La composizione chimica delle materie plastiche. Tipi di plastica

Lo smaltimento dei rifiuti della produzione di plastica dovrebbe essere effettuato presso impianti di riciclaggio in speciali impianti resistenti agli acidi, ma se esiste la possibilità di una produzione senza rifiuti, è meglio inviare i rifiuti di plastica al riciclaggio.

Puoi conoscere i problemi ambientali associati al rilascio di sostanze radioattive.

Una delle destinazioni turistiche più popolari tra i turisti russi nella regione è discussa nella nostra recensione.

L'impatto dei disastri ambientali sugli oceani del pianeta, leggi il link.

Effettuare la produzione di masse plastiche, il produttore è obbligato a stabilire un rigoroso controllo del contenuto di cloruro di vinile nell'aria sopra l'impresa. Prima di introdurre la plastica in medicina, l'economia industriale, è necessario effettuare un esame qualificato. I rifiuti dovrebbero essere riciclati e i prodotti in plastica prodotti devono essere contrassegnati con un'etichetta che vieti lo smaltimento di tali prodotti negli inceneritori convenzionali.

Rispettando i requisiti nella produzione di masse di plastica, gli imprenditori garantiranno la salute non solo di se stessi e di tutta l'umanità, ma anche dell'ambiente.

Lavorare con i bambini apre sempre molte cose nuove. Mentre preparavo il materiale per le lezioni sul mondo intorno a me, ho letto molte cose interessanti sulla Stella Polare (non sapevo nemmeno quale fosse la sua particolarità) e le dimensioni dell'Universo, la storia Olimpiadi e finalmente lei stessa ha smesso di confondere rettili e anfibi :). Ma un argomento in particolare mi ha toccato.

Di cosa è fatta la plastica

Ora stiamo studiando la sezione "economia". Studiamo piuttosto superficialmente, poiché abbiamo già toccato le professioni, la produzione del pane e questioni simili. Ma, per ricordare, abbiamo guardato diversi video (grazie a Tatyana), anche sulla produzione di plastica.

E tutto andrebbe bene. Il video è abbastanza chiaro. Ma prima io e Varvara abbiamo conosciuto il tema dell'inquinamento degli oceani del mondo e molte cose mi hanno scioccato. Non ci ho mai pensato! Mi è sempre dispiaciuto buttare via il vetro, ma non pensavo alla plastica. E molti preferiranno sorridere e rinunciare. Dopotutto, non possiamo più rifiutare la plastica.

Dove finisce la plastica...

• La plastica è un materiale innaturale per natura e quindi praticamente non si decompone. La plastica non sarà "digerita" dalla terra e non tornerà alla terra.


• I polimeri sono fatti da non rinnovabili risorsa naturale- olio e gas.


• Ogni anno vengono prodotte circa 150 milioni di tonnellate di plastica e questo volume è in aumento.


• Butteremo via quasi il 90% di quanto prodotto subito o entro pochi mesi (borse, bottiglie, pacchi, accendini, ecc.).


• I rifiuti di plastica non devono essere immagazzinati o interrati. La plastica assorbe sostanze tossiche dall'acqua, questi composti penetrano nelle acque sotterranee.


• È pericoloso bruciare i rifiuti di plastica; durante la combustione si formano gas tossici pericolosi per l'uomo e l'atmosfera.


• I rifiuti di plastica possono essere riciclati, ma solo il 5% viene riciclato e gli articoli in plastica riciclata non possono essere riciclati una terza volta, inoltre non si decompongono naturalmente. Questa è solo una piccola tregua e tranquillità. Anche se è ancora meglio.


• Plastiche "biodegradabili": nella maggior parte degli stratagemmi di marketing non esistono rifiuti di plastica perfettamente sicuri.

...in quali città

Ci sono città discariche nel mondo in cui vengono scaricati rifiuti tecnologici ed elettronici provenienti dall'Europa e dagli Stati Uniti. Le sostanze tossiche nel suolo, nell'acqua e nell'aria in questi luoghi superano tutte le norme immaginabili. Ma non lo vediamo. Abbiamo gettato la spazzatura nel sacco, caricato il sacco in macchina e ci godiamo la pulizia, la comodità e gli usa e getta. E le persone nelle discariche raramente vivono oltre i 30 anni.

