برگردان: مهندس فاطمه جعفريان
خلاصه
نياز به كاهش حدس و خطا در طراحي محصول، به ويژه محصولات پلاستيكي و بيش از آن زيست پلاستيك¬ها همواره احساس شده است. بهينه¬سازي نقاط ضعيف اجتناب¬ناپذير در محصولات قالبگيري شده به روش تزريق مانند خط جوش از موضوعات مهم و اساسي به شمار مي¬رود. در اين مقاله خواص مهم يك پلي¬هيدروكسي بوتيرات (PHB) پر شده با چوب و يك پلي¬استايرن با خواص عمومي، براي مقايسه مورد بررسي قرار گرفتند. نمونه¬هاي تهيه شده از محصولات قالب¬گيري شده پلي هيدروكسي بوتيرات، استحكام ضربه نسبتاً بهتري در مناطق مرزي جوش از خود نشان دادند. در اين كار تنظيمات مشخصي در قالب¬گيري تزريقي اعمال شد كه باعث كاهش استحكام ضربه در مناطق خالص محصول اما بهبود خواص جوش قطعه گرديد.
معرفي
استفاده از زيست¬پلاستيك¬ها، به رغم محدوديت¬هاي آن، به سرعت در حال رشد است. بخش اعظمي از اين رشد در دهه هاي اخير به كاربردهاي بسته¬بندي به خصوص زرورق¬هاي(foils) پلاستيكي و محصولات با عمر كوتاه كه داراي قابليت بازيافت فوري هستند، اختصاص يافته است. كاربردهاي زيست¬پلاستيك¬هاي قالبگيري شده به روش تزريق تا كنون زياد نبوده كه بخشي از آن به علت عدم امكان توليد آن¬ها با حجم بالا در قالب¬گيري تزريقي كه توليد در مقياس بالا از ويژگي¬هاي متعارف آن است، مي¬باشد.
هدف يكي از برنامه¬هاي تحقيقاتي مهندسي طراحي صنعتي دانشكده Delft، بهبود راهبردها و روش-هاي طراحي مهندسي محصولات قابل اطمينان و با دوام است كه در اين روش¬ها بر موقعيت¬هايي كه توسط مواد و فناوری¬هاي جديد پيشنهاد شده و داراي نوآوري هستند، تمركز دارد. در بخشي از اين برنامه فعاليت¬هاي تحقيقاتي متعددي انجام شده است كه يكي از اين فعاليت¬ها بررسي كاربردهاي بالقوه بعضي از زيست¬پلاستيك¬ها و ساير مواد جديد براي محصولات قالبگيري شده به روش تزريق مي¬باشد. قالب¬هاي كمي براي كارهاي آزمايشگاهي در دسترس بود كه يكي از اين قالب¬ها مربوط به قطعه¬اي داراي خط جوش بود.
مزاياي مواد جديد زماني به طور كامل در محصولات قابل دستيابي است كه نقاط ضعيف مانند خطوط جوش در محصولات قالبگيري تزريقي به راحتي قابل رديابي باشند. براي برخي پلاستيك¬هاي گرمانرم خطوط جوش به علت تاثير بر كيفيت، بسيار حياتي و مهم هستند. بنابراين، مطالعه اثرات تغيير تنظيمات قالبگيري تزريقي همراه با آزمايش¬هاي مكانيكي، در بهبود طراحي راهبردهايي براي قالبگيري تزريقي محصولات زيست پلاستيك مفيد خواهد بود.
اين مقاله گزارشي از نتايج بدست آمده از يك پلي¬هيدروكسي بوتيرات خالص (PHB) و يك PHB پر شده با چوب را ارائه مي دهد. اين كار يك پروژه تحقيقاتي معتبر دوره کارشناسی است كه توسط Dijken و Lobke van Erve انجام شده است.
