1. Pengenalan kepada plastik kejuruteraan yang diubah suai
1.1 Apakah plastik kejuruteraan?
Plastik Kejuruteraan adalah kelas polimer termoplastik atau termosetting yang mempunyai ciri-ciri mekanikal, terma, dan kimia yang lebih tinggi berbanding plastik komoditi seperti polietilena atau polipropilena. Mereka direka untuk menahan persekitaran yang lebih menuntut dan sering digunakan sebagai pengganti bahan tradisional seperti logam, seramik, dan kayu. Ciri -ciri utama plastik kejuruteraan termasuk kekuatan tegangan yang tinggi, kestabilan dimensi yang sangat baik, dan ketahanan terhadap haba dan bahan kimia. Contoh umum termasuk polikarbonat (PC), nilon (poliamida, PA), polyoxymethylene (POM), dan polyetheretherketone (PEEK).
1.2 Keperluan untuk Pengubahsuaian
Walaupun plastik kejuruteraan mempunyai sifat yang luar biasa, mereka tidak selalu mencukupi untuk memenuhi keperluan khusus setiap permohonan. Sebagai contoh, komponen mungkin memerlukan kekuatan yang lebih tinggi untuk bahagian automotif, rintangan api yang lebih baik untuk elektronik, atau pelincir yang dipertingkatkan untuk jentera bergerak. Oleh itu, teknik pengubahsuaian adalah penting untuk menyesuaikan sifat plastik kepada keperluan yang tepat, yang membolehkan penyelesaian bahan tersuai tanpa membuat polimer yang sama sekali baru dari awal. Proses ini memperluaskan utiliti mereka, meningkatkan prestasi mereka, dan menjadikan mereka lebih efektif untuk kegunaan yang lebih luas.
1.3 Tinjauan Teknik Pengubahsuaian
Pengubahsuaian plastik kejuruteraan melibatkan mengubah sifat asas mereka melalui pelbagai kaedah. Teknik -teknik ini boleh dikategorikan secara meluas kepada tiga pendekatan utama:
-
Menggabungkan dan mengutuk: Menggabungkan dua atau lebih polimer untuk membuat bahan baru dengan sifat sinergi.
-
Penguatkuasaan: Menggabungkan ejen pengukuhan, seperti serat atau zarah, untuk meningkatkan sifat mekanikal.
-
Aditif: Memperkenalkan sejumlah kecil pelbagai bahan untuk meningkatkan ciri -ciri tertentu seperti rintangan UV atau warna.
2. Jenis pengubahsuaian plastik kejuruteraan
2.1 campuran polimer dan aloi
Pengadunan polimer adalah campuran fizikal dua atau lebih polimer, manakala aloi adalah campuran di mana polimer bersesuaian secara kimia atau fizikal, menghasilkan bahan fasa tunggal. Pengadunan boleh menggabungkan ciri -ciri yang diingini plastik yang berbeza, seperti ketangguhan satu polimer dengan rintangan haba yang lain, mewujudkan bahan yang lebih baik daripada komponen sahaja. Contoh klasik ialah PC/ABS (polikarbonat/acrylonitrile butadiene styrene) campuran, yang menggabungkan kekuatan impak yang tinggi PC dengan proses ABS.
2.2 Penguatkuasaan Serat (mis., Serat Kaca, Serat Karbon)
Pengukuhan serat adalah salah satu kaedah pengubahsuaian yang paling biasa dan berkesan. Ia melibatkan menggabungkan serat kekuatan tinggi ke dalam matriks polimer.
-
Serat Kaca (GF): Tetulang yang paling banyak digunakan. Serat kaca dengan ketara meningkatkan kekuatan tegangan, kekakuan, dan kestabilan dimensi plastik sementara agak murah.
-
Serat Karbon (CF): Menawarkan nisbah kekuatan dan berat badan yang lebih tinggi daripada serat kaca, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berprestasi tinggi dalam peralatan aeroangkasa dan sukan di mana pengurangan berat badan adalah kritikal.