Porridge di plastica degli oceani

Ma la maggior parte dei rifiuti viaggia da sola. Negli oceani del mondo ci sono cinque grandi "vortici di immondizia" in cui la corrente mondiale trasporta rifiuti di plastica. Il più grande è il Pacific Garbage Patch, o, come viene chiamato, l'Eastern Garbage Continent. Questo è un punto di sospensione di particelle di plastica grandi e piccole con un'area di circa 700 - 1,5 milioni di chilometri quadrati, contenente più di cento milioni di tonnellate di immondizia.

• In alcuni punti, c'è molte volte più plastica nell'acqua rispetto al plancton.


• La plastica non si decompone, ma si sbriciola sotto l'influenza dell'acqua e del sole e ciascuna delle sue particelle diventa tossica. Centinaia di migliaia di animali marini soffrono di avvelenamento. Alcune tossine causano disturbi ormonali.


• Le tartarughe muoiono ingoiando sacchetti di plastica che scambiano per meduse. Gli uccelli nutrono i loro pulcini con tappi di bottiglia di plastica.

È possibile vivere senza plastica

E mentre gli scienziati sono alla ricerca di modi migliori e più commercialmente fattibili per smaltire i rifiuti di plastica ed elettronici, li riforniamo ogni anno e quotidianamente. E non possiamo più rifiutarlo.

Per un bambino, tutte queste informazioni non sono ancora chiare e difficili da percepire. Ma abbiamo discusso molte domande su cosa possiamo fare nell'ambito della nostra famiglia, della nostra casa.

Ci sono molte esagerazioni nel video di apertura. L'assenza di plastica non ci riporterà all'età della pietra, ovviamente. Abbiamo sempre comprato vestiti solo di cotone e lino, i nostri mobili sono in legno, ma non possiamo rifiutare elettrodomestici, dentifricio e spazzolini, barattoli di shampoo, interruttori e prese e centinaia di altre cose che riempiono la nostra casa.

Mio marito, ad esempio, ama buttare via. Per lui, la facilità di acquistare e cambiare le cose è qualcosa come un simbolo di convenienza e ricchezza. E i miei suggerimenti, ad esempio, di non buttare via la bottiglia, ma di versare l'acqua a casa e portarla con sé, invece di ricomprare, li percepiva solo come avarizia.

Ma! alla fine, abbiamo deciso di fare a meno dei piccoli giocattoli delle sorprese Kinder e di McDonald's! Li combatto da molto tempo. Così come con i frequenti acquisti di piccoli giocattoli economici, la maggior parte dei quali non porta alcun vantaggio se non un reddito commerciale ai loro creatori. Un'enorme industria di pseudo-giocattoli finalizzata al collezionismo, acquisti costanti, che ci permettono di "ripagare" dai bambini.

Cercheremo di prestare maggiore attenzione alle alternative: giocattoli in legno e tessuto, latta e imballaggio di carta(ad esempio uova), non dimenticare di portare con te le borse al negozio, invece di una dozzina (!) Borse che vengono date nei supermercati qui, cerca di prolungare la vita delle cose e in generale tratta ogni cosa nuova che attraversa il soglia della nostra casa pensieroso.

Sì, sarà una goccia nell'oceano, o meglio nell'oceano con la spazzatura. Ma non è una scusa per non fare proprio niente.

La plasticità è la qualità principale della plastica, la sua parte integrante. Questo materiale assume molto facilmente qualsiasi forma necessaria nella forma fusa, ma quando si solidifica, davanti all'osservatore appare un solido monolite. Una miscela a base di colla e stucco può già essere considerata plastica, sebbene sia il cemento che il truciolato, e persino la cartapesta, rientrino in questa regola.

Tutti i sintetici possono anche essere chiamati plastica, ma durante la sua produzione, le fibre ultrasottili vengono attorcigliate in fili per aumentare la resistenza, dopodiché ne viene ricavato un tessuto.