زمينه
پلاستيك¬هاي پايه نفتي از جمله مواد آلي محسوب مي¬شوند. سرعت توليد و از كار افتادگي آنها همچون ساير مواد آلي طبيعي عموماً در تعادل با هم نيست. اكثر جوامع توانايي مقابله با اين عدم تعادل را ندارند كه نشانه آن هم حجم بالاي ضايعات محصولات دور انداختني است. از راه¬هاي ممكن براي هماهنگ كردن سرعت توليد و از كار افتادگي پلاستيك¬ها، استفاده از خاصيت¬ زيست¬تخريب¬پذيري است كه در اكثر مواد پلاستيكي قابل دسترس مي¬باشد. نكته مهم ديگري كه كشف ساير كاربردهاي زيست¬پلاستيك¬ها را الزامي مي¬كند، عدم قطعيت در مورد امكان تهيه نفت در آينده و قيمت بالاي آن براي كشورهاي وارد كننده نفت مي¬باشد.
عوامل لازم براي موفق بودن محصولات زيست پلاستيك شامل فرآيندپذيري، پيش¬بيني¬پذيري و دستيابي به خواص مطلوب محصول بر اساس ويژگي¬هاي ماده و پارامترهاي فرآيند، پايداري ماده در طول عمر خود و زيست¬تخريب¬پذيري سريع محصول بعد از پايان طول عمر آن مي¬باشد.
لازم به ذكر است مواد زيست¬پايه از منابع تجديدپذير بدست مي¬آيند اما عموماً اين مواد نياز دارند تا به مواد مناسب جهت تهيه محصول تبديل شوند. مواد زيست¬تخريب¬پذير و مواد بر پايه منابع تجديدپذير دو دسته متفاوت هستند كه هميشه هم با يكديگر مشترك نيستند.
سرعت تخريب يك محصول تنها به توانايي زيست¬تخريب¬پذيري ماده بستگي ندارد بلكه به شكل هندسي محصول نيز بستگي دارد چه زيست¬تخريب¬پذيري از طریق سطوح محصول عمل مي¬كند.
قالبگيري تزريقي PHBPHB يك ماده كاملاً زيست¬تخريب¬پذير است كه پايه آن نيز به طور كامل منابع تجديدپذير هستند. اين ماده محل تجمع بالاي باكتري¬ها و جلبك¬ها مي¬باشد. PHB در حالت مصنوعي بر خلاف حالت طبيعي، داراي بلورينگي بالا است.
بازه قالبگيري PHB تقريباً باريك بوده و براي جلوگيري از شكننده شدن و رسيدن به خواص مورد قبول، فرآيند ذوب و پارامترهاي فرآيندي خاصي مورد نياز است. به حداقل رساندن اثر تركيبي زمان باقي ماندن و دماهاي افزايش يافته در سیلندر (در دستگاه قالبگيري تزريقي) از مسائل ضروري است كه به كمك يك توالی دمايي معكوس قابل دستيابي است.
خطوط جوش
خطوط جوش هنگامي ايجاد مي¬شوند كه در حين قالبگيري دو جريان مذاب همگرا شده يا به هم بپيوندند. محدوده خط جوش يك محصول ممكن است به علت نفوذ محدود زنجيرهاي مولكولي از عرض فصل مشترك (به ويژه نزديك سطح سرد)، تمركز تنش در انتهاي شكاف¬هاي V- شكل در سطوح محصول و آرايش يافتگي مختلف درشت¬مولكول¬ها نزديك خطوط جوش كه توسط جريان منبع در جلو مذاب ايجاد شده، از نظر مكانيكي ضعيف شود.
براي مواد بي¬ريخت يا مواد با درصد بي¬ريختي زیاد، استحكام خط جوش ممكن است با افزایش دماهاي ذوب و گرانروی¬ مذاب نزديك پوسته در محدوده خط جوش بیفزاید.
براي پلاستيك¬هاي گرمانرم بلوري درجه بلورينگي اثر مهمي بر خواص خط جوش دارد زيرا خط جوش از رشد بلورها ممانعت نمي¬كند بلكه ممكن است در جهت عمود بر جريان مذاب آن را رشد نیز بدهد. هر چه مقدار بلورينگي بيشتر باشد، خط جوش كمتر ضعيف مي¬شود.
ولی به هر حال خط جوش برای موادی که به مرور ترد می¬شوند و یا تقویت¬کننده¬های میکرونی دارند یک نگرانی است.
