في هذا القسم، سوف تتعلم كيف تؤثر درجات الحرارة على هذه الحالات. لاحظ أن كل نقطة من درجات الحرارة حاسمة في كيفية تصرف البلاستيك وكيفية معالجته.

#1 درجة حرارة انتقال الزجاج (Tg)

هذه هي درجة الحرارة المسئولة عن الحالة الزجاجية للبلاستيك، ومن هنا جاءت تسمية درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg). في هذا الوقت، يكون البلاستيك في هذه الحالة قاسيًا وهشًا وصلبًا. الخطوة التالية هي الحالة المرنة، حيث يتحول البلاستيك إلى مطاطي. فهو لم يذوب بعد، ولكنه يصبح أكثر مرونة. ودرجة الحرارة هذه ضرورية لكل من البولي كربونات (PC) والبوليسترين.

#2 درجة حرارة الانصهار (Tm) أو درجة حرارة التدفق

تُعرف درجة حرارة الانصهار أيضًا بدرجة حرارة التدفق. وهي درجة حرارة ذوبان البلاستيك. بالنسبة للبلاستيك البلوري، هذه درجة حرارة محددة. إذا قمت بتسخين البلاستيك إلى درجة الحرارة هذه، فإنه يتحول من صلب إلى سائل. بعد ذلك، يتم تشكيله أو بثقه.

ومع ذلك، لا تذوب المواد البلاستيكية غير المتبلورة بالمعنى التقليدي. فهي تلين أولاً قبل أن تصبح سائلة تدريجياً.

في قولبة الحقن والبثق، يعد الحصول على درجة حرارة التدفق أمرًا بالغ الأهمية لتشكيل المادة بشكل صحيح. إذا كان البلاستيك باردًا جدًا، فلن يتدفق بفعالية، مما يؤدي إلى ضعف الأداء.

#3 درجة حرارة التحلل

درجة الحرارة النهائية هي درجة حرارة الانهيار. وتستخدم عادةً كمنطقة خطر. عندما تقوم بتسخين البلاستيك فوق درجة حرارة الانصهار أو التدفق، فإنه يتفكك كيميائيًا. لن تفقد المادة خصائصها فحسب، بل يمكن أن تطلق غازات ضارة أيضًا.

إذا ضغطت على البلاستيك أكثر من اللازم، فسوف يتجاوز نقطة الانهيار. تختلف درجات حرارة التحلل باختلاف نوع البلاستيك، ولكنها دائماً نقطة يجب تجنبها.

لماذا تُعد نقطة الانصهار ضرورية للقولبة بالحقن والبثق والتشكيل؟

في تصنيع البلاستيك، يعتبر ذوبان البلاستيك أو تليينه عملية منتظمة - وعادةً ما تبدأ عملية التشكيل بالحقن والبثق والتشكيل على هذا الأساس. لذلك، تصبح درجة انصهار البوليمرات مهمة هنا.

الدور #1 يضمن التدفق الأمثل

تلعب درجات انصهار البلاستيك الدور الأول والأكثر أهمية في ضمان التدفق الأمثل. أنت بالفعل على دراية بدرجة حرارة التدفق أو درجة حرارة الانصهار. تضمن درجة الانصهار أن يصبح البلاستيك سائلًا بما يكفي للتدفق بسلاسة. إذا كان باردًا جدًا، فلن يملأ القوالب أو يتدفق من خلال أجهزة البثق بشكل صحيح. أما إذا كانت ساخنة للغاية، فقد يتحلل البلاستيك.

الدور #2 يمنع التحلل

كما قلنا من قبل، يتكسر البلاستيك عند تسخينه فوق درجة انصهاره. وغالبًا ما تسمى درجة الحرارة هذه، التي يمكن أن تدمر مادتك، درجة حرارة الانهيار. تخبرك درجة انصهار البلاستيك بدرجة الحرارة التي لا يمكن أن تتجاوزها عمليتك.

الدور #3 يحدد كفاءة وقت الدورة الزمنية

تحدد درجة الانصهار مدى سرعة أو بطء العملية. سوف يستغرق البلاستيك وقتًا أطول ليذوب أو يبرد إذا لم تصل إلى درجة الحرارة المناسبة. يساعد إتقان درجة الانصهار على تقصير زمن الدورة وتقليل التأخير في الإنتاج.

الدور #4 يؤثر على قوة المواد

ماذا يحدث عندما يتم تسخين البلاستيك بشكل مفرط أو أقل من اللازم؟ تتضرر سلامته الهيكلية. تحدد درجة الانصهار كيفية تصلب البلاستيك أو تصلبه. قد تؤدي نقاط الانصهار غير المنظمة بشكل جيد إلى منتجات ضعيفة أو هشة.