La plastica oggi è uno dei materiali più popolari nella vita di tutti i giorni. Ha un peso ridotto, una resistenza relativamente elevata. Il suo unico inconveniente è la possibilità di deformazione sotto l'azione anche di basse temperature. La produzione di prodotti in plastica è un processo piuttosto complicato, nonostante la plasticità di questo materiale.

Come è nata la plastica?

Due secoli fa, gli scienziati hanno cercato con tutte le loro forze di inventare un sostituto per legni pregiati e materiali ornamentali. Pertanto, la prima plastica è stata ottenuta sulla base di sostanze organiche ad alto peso molecolare. Poi, nel 1839, Charles Goodyear, che è un chimico di alto livello che vive in America, inventò l'ebanite.

Maggior parte forma primitiva la plastica apparve nel 1855 e fu chiamata "parkesine". Si basa su polimeri naturali modificati chimicamente ed è stato scoperto dall'inventore inglese Alexander Pirksom.

Poco dopo che Pirks ottenne risultati incredibili nella sua ricerca, i chimici passarono all'utilizzo di molecole sintetiche nella produzione di materie plastiche. I primi materiali che servirono da base furono la formaldeide e il fenolo. È successo nel 1909 attraverso la sintesi. Il prodotto si chiamava "mastice di bachelite" e il suo scopritore fu Leo Endrik Bekeland.

Durante la seconda guerra mondiale, il materiale ha ricevuto il meritato sviluppo commerciale. La vita delle persone è stata distrutta e ci sono voluti molti sforzi per ripristinarla utilizzando metodi standard. La plastica è venuta in soccorso. È molto più economico dei materiali naturali conosciuti e, inoltre, è diventato il fondatore della formazione di nuove idee sul comfort domestico.

Nel mondo moderno, la plastica è diventata così diffusa da essere utilizzata persino nell'industria automobilistica. La maggior parte di questo materiale è costituita da polimeri sintetici.

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Composizione e proprietà

Ottenere plastica

Le materie plastiche sono materiali derivati ​​da polimeri sintetici o naturali (resine). Polimeri sintetizzati mediante polimerizzazione o policondensazione di monomeri in presenza di catalizzatori sotto rigorosamente definiti condizioni di temperatura e pressioni.

Cariche, stabilizzanti, pigmenti possono essere introdotti nel polimero per vari scopi, composizioni possono essere realizzate con l'aggiunta di fibre organiche e inorganiche, reti e tessuti.

Pertanto, le materie plastiche nella maggior parte dei casi sono miscele multicomponenti e materiali compositi, in cui le proprietà tecnologiche, inclusa la saldabilità, sono determinate principalmente dalle proprietà del polimero.

A seconda del comportamento del polimero durante il riscaldamento, si distinguono due tipi di plastica: i termoplastici, materiali che possono essere riscaldati ripetutamente e passare dallo stato solido a quello viscoso-fluido, e i termoplastici che possono subire questo processo solo una volta.

Caratteristiche strutturali

Le materie plastiche (polimeri) sono costituite da macromolecole nelle quali, più o meno regolarmente, si alternano grande numero gruppi atomici identici o disuguali collegati da legami chimici in lunghe catene, la cui forma distingue tra polimeri lineari, ramificati e reticolari.

Secondo la composizione delle macromolecole, i polimeri sono divisi in tre classi:

1) catene di carbonio, le cui catene principali sono costruite solo da atomi di carbonio;

2) eterocatena, nelle cui catene principali, oltre agli atomi di carbonio, sono contenuti atomi di ossigeno, azoto e zolfo;

3) polimeri organoelementi contenenti atomi di silicio, boro, alluminio, titanio e altri elementi nelle catene principali.

Le macromolecole sono flessibili e in grado di cambiare forma sotto l'influenza di moto termico loro collegamenti o campo elettrico. Questa proprietà è associata alla rotazione interna delle singole parti della molecola l'una rispetto all'altra. Senza muoversi nello spazio, ogni macromolecola è in continuo movimento, che si esprime in un cambiamento nelle sue conformazioni.

