Jak zabránit praskání velkých průměrů POM tyčí – Příčiny a řešení
Proč se větší POM tyče lámou, zatímco menší ne?
POM (polyoxymethylen), také známý jako acetal, je široce používán díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem a trvanlivosti. Tyčinky menšího průměru, jako do 50 mm, zřídka zažívají problémy s praskáním. To je způsobeno tím, že menší tyče chladnou rovnoměrněji a rychleji, což snižuje riziko vnitřních napětí.
Naopak, tyče s větším průměrem, jako je 100 mm, často čelí nerovnoměrnému chlazení. Vnější vrstva chladne rychleji než jádro, což vede k:
- Vnitřní napětí způsobená teplotními rozdíly.
- Nerovnoměrná krystalizace, oslabující strukturu materiálu a zvyšující riziko prasklin.
Níže jsou uvedeny nejčastější příčiny a ekonomická, praktická řešení pro řešení tohoto problému.
1. Nerovnoměrné chlazení POM tyčí
Problém:
U větších tyčí se povrch během extruze ochlazuje mnohem rychleji než jádro. To vede k smršťování materiálu a vnitřním napětím, což často způsobuje radiální trhliny.
Řešení:
✔️ Použijte postupné chlazení:
- Použijte teplou vodu (60–80 °C) místo studené vody během počáteční fáze chlazení.
- Postupně snižujte teplotu vody v následujících chladicích zónách.
- Zvažte přidání vzduchové lázně před ponořením do vody, aby se omezily náhlé změny teploty.
2. Rychlá krystalizace v jádru
Problém:
POM, zejména homopolymerní typy, krystalizuje rychle, což vede k neuniformním krystalickým strukturám a oslabeným jádrům ve větších tyčích.
Řešení:
✔️ Nižší teploty zpracování:
- Teplota válce: 190–210°C místo 210–230°C.
- Teplota: 10–15°C nižší než u válce.
✔️ Krátkodobé žíhání k uvolnění napětí:
- Test krátkodobého ohřevu při 80–100°C, následovaného pomalým chlazením na pokojovou teplotu.
- Přesná doba žíhání závisí na více faktorech, proto se doporučuje provádět experimenty k optimalizaci parametrů.
3. Materiálové vlastnosti – Homopolymér POM
Problém:
Homopolymer POM, i když nabízí vyšší tuhost, je více křehký než kopolymer POM. Velké průměry zesilují vnitřní napětí, což zvyšuje pravděpodobnost praskání.
Řešení:
✔️ Zvažte přechod na kopolymer POM, který:
- Má lepší odolnost proti praskání.
- Je méně náchylný k vnitřním napětím.
✔️ Alternativně přidejte modifikátory dopadu nebo plastifikátory, abyste zlepšili flexibilitu homopolymerního POM.
4. Parametry procesu extruze
Problém:
Nadměrný tlak nebo teplota během extruze může vést k přehřátí a oslabení struktury materiálu.
Řešení:
✔️ Optimalizovat parametry procesu:
- Snižte rychlost extruze pro rovnoměrnější chlazení a krystalizaci.
- Nastavte teploty válce a matrice, aby se zajistil postupný pokles teploty.
- Snižte tlak na formu, abyste se vyhnuli oddělení vrstev uvnitř tyče.
5. Vlhkost v surovině
Problém:
I malé množství vlhkosti v POM granulích může vytvářet mikrobubliny, oslabující strukturu tyče a vedoucí k prasklinám.
Řešení:
✔️ Správně vysušte materiál:
- Předsušte granule při 80–90°C po 3–4 hodinách.
- Skladujte suroviny v suchých podmínkách pomocí sušicích vzduchových sušiček v krmném systému.
souhrn
Praskání velkých průměrů POM tyčí je komplexní problém, který je způsoben:
- Nerovnoměrné chlazení,
- Rychlá krystalizace,
- Materiálové vlastnosti, a
- Nesprávné parametry extruze.
Navrhovaná řešení:
✔️ Postupné ochlazení – Vyhněte se náhlým poklesům teploty použitím teplé vody a postupným ochlazováním.
✔️ Uvolnění napětí žíháním – Test krátkodobého zahřívání na 80–100°C, následovaného pomalým chlazením k prevenci vzniku vnitřního napětí.
✔️ Optimalizace procesu – Upravte teploty, rychlosti extruze a tlaky, abyste se vyhnuli přehřátí a koncentraci napětí.
✔️ Výběr materiálu – Zvažte kopolymer POM nebo modifikované stupně pro zlepšení odolnosti.
✔️ Sušení surovin – Zajistěte, aby byl materiál bez vlhkosti před extruzí.
Tyto praktické a ekonomické metody mohou výrazně snížit riziko praskání u velkých průměrů POM tyčí a zlepšit kvalitu produktu.