بخش تجربي
قسمتي از قطعه كه داراي خط جوش است. با مونتاژ چهار يا پنج بخش داراي خط جوش مي¬توان يك سيني حمل فنجان قهوه ساخت. مواد مورد استفاده براي قالبگيري اين قسمت، پلي¬استايرن با خواص عمومي، گونه 638 توليد شركت Dow، به عنوان مرجع، PHB گونه P226 ساخت شركت Biomer و يك گونه آزمايشگاهي P226 كه با 25% الياف چوب پر شده و نقش الياف در آن هسته¬سازي برای بلورينگي است، مي¬باشد.
قالبگيري PHB پر شده با الياف چوب تا حدودي چالش برانگيز بود چون گرماي ورودي از سیلندر در دستگاه تزريق آنقدر مناسب نبود تا بتواند از بيش¬گرم شدن چوب جلوگيري كند و هم¬زمان دماهاي کم نيز قادر به پر كردن مناسب قالب براي اين قالب ويژه با ورودي¬هاي باريك نیستند. مقدار مواد براي آزمايش¬هاي بيشتر و گسترده¬تر كافي نبود در نتيجه خواص مواد قالبگيري شده ممكن است بهينه نباشد.
قالبگيري PHBخالص مشكلات كمتري داشت با وجود آن¬كه بيش گرم شدن مذاب به خصوص در دورهاي شروع اتفاق افتاد.
نمونه¬هاي گرفته شده از قطعات، با دستگاه آزمون ضربه پاندولي با حداكثر انرژي شكست معادل با J4 آزمايش شدند. شكل2، مكان¬هايي كه نمونه¬هاي به كار رفته در آزمون ضربه از آن انتخاب شده¬اند (چپ) و محل قرارگيري نمونه¬ها در دستگاه آزمون ضربه براي ضربه زدن به كناره¬ها (راست) را نشان مي¬دهد. ده نمونه براي هر كدام از تنظيمات پارامترهاي قالب و تركيب مواد، با خط جوش و بدون آن، مورد آزمون قرار گرفتند.
نتايج
استحكام ضربه متوسط براي تنظيمات مختلف تركيب مواد و پارامترهاي قالبگيري، هم با خط جوش و هم بدون آن، در شكل 3 خلاصه شده است. شكل 4، محدوده¬هاي اطمينان 95%را براي اكثر نتايج آزمون ضربه و محدوده¬هاي اطمينان 68% را براي حالاتي كه محدوده¬هاي اطمينان 95% قادر به تمايز اختلافات نيست، نشان مي¬دهد.
براي نمونه¬هاي PS تنها تفاوت چشمگير بين اثرات پارامترهاي قالبگيري، همان¬طور كه از محدوده¬هاي اطمينان 95% نتيجه گرفته شد، با تنظيم دماهاي بالاتر نرم شدن پلاستيك به وجود آمد. براي خط جوش همان طور كه انتظار مي¬رفت دماهاي نرم شدن بالاتر مطلوب بوده در حالي¬كه اين دماي زیاد براي نمونه¬هاي بدون خط جوش به دليل آرايش يافتگي مولكولي كمتر در جهت كشش، نامطلوب است.
براي نمونه هاي PHB، براي داشتن استحكام بالاتر خط جوش، سرعت تزريق كمتر مطلوب¬تر است. در محدوده هاي اطمينان 95%، هيچ تمايز چشمگيري بين ساير تنظيمات قالبگيري ايجاد نشد. نمونه-هاي بدون خط جوش، نمونه¬هاي با فشار تزريق بالاتر و نمونه¬هاي با دماي سردتر قالب، كمترين استحكام ضربه را در كمترين سرعت تزريق نشان دادند. تفاوت زيادي بين اين سه تنظيم وجود نداشت.
به خوبي قابل مشاهده است كه الياف چوب باعث كاهش استحكام ضربه شدند. اين كاهش چشمگير نيست اما براي استحكام ضربه خط جوش، تعيين كننده بلورينگي افزايش يافته در عرض خط جوش است. حتي محدوده¬هاي اطمينان 68% براي نمونه¬هاي پر شده با چوب به نسبت پهن بوده و هيچ اثر قابل توجهي از پارامترهاي قالبگيري قابل تشخيص نبود.