La flessibilità delle macromolecole è caratterizzata dalla dimensione di un segmento, cioè dal numero di unità in esso contenute, che, nelle condizioni di un dato effetto specifico sul polimero, si manifestano come unità cineticamente indipendenti, ad esempio nell'HDTV campo come dipoli. In base alla reazione ai campi elettrici esterni si distinguono polimeri polari (PE, PP) e non polari (PVC, poliassilonitrile). Le forze attrattive agiscono tra le macromolecole, causate dall'interazione di van der Waals, così come i legami idrogeno, l'interazione ionica. Le forze attrattive si manifestano quando le macromolecole si avvicinano l'una all'altra di 0,3-0,4 nm.

I polimeri polari e non polari (plastica) sono incompatibili tra loro - non c'è interazione (attrazione) tra le loro macromolecole, cioè non si saldano insieme.

Struttura sopramolecolare, orientamento

Secondo la struttura si distinguono due tipi di plastica: cristallina e amorfa. Nel cristallino, a differenza dell'amorfo, non si osserva solo l'ordine a corto raggio, ma anche a lungo raggio. Al passaggio da uno stato fluido viscoso a uno stato solido, le macromolecole dei polimeri cristallini formano cristalliti associativi ordinati, principalmente sotto forma di sferuliti (figura 37.1). Minore è la velocità di raffreddamento del fuso termoplastico, maggiore è la crescita delle sferuliti. Tuttavia, le regioni amorfe rimangono sempre nei polimeri cristallini. Modificando la velocità di raffreddamento è possibile controllare la struttura e, di conseguenza, le proprietà del giunto saldato.

Una netta differenza nelle dimensioni longitudinali e trasversali delle macromolecole porta alla possibilità dell'esistenza di uno stato orientato specifico dei polimeri. È caratterizzato dalla posizione degli assi delle macromolecole a catena principalmente lungo una direzione, che porta alla manifestazione dell'anisotropia nelle proprietà di un prodotto plastico. L'ottenimento di materie plastiche orientate viene effettuato dal loro disegno uniassiale (5-10 volte) nella stanza o temperatura elevata. Tuttavia, al riscaldamento (compresa la saldatura), l'effetto di orientamento diminuisce o scompare, poiché le macromolecole assumono nuovamente le configurazioni (conformazioni) termodinamicamente più probabili a causa dell'elasticità entropica dovuta al moto dei segmenti.

Reazione delle materie plastiche al ciclo termomeccanico

Tutti i termoplastici tecnici temperature normali sono allo stato solido (cristallino o vetrificato). Al di sopra della temperatura di transizione vetrosa (T st), la plastica amorfa passa in uno stato elastico (simile alla gomma). Con ulteriore riscaldamento al di sopra della temperatura di fusione (T pl), i polimeri cristallini passano in uno stato amorfo. Al di sopra del punto di scorrimento T T, sia la plastica cristallina che quella amorfa passano in uno stato viscoso Tutti questi cambiamenti di stato sono generalmente descritti da curve termomeccaniche (Fig. 37.2), che sono le caratteristiche tecnologiche più importanti della plastica. La formazione di un giunto saldato avviene nell'intervallo dello stato duttile dei termoplastici. I termoplastici, se riscaldati sopra T T, subiscono processi radicali e, a differenza dei termoplastici, formano reti polimeriche spaziali che non sono in grado di interagire senza la loro distruzione, il che richiede l'uso di speciali additivi chimici.

Materie plastiche di base per strutture saldate

I tecnopolimeri più comuni sono un gruppo di termoplastici a base di poliolefine: polietilene di alta qualità e bassa pressione, polipropilene, poliisobutilene.

Polietilene [..-CH 2 -CH 2 -...] n alta e bassa pressione - termoplastici cristallini, diversi tra loro per resistenza, rigidità e punto di scorrimento. Il polipropilene [-CH 2 -CH(CH 3)-] n è più resistente alla temperatura del polietilene e ha maggiore resistenza e rigidità.

Vengono utilizzati volumi significativi di plastica contenente cloro a base di polimeri e copolimeri di cloruro di vinile e cloruro di vinilidene.

PVC(PVC) [-(CH 2 -CHCl-)] n - un polimero amorfo di struttura lineare, nello stato iniziale è un materiale rigido, quando viene aggiunto un plastificante, un materiale molto plastico e ben saldato può essere ottenuto - un composto plastico. Da PVC rigido - plastica vinilica - vengono realizzati fogli, tubi, barre e da composti plastici - film, tubi e altri prodotti. Anche i materiali espansi (polistireni) sono realizzati in PVC.

