ห้าวิธีในการปรับเปลี่ยนการหดตัวของพอลิเมอร์ คุณรู้จักกี่วิธี?

ยิ่งการหดตัวของพอลิเมอร์น้อยลงเท่าไร ความแม่นยำของขนาดผลิตภัณฑ์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายโดยย่อของวิธีการปรับปรุงแก้ไขหลายวิธีที่ช่วยลดการหดตัวของพอลิเมอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

1. เส้นใยทุกชนิดได้รับการเติมและดัดแปลง

เส้นใยที่กล่าวถึงในที่นี้หมายรวมถึงเส้นใยอนินทรีย์และอินทรีย์ทุกชนิด ยกตัวอย่างเช่น การเสริมแรงด้วยเส้นใยแก้วสั้น การเติมเส้นใยแก้วในปริมาณที่แตกต่างกันลงในเรซิน PP สามารถลดการหดตัวขณะขึ้นรูปได้อย่างมาก

พอลิเมอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยแก้วเส้นยาวมีข้อดีคือมีการหดตัวน้อยกว่าและมีการหดตัวสม่ำเสมอทั้งในทิศทางตามยาวและตามขวาง เมื่อเทียบกับเส้นใยแก้วเส้นสั้น พอลิเมอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยขนาดเล็ก (whisker) มีการหดตัวน้อยกว่าพอลิเมอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยแก้ว เช่น การเปรียบเทียบการหดตัวของพอลิเมอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยแก้วและเส้นใยแคลเซียมซัลเฟตวัสดุ PP และ ABSจะแสดงดังภาพด้านล่าง

2. การปรับปรุงการเติมสารตัวเติมอนินทรีย์

สารตัวเติมอนินทรีย์โดยเฉพาะ ได้แก่ ทัลก์ แคลเซียมคาร์บอเนต แบเรียมซัลเฟต ผงไมกา วอลลาสโตไนต์ และมอนต์มอริลโลไนต์ เป็นต้น สารตัวเติมแต่ละชนิดมีผลต่ออัตราการหดตัวแตกต่างกัน

(1) รูปร่างของวัสดุอุด
รูปทรงที่แตกต่างกันของสารตัวเติมอนินทรีย์มีผลต่ออัตราการหดตัวแตกต่างกัน โดยผลกระทบเฉพาะต่อขนาดจะเรียงลำดับจากเกล็ด > เข็ม > เม็ด > ทรงกลม

(2) ขนาดอนุภาคของฟิลเลอร์
ขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันของสารตัวเติมชนิดเดียวกันจะมีผลต่ออัตราการหดตัวแตกต่างกัน ยิ่งขนาดอนุภาคเล็กเท่าไร อัตราการหดตัวก็จะยิ่งลดลงมากเท่านั้น ยกตัวอย่างเช่น PP ที่เติมทัลก์ (ทัลก์ 20% + POE 8%) ผลของขนาดอนุภาคทัลก์ที่แตกต่างกันต่ออัตราการหดตัวมีดังนี้

(3) การบำบัดพื้นผิวของฟิลเลอร์
สารเติมเต็มชนิดเดียวกัน ไม่ว่าจะได้รับการปรับสภาพพื้นผิวหรือไม่ เมื่อนำมาเคลือบด้วยเรซิน จะมีผลต่ออัตราการหดตัวแตกต่างกัน โดยการปรับสภาพพื้นผิวของสารเติมเต็มจะมีผลต่ออัตราการหดตัวมากกว่า
(4) ปริมาณสารเติมเต็ม
ปริมาณของสารเติมเต็มชนิดเดียวกันที่เติมลงไปนั้นแตกต่างกันออกไป ส่งผลต่ออัตราการหดตัว ยิ่งเติมสารเติมเต็มมากเท่าไร อัตราการหดตัวก็จะยิ่งลดลงมากเท่านั้น

3. การลดการปรับเปลี่ยนความเป็นผลึก
(1) เพิ่มสารเติมแต่งเพื่อลดการตกผลึก
โดยทั่วไปใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อลดการตกผลึกสำหรับโมเลกุลขนาดเล็ก โดยจะเติมลงในสถานะหลอมเหลวเมื่อความสม่ำเสมอของโมเลกุลขนาดใหญ่ถูกทำลาย ทำให้ขัดขวางการเคลื่อนที่ของโมเลกุลขนาดใหญ่ เพื่อลดวัตถุประสงค์ของการตกผลึก

(2) เพิ่มส่วนผสมเรซินอื่นๆ
เช่น การผสมเรซิน LDPE หรือ HDPE ในปริมาณเล็กน้อยลงใน PP อาจทำลายคุณสมบัติผลึกของ PP ในกระบวนการผลิตได้อย่างมาก การเติมเรซิน PE ลงใน PP ตัวอย่างเช่น ผลกระทบของปริมาณ PE ที่แตกต่างกันต่ออัตราการหดตัวของ PP แสดงไว้ในตารางด้านล่าง นอกจากนี้ยังสามารถเติมเรซินที่ไม่เป็นผลึก เช่น PS, ABS, PMMA และ PC ลงใน PP ซึ่งสามารถช่วยลดการเกิดผลึกได้เช่นกัน

ผลกระทบของการเติมเรซินชนิดอื่นต่อการหดตัวนั้นน้อยกว่าผลกระทบของการเติมเส้นใยและสารตัวเติมอนินทรีย์มาก และโดยทั่วไปแล้ว โพลีโพรพีลีนเสริมใยแก้วเท่านั้นที่จะมีผลต่อการหดตัวได้ประมาณ 50%

4. การปรับปรุงคุณสมบัติของอีลาสโตเมอร์แบบผสม
สามารถผสมอีลาสโตเมอร์ได้หลายชนิด เช่น POE, EPDM, SBS เป็นต้น โดยอีลาสโตเมอร์ทุกชนิดมีอัตราการหดตัวของพลาสติกที่ใกล้เคียงกันมาก

เมื่อปริมาณอีลาสโตเมอร์ต่ำกว่า 5% ผลกระทบของอีลาสโตเมอร์แต่ละชนิดต่อการหดตัวของ PP นั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน แต่เมื่อปริมาณอีลาสโตเมอร์เกิน 5% ระดับอิทธิพลของอีลาสโตเมอร์แต่ละชนิดจะแตกต่างกันออกไป โดยลำดับของอิทธิพลต่ออัตราการหดตัวคือ POE > EPDM > SBS ซึ่งสอดคล้องกับผลของอีลาสโตเมอร์ในการเพิ่มความเหนียวให้กับ PP

การใช้สารตัวเติมอนินทรีย์ใน PP ที่ผสมกับอีลาสโตเมอร์ส่งผลให้ลดการหดตัวได้ดีขึ้น

5. การเชื่อมโยงทางเคมีและการดัดแปลงโดยการปลูกถ่าย
ยกตัวอย่างเช่น เรซิน PP การดัดแปลงโครงสร้างด้วยการปลูกถ่ายโมเลกุลสามารถลดความเป็นผลึกของเรซินได้ จึงบรรลุเป้าหมายในการลดการหดตัว ส่วนการเชื่อมโยงข้ามโมเลกุลของ PE สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของเรซินได้อย่างมาก จึงบรรลุเป้าหมายในการลดอัตราการหดตัว