نمونه¬هاي پر نشده PHB، استحكام ضربه فوق العاده¬اي نسبت به نمونه هاي PS نشان دادند كه اكثر اين نمونه¬ها بدون خط جوش و تعداد كمي هم با خط جوش بودند. تقريباً همه PHBهاي پر شده با چوب مقادير استحكام ضربه مشابه با نمونه¬هاي PS داشتند.
نكات مهم
مهم¬ترين نتايج كارهاي آزمايشگاهي انجام شده عبارتند از:
• PHB خالص استحكام ضربه بهتري نسبت به PS دارد حتي در خط جوش
• تنظيمات قالبگيري براي بهترين استحكام ضربه خط جوش هم در PS و هم در PHB، كمترين استحكام ضربه را در ساير مناطق موجب مي¬شود.
• عامل خط جوش براي اين شكل و نوع آزمون، براي PHB كمتر است (در حدود 3/0-2/0براي PHB و در مقابل 55/0-2/0 براي PS).
• برخي نتايج بدست آمده با PHB خالص ممكن است به دليل بيش گرم شدن الياف چوب در حين قالبگيري تزريقي كمتر از حد قابل دسترس باشد.
• نتايج بدست آمده با PHB پر شده با الياف چوب به علت بيش گرم شدن اين الياف در حين قالبگيري تزريقي احتمالاً كمتر از مقادير قابل دستيابي است.
• وجود الياف چوب در PHB استحكام ضربه را كاهش مي دهد.
• براي PHB پر شده با الياف چوب، هيچ اثر مهمي از تنظيمات قالبگيري مشاهده نشد (ممكن است فرآيند بهينه نشده غالب بوده باشد).
• الياف چوب در PHB بلورينگي را افزايش مي دهد (كاهش كمتر استحكام خط جوش).
واژه نامه
زيست پلاستيك Bioplastic
پلي هيدروكسي بوتيرات Poly-hydroxybutyrate(PHB)
خط جوش Weld line پلاستيك پايه نفتي Oil-basedplastic
منابع تجديدپذير Renewable resources
زيست¬تخريب¬پذيري Biodegradation
بي¬ريختAmorphous
نيمه بلوري Semi-crystalline
محدوده اطمينان Confidence interval
ايران پليمر
خلاصه
نياز به كاهش حدس و خطا در طراحي محصول، به ويژه محصولات پلاستيكي و بيش از آن زيست پلاستيك¬ها همواره احساس شده است. بهينه¬سازي نقاط ضعيف اجتناب¬ناپذير در محصولات قالبگيري شده به روش تزريق مانند خط جوش از موضوعات مهم و اساسي به شمار مي¬رود. در اين مقاله خواص مهم يك پلي¬هيدروكسي بوتيرات (PHB) پر شده با چوب و يك پلي¬استايرن با خواص عمومي، براي مقايسه مورد بررسي قرار گرفتند. نمونه¬هاي تهيه شده از محصولات قالب¬گيري شده پلي هيدروكسي بوتيرات، استحكام ضربه نسبتاً بهتري در مناطق مرزي جوش از خود نشان دادند. در اين كار تنظيمات مشخصي در قالب¬گيري تزريقي اعمال شد كه باعث كاهش استحكام ضربه در مناطق خالص محصول اما بهبود خواص جوش قطعه گرديد.
معرفي
استفاده از زيست¬پلاستيك¬ها، به رغم محدوديت¬هاي آن، به سرعت در حال رشد است. بخش اعظمي از اين رشد در دهه هاي اخير به كاربردهاي بسته¬بندي به خصوص زرورق¬هاي(foils) پلاستيكي و محصولات با عمر كوتاه كه داراي قابليت بازيافت فوري هستند، اختصاص يافته است. كاربردهاي زيست¬پلاستيك¬هاي قالبگيري شده به روش تزريق تا كنون زياد نبوده كه بخشي از آن به علت عدم امكان توليد آن¬ها با حجم بالا در قالب¬گيري تزريقي كه توليد در مقياس بالا از ويژگي¬هاي متعارف آن است، مي¬باشد.