Un gruppo significativo di polimeri e materie plastiche basati su di essi sono poliammidi contenente gruppi ammidici [-CO-H-] nella catena delle macromolecole. Si tratta per lo più di termoplastici cristallini con un punto di fusione ben definito. L'industria nazionale produce principalmente poliammidi alifatiche utilizzate per la produzione di fibre, la fusione di parti di macchine e film. Le poliammidi includono, in particolare, il noto policaprolattame e la polamide-66 (nylon).

Il politetrafluoroetilene-fluorolone-4 (fluoroplasto 4) ha ricevuto la massima popolarità dal gruppo dei fluoroloni. A differenza di altri termoplastici, quando riscaldato, non si trasforma in uno stato viscoso anche a una temperatura di degradazione (circa 415 ° C), pertanto la sua saldatura richiede trucchi speciali. Allo stato attuale, l'industria chimica ha dominato la produzione di fluoroloni fusibili ben saldati; F-4M, F-40, F-42, ecc. Le strutture saldate in plastica contenente fluoro hanno una resistenza eccezionalmente elevata agli ambienti aggressivi e possono sopportare carichi di lavoro in un ampio intervallo di temperature.

Sulla base di acido acrilico e metacrilico vengono prodotti plastica acrilica. Il derivato più noto basato su di essi in pratica è la plastica in polimetilmetacrilato (marchio "Plexiglas"). Queste materie plastiche altamente trasparenti sono utilizzate come prodotti conduttori di luce (sotto forma di fogli, barre, ecc.) Hanno trovato impiego anche copolimeri di metilmetacrilato e acrilonitrile, che hanno maggiore resistenza e durezza. Tutte le materie plastiche di questo gruppo sono ben saldate.

Un gruppo di materie plastiche basato su polistirolo. Questo termoplastico lineare è altamente saldabile a caldo.

Per la fabbricazione di strutture saldate, i copolimeri di stirene con metilstirene, acrilonitrile, metilmetacrilato e, in particolare, plastica acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) sono utilizzati principalmente nell'industria elettrica. Questi ultimi differiscono dal polistirene fragile per una maggiore resistenza agli urti e resistenza al calore.

In strutture saldate, materie plastiche a base di policarbonati- poliesteri dell'acido carbonico. Hanno una viscosità del fuso più elevata rispetto ad altri materiali termoplastici, ma saldano in modo soddisfacente. Ne derivano pellicole, lastre, tubi e varie parti, comprese quelle decorative. Caratteristiche peculiari sono elevate proprietà dielettriche e di polarizzazione.

Sagomatura di parti in plastica

I termoplastici vengono forniti per la lavorazione in granuli da 3-5 mm. I principali processi tecnologici per la fabbricazione di semilavorati e parti da essi sono: estrusione, fusione, pressatura, calandratura, prodotti nell'intervallo di temperatura dello stato di flusso viscoso.

Le tubazioni in polietilene e cloruro di polivinile vengono utilizzate per trasportare prodotti aggressivi, inclusi petrolio e gas contenenti idrogeno solforato e anidride carbonica e reagenti chimici (non aromatici) nella produzione chimica. Serbatoi e serbatoi per il trasporto di acidi e alcali, bagni di decapaggio e altri recipienti sono rivestiti con fogli di plastica, collegati mediante saldatura, sigillatura con composto plastico di ambienti contaminati da isotopi, rivestimento di pavimenti con linoleum mediante saldatura. Conservazione prodotti alimentari in tubi, scatole e barattoli, imballaggi di merci e pacchi postali bruscamente accelerato con l'uso della saldatura.

Parti di costruzione di macchine. Nell'ingegneria chimica vengono saldati corpi e pale di vari tipi di miscelatori, corpi e rotori di pompe per il pompaggio di fluidi aggressivi, filtri, cuscinetti e guarnizioni in fluoroplastica, apparecchi di illuminazione sono saldati in polistirene, ingranaggi non conduttivi, rulli, giunti, le aste sono in nylon, i cuscinetti non lubrificati sono in fluorolon, i dislocatori di carburante, ecc.

