Jako dostawca części plastikowych PE miałem przywilej ścisłej współpracy z tym wszechstronnym materiałem. Polietylen (PE) jest jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych na całym świecie, znanym z doskonałej odporności chemicznej, niskiego kosztu i łatwości przetwarzania. Jednak, jak każdy materiał, części plastikowe PE są wyposażone w własny zestaw ograniczeń, które są kluczowe zarówno dla producentów, jak i końcowych - użytkownicy do zrozumienia.
Ograniczenia oporności chemicznej
Podczas gdy PE jest ogólnie odporny na szeroki zakres chemikaliów, ma obcasy Achillesa. Niektóre rozpuszczalniki i chemikalia mogą mieć szkodliwy wpływ na plastikowe części PE. Na przykład rozpuszczalniki nie polarne, takie jak benzen, toluen i ksylen, mogą powodować obrzęk, a nawet rozpuszczanie PE w czasie. Wynika to z faktu, że rozpuszczalniki te mają podobne nie polarne struktury molekularne do łańcuchów węglowodorów w PE, umożliwiając im penetrację i zakłócenie macierzy polimerowej.
W zastosowaniach przemysłowych, w których występowanie na różnorodne chemikalia jest powszechne, może to być znacząca wada. Na przykład, w estrantach chemicznych, jeśli części PE są używane w obszarach, w których mają kontakt z tymi rozpuszczalnikami, ich integralność może być zagrożona, co prowadzi do wycieków, awarii i potencjalnych zagrożeń bezpieczeństwa. Przed wybraniem części PE z tworzyw sztucznych jest niezbędna ocena środowiska chemicznego. Jeśli zastosowanie obejmuje narażenie na agresywne rozpuszczalniki, można wymagać rozważenia alternatywnych materiałów o lepszej odporności chemicznej, takich jak PTFE (Polytetrafluoroetylelen).
Odporność na temperaturę
PE ma stosunkowo słabą odporność na ciepło w porównaniu z innymi tworzywami inżynierskimi. Temat topnienia polietylenu o niskiej gęstości (LDPE) wynosi około 105 - 115 ° C, podczas gdy polietylen o wysokiej gęstości (HDPE) topi się przy około 125–135 ° C. Oznacza to, że w zastosowaniach o wysokiej temperaturze części plastikowe PE mogą deformować, a nawet stopić.
W silnikach motoryzacyjnych, w których temperatury mogą osiągnąć kilkaset stopni Celsjusza, użycie części PE bezpośrednio w obszarach blisko bloku silnika lub układu wydechowego jest wykluczone. Nawet w mniej ekstremalnych przypadkach, na przykład w niektórych obudowach elektrycznych, w których ciepło jest generowane przez elementy elektroniczne, ciągłe narażenie na podwyższone temperatury może powodować, że części PE straciły swoje właściwości mechaniczne w czasie. Mogą stać się kruche, pękające lub osnowe, które mogą wpływać na ogólną wydajność i niezawodność produktu.
Z drugiej strony, w wyjątkowo niskich temperaturach PE może również stać się kruche. Poniżej temperatury przejścia szkła (około 100 ° C dla LDPE i - 140 ° C dla HDPE) łańcuchy polimerowe tracą elastyczność, a materiał staje się bardziej podatny na pękanie pod stresem. Jest to problem w zastosowaniach w zimnych klimatach, takich jak systemy hydrauliczne lub sprzęt na zewnątrz używany w obszarach polarnych.
Właściwości mechaniczne i trwałość
Chociaż PE jest do pewnego stopnia znane z wytrzymałości i odporności na uderzenie, ma ograniczenia pod względem siły mechanicznej. W porównaniu z materiałami takimi jak stal lub tworzywa inżynierskie, takie jak nylon, PE ma niższą wytrzymałość na rozciąganie i sztywność.
W zastosowaniach strukturalnych, w których zaangażowane są wysokie obciążenia i naprężenia, PE może nie być najlepszym wyborem. Na przykład w projektach budowlanych używanie części PE do obsługi ciężkich obciążeń lub jako elementów łożyska często nie jest możliwe. Stosunkowo niska sztywność PE może prowadzić do znacznego odkształcenia pod obciążeniem, co może wpływać na funkcjonalność i bezpieczeństwo struktury.
Innym aspektem trwałości jest odporność na zużycie. PE nie jest tak odporne na zużycie jak niektóre inne materiały. W aplikacjach, w których występuje znaczne tarcia lub ścieranie, na przykład w przenośnych pasach lub komponentach przesuwnych, części PE mogą szybko się zużywać. Wymaga to częstego wymiany, rosnących kosztów konserwacji i przestojów. W przypadku takich zastosowań materiały o lepszym zużyciu - odporne na właściwości, takie jakNiestandardowe formowanie wtrysku plastikowe części rękawów nylonowych, może być bardziej odpowiednią opcją.