الدور #5 يتيح التوحيد والدقة

إن الحفاظ على نقاط انصهار البلاستيك بشكل صحيح يمكن أن يضمن اتساق الأجزاء في كل مرة. سواءً كان ذلك في عملية التشكيل بالحقن أو البثق، يجب أن يتدفق البلاستيك بالتساوي لمنع العيوب مثل الاعوجاج أو الأسطح غير المستوية. يساعد الذوبان الصحيح أيضًا على ضمان الحفاظ على الأبعاد والتفاوتات الدقيقة للأجزاء.

درجة انصهار المواد البلاستيكية الشائعة

في صناعة البلاستيك، يتم استخدام مجموعة كبيرة من المواد البلاستيكية. إذا قمنا بإعداد قائمة بها، فقد تصبح هذه المقالة ضخمة. في ما يلي، قمنا بتسليط الضوء على بعض الأنواع الشائعة من البلاستيك ودرجات انصهارها.

الأسئلة الشائعة

أي بلاستيك له أعلى درجة انصهار؟

من بين أكثر أنواع البلاستيك شيوعًا، يتميز PTFE بأعلى درجة انصهار. ويعرف أيضًا باسم بولي تترافلورو إيثيلين. وتبلغ درجة الانصهار العامة لهذا البلاستيك 327 درجة مئوية أو 620 درجة فهرنهايت. ومن أفضل ما يميز هذه المادة هو ثباتها. مادة PTFE مستقرة للغاية في نطاق واسع من درجات الحرارة، من -200 درجة مئوية إلى 260 درجة مئوية. ونتيجة لذلك، يستخدمه الناس في العديد من التطبيقات.

هل يذوب البلاستيك عند 170 درجة مئوية؟

كما تعلم، هناك مجموعة واسعة من المواد البلاستيكية المتاحة. وبالتالي، فإن ذوبان البلاستيك ليس هو نفسه بالنسبة للجميع. تحدده أنواع البلاستيك بشكل أساسي. توجد بوليمرات ذات درجة انصهار منخفضة مثل البولي إيثيلين منخفض الكثافة والبولي إيثيلين عالي الكثافة. وعادة ما تذوب عند 170 درجة.

أي بلاستيك له أقل درجة انصهار؟

يُعد البولي إيثيلين، الذي يُطلق عليه أحيانًا بلاستيك البولي إيثيلين، أحد أكثر أشكال البلاستيك استخدامًا. وتتراوح درجة انصهاره بين 100 درجة مئوية و180 درجة مئوية، وعادةً ما تكون من بين أدنى الدرجات. يستخدم هذا البلاستيك على نطاق واسع في الأكياس والحاويات البلاستيكية.

ما هو أصعب أنواع البلاستيك في الذوبان؟

من بين المواد البلاستيكية صعبة الذوبان، يعتبر PTFE أحد أقسى أنواع البلاستيك. وتبلغ درجة انصهاره حوالي 327 درجة مئوية (620 درجة فهرنهايت). يستخدم هذا البلاستيك في مجموعة واسعة من التطبيقات.

هل جميع المواد البلاستيكية لها درجات انصهار مختلفة؟

نعم، إنها كذلك. تُستخدم أنواع مختلفة من البلاستيك في العديد من التطبيقات. لماذا يوجد هذا التنوع؟ لأن لها خصائص فيزيائية وكيميائية فريدة من نوعها. فبعضها يذوب عند حرارة منخفضة، بينما يذوب البعض الآخر عند حرارة عالية.

ملخص

تناولنا في الغالب سلوك البلاستيك تحت الحرارة خلال هذه الورقة البحثية. وكما لاحظتم، فإن كل شكل من أشكال البلاستيك له درجات انصهار متنوعة إلى حد ما. وعلاوة على ذلك، تتغير درجة حرارة الانصهار اعتمادًا على نوع البلاستيك.

تُعد درجة انصهار البلاستيك أمرًا بالغ الأهمية لعمليات التصنيع المختلفة. وعمليات المصنع النموذجية هي القولبة بالحقن والبثق وتشكيل البلاستيك. وفي كل طريقة من هذه الطرق، تلعب درجة انصهار البلاستيك دورًا حاسمًا. قد يؤدي الفشل في الحفاظ على درجة حرارة الانصهار الصحيحة إلى العديد من العيوب.

إذا كان لديك أي أسئلة، اتصل بفريق دعم العملاء لدينا. لدينا فريق من الخبراء الذين يسعدهم دائمًا مساعدتك. إذا كنت تبحث عن مادة بلاستيكية مناسبة لمشروعك، يمكنك الانتقال إلى صفحة كيفية اختيار الأفضل مادة القولبة بالحقن للعثور على الخيار الأفضل لمشروعك، أو يمكنك الاتصال بنا للحصول على الدعم.