هدف يكي از برنامه¬هاي تحقيقاتي مهندسي طراحي صنعتي دانشكده Delft، بهبود راهبردها و روش-هاي طراحي مهندسي محصولات قابل اطمينان و با دوام است كه در اين روش¬ها بر موقعيت¬هايي كه توسط مواد و فناوری¬هاي جديد پيشنهاد شده و داراي نوآوري هستند، تمركز دارد. در بخشي از اين برنامه فعاليت¬هاي تحقيقاتي متعددي انجام شده است كه يكي از اين فعاليت¬ها بررسي كاربردهاي بالقوه بعضي از زيست¬پلاستيك¬ها و ساير مواد جديد براي محصولات قالبگيري شده به روش تزريق مي¬باشد. قالب¬هاي كمي براي كارهاي آزمايشگاهي در دسترس بود كه يكي از اين قالب¬ها مربوط به قطعه¬اي داراي خط جوش بود.
مزاياي مواد جديد زماني به طور كامل در محصولات قابل دستيابي است كه نقاط ضعيف مانند خطوط جوش در محصولات قالبگيري تزريقي به راحتي قابل رديابي باشند. براي برخي پلاستيك¬هاي گرمانرم خطوط جوش به علت تاثير بر كيفيت، بسيار حياتي و مهم هستند. بنابراين، مطالعه اثرات تغيير تنظيمات قالبگيري تزريقي همراه با آزمايش¬هاي مكانيكي، در بهبود طراحي راهبردهايي براي قالبگيري تزريقي محصولات زيست پلاستيك مفيد خواهد بود.
اين مقاله گزارشي از نتايج بدست آمده از يك پلي¬هيدروكسي بوتيرات خالص (PHB) و يك PHB پر شده با چوب را ارائه مي دهد. اين كار يك پروژه تحقيقاتي معتبر دوره کارشناسی است كه توسط Dijken و Lobke van Erve انجام شده است.
زمينه
پلاستيك¬هاي پايه نفتي از جمله مواد آلي محسوب مي¬شوند. سرعت توليد و از كار افتادگي آنها همچون ساير مواد آلي طبيعي عموماً در تعادل با هم نيست. اكثر جوامع توانايي مقابله با اين عدم تعادل را ندارند كه نشانه آن هم حجم بالاي ضايعات محصولات دور انداختني است. از راه¬هاي ممكن براي هماهنگ كردن سرعت توليد و از كار افتادگي پلاستيك¬ها، استفاده از خاصيت¬ زيست¬تخريب¬پذيري است كه در اكثر مواد پلاستيكي قابل دسترس مي¬باشد. نكته مهم ديگري كه كشف ساير كاربردهاي زيست¬پلاستيك¬ها را الزامي مي¬كند، عدم قطعيت در مورد امكان تهيه نفت در آينده و قيمت بالاي آن براي كشورهاي وارد كننده نفت مي¬باشد.
عوامل لازم براي موفق بودن محصولات زيست پلاستيك شامل فرآيندپذيري، پيش¬بيني¬پذيري و دستيابي به خواص مطلوب محصول بر اساس ويژگي¬هاي ماده و پارامترهاي فرآيند، پايداري ماده در طول عمر خود و زيست¬تخريب¬پذيري سريع محصول بعد از پايان طول عمر آن مي¬باشد.
لازم به ذكر است مواد زيست¬پايه از منابع تجديدپذير بدست مي¬آيند اما عموماً اين مواد نياز دارند تا به مواد مناسب جهت تهيه محصول تبديل شوند. مواد زيست¬تخريب¬پذير و مواد بر پايه منابع تجديدپذير دو دسته متفاوت هستند كه هميشه هم با يكديگر مشترك نيستند.
سرعت تخريب يك محصول تنها به توانايي زيست¬تخريب¬پذيري ماده بستگي ندارد بلكه به شكل هندسي محصول نيز بستگي دارد چه زيست¬تخريب¬پذيري از طریق سطوح محصول عمل مي¬كند.