2.3 Aditif untuk sifat yang dipertingkatkan
Aditif adalah bahan yang dicampur ke dalam plastik untuk mencapai sifat fungsi tertentu.
-
Penstabil UV: Melindungi plastik daripada degradasi yang disebabkan oleh sinaran ultraviolet, mencegah perubahan warna dan kelembutan dalam aplikasi luar.
-
Retardan api: Meningkatkan rintangan bahan untuk pencucuhan dan mengurangkan penyebaran api, penting untuk elektronik dan pembinaan.
-
Plasticizers: Meningkatkan fleksibiliti dan mengurangkan kelembutan.
-
Pelincir: Kurangkan geseran dan haus.
2.4 Rawatan dan lapisan permukaan
Pengubahsuaian permukaan mengubah lapisan atas plastik tanpa mengubah sifat pukalnya. Rawatan ini boleh meningkatkan lekatan untuk lukisan atau ikatan, meningkatkan rintangan calar, atau menjadikan permukaan lebih hidrofilik atau hidrofobik. Teknik termasuk rawatan plasma, etsa kimia, dan menggunakan lapisan filem nipis.
3. Ciri -ciri bahan yang dipertingkatkan melalui pengubahsuaian
3.1 Kekuatan dan kekakuan mekanikal yang lebih baik
Pengukuhan dengan gentian kaca atau karbon adalah kaedah utama untuk meningkatkan kekuatan mekanikal dan kekakuan plastik. Serat bertindak sebagai unsur-unsur beban, dengan berkesan memindahkan tekanan dan mencegah ubah bentuk bahan.
3.2 Kestabilan haba yang dipertingkatkan dan rintangan haba
Aditif dan pengisi tertentu, bersama -sama dengan campuran polimer tertentu, dapat meningkatkan suhu pesongan haba bahan (HDT), yang membolehkannya menahan suhu operasi yang lebih tinggi tanpa cacat. Ini amat penting untuk bahagian-bahagian automotif dan elektronik di bawah hayat.
3.3 Meningkatkan rintangan kimia
Menggabungkan plastik kejuruteraan dengan polimer yang lebih tahan kimia dapat meningkatkan ketahanannya dalam persekitaran kimia yang keras, seperti yang ditemui dalam peralatan perindustrian atau aplikasi perubatan.
3.4 Rintangan dan ketangguhan kesan yang dipertingkatkan
Pengubahsuaian kesan, seperti elastomer, ditambah ke matriks plastik untuk menyerap dan menghilangkan tenaga dari kesan mendadak, dengan itu meningkatkan ketangguhan bahan dan mencegah patah rapuh.
3.5 Kestabilan dimensi yang lebih baik
Pengukuhan dan penggunaan pengisi dapat mengurangkan pekali bahan dan penguncupan terma dengan ketara, yang membawa kepada kestabilan dimensi yang lebih baik, yang penting untuk komponen ketepatan dan bahagian -bahagian yang mesti mengekalkan toleransi yang ketat.
4. Aplikasi plastik kejuruteraan yang diubah suai
4.1 Industri Automotif
Plastik kejuruteraan yang diubahsuai telah merevolusikan sektor automotif dengan membolehkan reka bentuk kenderaan yang lebih cekap, lebih cekap bahan api.
-
Komponen dalaman: Papan pemuka, panel pintu, dan konsol sering menggunakan ABS atau PC yang diubahsuai untuk ketahanan dan estetika.
-
Bahagian luaran: Bumper dan gril dibuat dari campuran yang teguh untuk menyerap kesan.
-
Aplikasi di bawah hayat: Bahan dengan rintangan terma dan kimia yang dipertingkatkan, seperti nilon bertetulang gentian kaca, digunakan untuk penutup enjin dan manifold pengambilan.