Valutazione della saldabilità delle materie plastiche

Fasi principali del processo di saldatura

Il processo di saldatura dei termoplastici consiste nell'attivare le parti da saldare, o già a contatto (), o messe a contatto dopo (, ecc.) o contemporaneamente all'attivazione (, saldatura ad ultrasuoni).

A stretto contatto degli strati attivati, dovrebbero essere realizzate le forze dell'interazione intermolecolare.

Durante la formazione di giunti saldati (durante il raffreddamento), si verifica la formazione di strutture supramolecolari nella saldatura, nonché lo sviluppo di campi di autosollecitazione e il loro rilassamento. Questi processi concorrenti determinano le proprietà finali del giunto saldato. Il compito tecnologico della saldatura è avvicinare il più possibile le proprietà della cucitura all'originale: il materiale di base.

Il meccanismo di formazione dei giunti saldati

Concetto reologico. Secondo il concetto reologico, il meccanismo di formazione di un giunto saldato comprende due fasi: a livello macroscopico e microscopico. Quando le superfici attivate dalla pressione delle parti da unire vengono avvicinate sotto pressione a causa delle deformazioni di taglio, si verifica il flusso del polimero fuso. Di conseguenza, gli ingredienti che impediscono l'avvicinamento e l'interazione delle macromolecole giovanili vengono rimossi dalla zona di contatto (gas, strati intermedi ossidati vengono evacuati). A causa della differenza nelle velocità di scorrimento del fuso, non è esclusa la miscelazione dei macrovolumi del fuso nella zona di contatto. Solo dopo la rimozione o la distruzione degli strati difettosi nella zona di contatto, quando le macromolecole giovanili si avvicinano alla distanza di azione delle forze di van der Waals, si verifica l'interazione (sequestro) tra le macromolecole degli strati delle superfici delle parti da unire . Questo processo autoesivo si verifica a livello micro. È accompagnato da interdiffusione di macromolecole dovute al potenziale energetico e alla non uniformità del gradiente di temperatura nell'area delle superfici da saldare.

Quindi, per formare un giunto saldato di due superfici, è necessario innanzitutto garantire il flusso del fuso in questa zona.

Il flusso del fuso nella zona di saldatura dipende dalla sua viscosità: minore è la viscosità, più attivamente si verificano deformazioni di taglio nel fuso - la distruzione e la rimozione di strati difettosi sulle superfici di contatto, minore è la pressione da applicare per collegare il parti.

La viscosità del fuso, a sua volta, dipende dalla natura della plastica (peso molecolare, ramificazione delle macromolecole polimeriche) e dalla temperatura di riscaldamento nell'intervallo di viscosità. Pertanto, la viscosità può servire come uno dei segni che determinano la saldabilità di una plastica: più bassa è nell'intervallo di flusso viscoso, migliore è la saldabilità e, viceversa, maggiore è la viscosità, più difficile è distruggere e rimuovere dalla zona di contatto gli ingredienti che impediscono l'interazione delle macromolecole. Tuttavia, il riscaldamento per ciascun polimero è limitato da una certa temperatura di distruzione T d, al di sopra della quale si verifica la sua decomposizione - distruzione. I termoplastici differiscono nei valori limite dell'intervallo di temperatura della viscosità, ovvero tra la loro temperatura di flusso T T e la distruzione T d (Tabella 37.2).

Classificazione dei termoplastici in base alla loro saldabilità. Più ampia è la gamma di viscosità termoplastica (Fig. 37.3), più facile è in pratica ottenere un giunto saldato di alta qualità, poiché le deviazioni di temperatura nella zona di saldatura si riflettono meno sulla viscosità. Insieme all'intervallo del flusso viscoso e al livello minimo dei valori di viscosità in esso, il gradiente di variazione della viscosità in questo intervallo svolge un ruolo significativo nei processi reologici durante la formazione di una saldatura. Come indicatori quantitativi della saldabilità vengono presi: l'intervallo di temperatura della duttilità ΔT, il valore minimo della viscosità η min e il gradiente di variazione della viscosità in questo intervallo.