قالبگيري تزريقي PHBPHB يك ماده كاملاً زيست¬تخريب¬پذير است كه پايه آن نيز به طور كامل منابع تجديدپذير هستند. اين ماده محل تجمع بالاي باكتري¬ها و جلبك¬ها مي¬باشد. PHB در حالت مصنوعي بر خلاف حالت طبيعي، داراي بلورينگي بالا است.
بازه قالبگيري PHB تقريباً باريك بوده و براي جلوگيري از شكننده شدن و رسيدن به خواص مورد قبول، فرآيند ذوب و پارامترهاي فرآيندي خاصي مورد نياز است. به حداقل رساندن اثر تركيبي زمان باقي ماندن و دماهاي افزايش يافته در سیلندر (در دستگاه قالبگيري تزريقي) از مسائل ضروري است كه به كمك يك توالی دمايي معكوس قابل دستيابي است.
خطوط جوش
خطوط جوش هنگامي ايجاد مي¬شوند كه در حين قالبگيري دو جريان مذاب همگرا شده يا به هم بپيوندند. محدوده خط جوش يك محصول ممكن است به علت نفوذ محدود زنجيرهاي مولكولي از عرض فصل مشترك (به ويژه نزديك سطح سرد)، تمركز تنش در انتهاي شكاف¬هاي V- شكل در سطوح محصول و آرايش يافتگي مختلف درشت¬مولكول¬ها نزديك خطوط جوش كه توسط جريان منبع در جلو مذاب ايجاد شده، از نظر مكانيكي ضعيف شود.
براي مواد بي¬ريخت يا مواد با درصد بي¬ريختي زیاد، استحكام خط جوش ممكن است با افزایش دماهاي ذوب و گرانروی¬ مذاب نزديك پوسته در محدوده خط جوش بیفزاید.
براي پلاستيك¬هاي گرمانرم بلوري درجه بلورينگي اثر مهمي بر خواص خط جوش دارد زيرا خط جوش از رشد بلورها ممانعت نمي¬كند بلكه ممكن است در جهت عمود بر جريان مذاب آن را رشد نیز بدهد. هر چه مقدار بلورينگي بيشتر باشد، خط جوش كمتر ضعيف مي¬شود.
ولی به هر حال خط جوش برای موادی که به مرور ترد می¬شوند و یا تقویت¬کننده¬های میکرونی دارند یک نگرانی است.
بخش تجربي
قسمتي از قطعه كه داراي خط جوش است. با مونتاژ چهار يا پنج بخش داراي خط جوش مي¬توان يك سيني حمل فنجان قهوه ساخت. مواد مورد استفاده براي قالبگيري اين قسمت، پلي¬استايرن با خواص عمومي، گونه 638 توليد شركت Dow، به عنوان مرجع، PHB گونه P226 ساخت شركت Biomer و يك گونه آزمايشگاهي P226 كه با 25% الياف چوب پر شده و نقش الياف در آن هسته¬سازي برای بلورينگي است، مي¬باشد.
قالبگيري PHB پر شده با الياف چوب تا حدودي چالش برانگيز بود چون گرماي ورودي از سیلندر در دستگاه تزريق آنقدر مناسب نبود تا بتواند از بيش¬گرم شدن چوب جلوگيري كند و هم¬زمان دماهاي کم نيز قادر به پر كردن مناسب قالب براي اين قالب ويژه با ورودي¬هاي باريك نیستند. مقدار مواد براي آزمايش¬هاي بيشتر و گسترده¬تر كافي نبود در نتيجه خواص مواد قالبگيري شده ممكن است بهينه نباشد.
قالبگيري PHBخالص مشكلات كمتري داشت با وجود آن¬كه بيش گرم شدن مذاب به خصوص در دورهاي شروع اتفاق افتاد.
نمونه¬هاي گرفته شده از قطعات، با دستگاه آزمون ضربه پاندولي با حداكثر انرژي شكست معادل با J4 آزمايش شدند. شكل2، مكان¬هايي كه نمونه¬هاي به كار رفته در آزمون ضربه از آن انتخاب شده¬اند (چپ) و محل قرارگيري نمونه¬ها در دستگاه آزمون ضربه براي ضربه زدن به كناره¬ها (راست) را نشان مي¬دهد. ده نمونه براي هر كدام از تنظيمات پارامترهاي قالب و تركيب مواد، با خط جوش و بدون آن، مورد آزمون قرار گرفتند.
