Büyük Çaplı POM Çubuklarında Çatlamayı Önleme – Nedenler ve Çözümler

Neden daha büyük POM çubukları çatlıyor da daha küçük olanlar çatlamıyor?

POM (polioximetilen), ayrıca asetat olarak da bilinir, mükemmel mekanik özellikleri ve dayanıklılığı nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. 50 mm'ye kadar olan daha küçük çaplı çubuklar, nadiren çatlama sorunları yaşar. Bunun nedeni, daha küçük çubukların daha eşit ve daha hızlı soğuması ve içsel gerilimler riskini azaltmasıdır.

Buna karşılık, 100 mm gibi daha büyük çaplı çubuklar genellikle düzensiz soğuma ile karşılaşır. Dış katman, çekirdekten daha hızlı soğur ve bu da şuna yol açar:

• İçsel gerilmeler sıcaklık farklarından kaynaklanır.
• Homojen olmayan kristalleşme, malzemenin yapısını zayıflatır ve çatlak riskini artırır.

Aşağıda bu sorunu çözmek için en yaygın nedenler ve ekonomik, pratik çözümler yer almaktadır.

1. POM Çubuklarının Düzensiz Soğuması

Sorun:
Daha büyük çubuklarda, yüzey ekstrüzyon sırasında çekirdekten çok daha hızlı soğur. Bu, malzeme büzülmesine ve içsel gerilmelere yol açar ve genellikle radyal çatlaklara neden olur.

Çözüm:
✔️ yavaş soğutma uygulayın:

• Başlangıç soğutma aşamasında sıcak su (60–80°C) kullanın, soğuk su yerine.
• Sonraki soğutma bölgelerinde su sıcaklığını kademeli olarak azaltın.
• Suya dalmadan önce ani sıcaklık değişimlerini sınırlamak için bir hava banyosu eklemeyi düşünün.

2. Çekirdekte Hızlı Kristalleşme

Sorun:
POM, özellikle homopolimer türleri, hızlı bir şekilde kristalleşir ve bu da eşit olmayan kristal yapılar ve zayıflamış çekirdekler ile daha büyük çubuklarda sonuçlanır.

Çözüm:
✔️ Daha düşük işleme sıcaklıkları:

• Silindir sıcaklığı: 190–210°C yerine 210–230°C.
• Die sıcaklığı: silindirin 10–15°C daha düşük.

✔️ Kısa süreli tavlama ile stresi azaltma:

• Test kısa süreli ısıtma 80–100°C, ardından yavaş soğutma ile oda sıcaklığına.
• Tavlama süresinin tam uzunluğu birden fazla faktöre bağlıdır, bu nedenle parametreleri optimize etmek için deneyler önerilmektedir.

3. Malzeme Özellikleri – Homopolimer POM

Sorun:
Homopolimer POM, daha yüksek sertlik sunarken, kopolimer POM'dan daha kırılgandır. Büyük çaplar iç stresleri artırır ve çatlama olasılığını yükseltir.

Çözüm:
✔️ kopolimer POM'a geçmeyi düşünün, bu:

• daha iyi çatlama direnci var.
• iç streslere daha az eğilimlidir.

✔️ Alternatif olarak, homopolimer POM'un esnekliğini artırmak için etki modifikatörleri veya plastikleştiriciler ekleyin.

4. Ekstrüzyon Süreci Parametreleri

Sorun:
Aşırı baskı veya sıcaklık ekstrüzyon sırasında aşırı ısınmaya ve malzemenin yapısının zayıflamasına neden olabilir.

Çözüm:
✔️ Süreç parametrelerini optimize et:

• Ekstrüzyon hızını daha eşit soğutma ve kristalleşme için azaltın.
• Silindir ve kalıp sıcaklıklarını yavaş bir sıcaklık düşüşü sağlamak için ayarlayın.
• Çubuk içinde katman ayrılmasını önlemek için die basıncını düşürün.

5. Hammadde İçindeki Nem

Sorun:
POM granüllerindeki küçük miktardaki nem bile mikrobaloncuklar oluşturabilir, çubuk yapısını zayıflatır ve çatlaklara yol açar.

Çözüm:
✔️ Malzemeyi düzgün bir şekilde kurutun:

• Granülleri 80–90°C sıcaklıkta 3–4 saat ön kurutun.
• Ham maddeleri kuru koşullarda depolayın ve besleme sisteminde kurutucu hava kurutucuları kullanın.

Özet

Büyük çaplı POM çubuklarındaki çatlaklar, karmaşık bir sorun olarak şunlardan kaynaklanmaktadır:

• Eşit olmayan soğutma,
• Hızlı kristalleşme,
• Malzeme özellikleri, ve
• Uygun olmayan ekstrüzyon parametreleri.

Önerilen Çözümler:
✔️ Yavaş soğutma – Ani sıcaklık düşüşlerinden kaçınmak için sıcak su kullanın ve adım adım soğutun.
✔️ Stres giderici tavlama – 80–100°C aralığında kısa süreli ısıtma testi, ardından iç stres birikimini önlemek için yavaş soğutma.
✔️ Proses optimizasyonu – Aşırı ısınmayı ve gerilme yoğunlaşmasını önlemek için sıcaklıkları, ekstrüzyon hızlarını ve basınçları ayarlayın.
✔️ Malzeme seçimi – Dayanıklılığı artırmak için kopolimer POM veya darbe modifiye edilmiş türleri dikkate alın.
✔️ Ham maddelerin kurutulması – Ekstrüzyondan önce malzemenin nemden arındırıldığından emin olun.

Bu pratik ve ekonomik yöntemler, büyük çaplı POM çubuklarında çatlama riskini önemli ölçüde azaltabilir ve ürün kalitesini artırabilir.