Odporność na UV
PE jest wysoce podatne na degradację po wystawieniu na promieniowanie ultrafioletowe (UV). Światło słoneczne zawiera promienie UV, które mogą przełamać wiązania chemiczne w łańcuchach polimerowych PE, co prowadzi do procesu zwanego fotografią. Powoduje to utratę właściwości mechanicznych, takich jak zmniejszona wytrzymałość na rozciąganie i odporność na uderzenie, a także przebarwienia powierzchniowe i kruchość.
W aplikacjach zewnętrznych, takich jak meble ogrodowe, sprzęt placu zabaw lub oznakowanie zewnętrzne, brak odporności na UV w PE może być poważnym problemem. Z czasem części mogą stać się kruche i pękające, a ich wygląd może znacznie się pogorszyć. Aby zająć się tym ograniczeniem, dodatki można włączyć do PE podczas procesu produkcyjnego w celu poprawy jego odporności na promieniowanie UV. Jednak dodatki te zwiększają koszty, a ich skuteczność może zmniejszyć się z czasem.
Recykling i wpływ na środowisko
Podczas gdy PE jest materiałem nadającym się do recyklingu, proces recyklingu ma swoje wyzwania. Istnieją różne rodzaje PE (LDPE, HDPE itp.) I należy je oddzielić przed recyklingiem. W prawdziwych światowych systemach recyklingu często nie osiąga się odpowiedniego separacji, co może prowadzić do niższej jakości produktów z recyklingu.
Co więcej, szybkość recyklingu PE nie jest tak wysoka, jak mogłoby być. Znaczna ilość odpadów PE wciąż kończy się na wysypiskach lub środowisku. PE to tworzywa sztuczne naftowe, a jego produkcja zużywa dużą ilość zasobów niezmiennych. Z punktu widzenia środowiska jest to problem, szczególnie w kontekście rosnącej globalnej świadomości zrównoważonego rozwoju.
Ponadto podczas rozkładu PE w środowisku może uwolnić mikroplastyki, które są rosnącym zagrożeniem środowiskowym. Te mikroplastyki mogą wejść do łańcucha pokarmowego, potencjalnie powodując szkodę dla dzikiej przyrody i zdrowia ludzi.
Ograniczenia projektowania i przetwarzania
Jeśli chodzi o projekt, PE ma pewne ograniczenia ze względu na charakterystykę skurczania podczas procesu formowania. PE ma stosunkowo wysoki wskaźnik skurczu (około 1–3% w zależności od rodzaju i warunków przetwarzania). Może to utrudnić osiągnięcie ciasnych tolerancji wymiarowych w końcowych częściach. W aplikacjach, w których precyzyjne wymiary są krytyczne, na przykład w maszynach precyzyjnych lub urządzeniach medycznych, osiągnięcie wymaganej dokładności części PE może być trudne.
Podczas przetwarzania PE mogą wystąpić problemy takie jak wypaczanie i zlew. Wypaczanie jest spowodowane nierównomiernym chłodzeniem plastiku podczas procesu formowania, podczas gdy ślady zlewu są spowodowane skurczem materiału podczas chłodzenia. Wady te mogą wpływać na wygląd i funkcjonalność części, a w celu ich skorygowania mogą być wymagane dodatkowe etapy przetwarzania, zwiększając koszty produkcji.
Wniosek
Pomimo tych ograniczeń części plastikowe PE nadal mają szeroki zakres zastosowań ze względu na wiele zalet, takich jak niski koszt, łatwość przetwarzania i odporność chemiczna w niektórych środowiskach. Jako dostawca części plastikowych PE rozumiem znaczenie przejrzystości tych ograniczeń dla naszych klientów.
Jeśli rozważasz użycie części tworzyw sztucznych do aplikacji, kluczowe jest dokładnie ocenić, czy ograniczenia są dopuszczalne w zależności od konkretnych wymagań. Jednocześnie oferujemy również różnorodne alternatywne części tworzyw sztucznych, które mogą rozwiązać niektóre z tych ograniczeń. Na przykład,Plastikowe nylonowe części maszyny wtryskuoferują lepszą wytrzymałość mechaniczną i odporność na ciepło, aKolorowe części plastikowe OEMmoże zapewnić więcej opcji pod względem wyglądu i funkcjonalności.
Jeśli masz jakieś pytania dotyczące naszych części tworzyw sztucznych lub potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego materiału do Twojej aplikacji, jesteśmy tutaj, aby Ci pomóc. Skontaktuj się z nami, aby rozpocząć dyskusję na temat zamówień. Z niecierpliwością czekamy na współpracę z Tobą, aby znaleźć najlepsze rozwiązania dla twoich potrzeb.
Odniesienia
- „Plastics Engineering Handbook”, pod redakcją Michaela P. Sepe.
- „Polimer Science and Technology” Charlesa A. Danielsa.
- Artykuły w czasopismach na temat właściwości i zastosowań polietylenowych „Polimer Engineering and Science” oraz „Journal of Applied Polymer Science”.