Per saldabilità, tutte le materie plastiche termoplastiche possono essere suddivise in quattro gruppi in base a questi indicatori (Tabella 37.3).

La saldatura di plastica termoplastica è possibile se il materiale passa allo stato di fusione viscosa, se il suo intervallo di temperatura del flusso viscoso è sufficientemente ampio e il gradiente di variazione della viscosità in questo intervallo è minimo, poiché l'interazione delle macromolecole nella zona di contatto avviene lungo un confine con la stessa viscosità.

Nel caso generale la temperatura di saldatura viene assegnata in base all'analisi della curva termomeccanica della plastica da saldare, la portiamo 10-15° al di sotto di T d, la pressione viene presa in modo tale da evacuare il fuso dello strato superficiale in una sbavatura o distruggerla, in base alla profondità di penetrazione specifica e agli indicatori termofisici del materiale saldato. Il tempo di permanenza t CB è determinato in base al raggiungimento di uno stato quasi stazionario di riflusso e penetrazione, o dalla formula

dove t 0 è una costante avente la dimensione del tempo e dipendente dallo spessore del materiale da unire e dal metodo di riscaldamento; Q è l'energia di attivazione; R è la costante dei gas; T - temperatura di saldatura.

Nella valutazione sperimentale della saldabilità delle materie plastiche, l'indicatore fondamentale è la resistenza a lungo termine del giunto saldato operante in condizioni specifiche rispetto al materiale di base.

I campioni punzonati da un giunto saldato vengono testati per la tensione uniassiale. In questo caso, il fattore tempo è modellato dalla temperatura, ovvero viene utilizzato il principio della sovrapposizione temperatura-tempo, basato sul presupposto che a una data sollecitazione, la relazione tra resistenza a lungo termine e temperatura non sia ambigua (metodo Larson-Miller ).

Metodi per migliorare la saldabilità

Schemi del meccanismo di formazione dei giunti saldati nei termoplastici. Un aumento della loro saldabilità può essere effettuato ampliando l'intervallo di temperatura del flusso viscoso, intensificando la rimozione degli ingredienti o distruggendo gli strati difettosi nella zona di contatto che impediscono l'avvicinamento e l'interazione delle macromolecole giovanili.

Sono possibili diversi modi:

introduzione di un additivo nella zona di contatto in caso di quantità insufficiente di fuso (durante la saldatura di film rinforzati), durante la saldatura di termoplastici diversi, l'additivo nella composizione deve avere un'affinità per entrambi i materiali saldati;

introdurre un solvente o un additivo più plastificato nella zona di saldatura;

miscelazione forzata del fuso nella giunzione spostando le parti da unire non solo lungo la linea ribaltata, ma anche alternando attraverso la giunzione di 1,5-2 mm o applicando vibrazioni ultrasoniche. L'attivazione nella zona di contatto di miscelazione allo stato fuso può essere eseguita dopo che i bordi uniti sono stati fusi con un utensile riscaldante avente una superficie scanalata. Le proprietà del giunto saldato possono essere migliorate successivamente trattamento termico connessioni. In questo caso, non solo vengono rimosse le sollecitazioni residue, ma è possibile correggere la struttura nella giunzione e nella zona termicamente alterata, specialmente nei polimeri cristallini. Molte delle misure delineate avvicinano le proprietà dei giunti saldati alle proprietà del materiale di base.

Quando si saldano materie plastiche orientate, al fine di evitare la perdita della loro resistenza dovuta al riorientamento al riscaldamento allo stato viscoso del polimero, viene utilizzata la saldatura chimica, ovvero un processo in cui si realizzano legami radicali (chimici) tra macromolecole nel zona di contatto. La saldatura chimica viene utilizzata anche quando si uniscono termoindurenti, le cui parti non possono passare allo stato viscoso durante il riscaldamento. Per avviare reazioni chimiche, vari reagenti vengono introdotti nella zona di giunzione durante tale saldatura, a seconda del tipo di plastica da unire. Il processo di saldatura chimica, di norma, viene eseguito riscaldando il luogo di saldatura.

Volchenko V.N. Saldatura e materiali saldati v.1. -M. 1991