نتايج
استحكام ضربه متوسط براي تنظيمات مختلف تركيب مواد و پارامترهاي قالبگيري، هم با خط جوش و هم بدون آن، در شكل 3 خلاصه شده است. شكل 4، محدوده¬هاي اطمينان 95%را براي اكثر نتايج آزمون ضربه و محدوده¬هاي اطمينان 68% را براي حالاتي كه محدوده¬هاي اطمينان 95% قادر به تمايز اختلافات نيست، نشان مي¬دهد.
براي نمونه¬هاي PS تنها تفاوت چشمگير بين اثرات پارامترهاي قالبگيري، همان¬طور كه از محدوده¬هاي اطمينان 95% نتيجه گرفته شد، با تنظيم دماهاي بالاتر نرم شدن پلاستيك به وجود آمد. براي خط جوش همان طور كه انتظار مي¬رفت دماهاي نرم شدن بالاتر مطلوب بوده در حالي¬كه اين دماي زیاد براي نمونه¬هاي بدون خط جوش به دليل آرايش يافتگي مولكولي كمتر در جهت كشش، نامطلوب است.
براي نمونه هاي PHB، براي داشتن استحكام بالاتر خط جوش، سرعت تزريق كمتر مطلوب¬تر است. در محدوده هاي اطمينان 95%، هيچ تمايز چشمگيري بين ساير تنظيمات قالبگيري ايجاد نشد. نمونه-هاي بدون خط جوش، نمونه¬هاي با فشار تزريق بالاتر و نمونه¬هاي با دماي سردتر قالب، كمترين استحكام ضربه را در كمترين سرعت تزريق نشان دادند. تفاوت زيادي بين اين سه تنظيم وجود نداشت.
به خوبي قابل مشاهده است كه الياف چوب باعث كاهش استحكام ضربه شدند. اين كاهش چشمگير نيست اما براي استحكام ضربه خط جوش، تعيين كننده بلورينگي افزايش يافته در عرض خط جوش است. حتي محدوده¬هاي اطمينان 68% براي نمونه¬هاي پر شده با چوب به نسبت پهن بوده و هيچ اثر قابل توجهي از پارامترهاي قالبگيري قابل تشخيص نبود.
نمونه¬هاي پر نشده PHB، استحكام ضربه فوق العاده¬اي نسبت به نمونه هاي PS نشان دادند كه اكثر اين نمونه¬ها بدون خط جوش و تعداد كمي هم با خط جوش بودند. تقريباً همه PHBهاي پر شده با چوب مقادير استحكام ضربه مشابه با نمونه¬هاي PS داشتند.
نكات مهم
مهم¬ترين نتايج كارهاي آزمايشگاهي انجام شده عبارتند از:
• PHB خالص استحكام ضربه بهتري نسبت به PS دارد حتي در خط جوش
• تنظيمات قالبگيري براي بهترين استحكام ضربه خط جوش هم در PS و هم در PHB، كمترين استحكام ضربه را در ساير مناطق موجب مي¬شود.
• عامل خط جوش براي اين شكل و نوع آزمون، براي PHB كمتر است (در حدود 3/0-2/0براي PHB و در مقابل 55/0-2/0 براي PS).
• برخي نتايج بدست آمده با PHB خالص ممكن است به دليل بيش گرم شدن الياف چوب در حين قالبگيري تزريقي كمتر از حد قابل دسترس باشد.
• نتايج بدست آمده با PHB پر شده با الياف چوب به علت بيش گرم شدن اين الياف در حين قالبگيري تزريقي احتمالاً كمتر از مقادير قابل دستيابي است.
• وجود الياف چوب در PHB استحكام ضربه را كاهش مي دهد.
• براي PHB پر شده با الياف چوب، هيچ اثر مهمي از تنظيمات قالبگيري مشاهده نشد (ممكن است فرآيند بهينه نشده غالب بوده باشد).
• الياف چوب در PHB بلورينگي را افزايش مي دهد (كاهش كمتر استحكام خط جوش).
واژه نامه
زيست پلاستيك Bioplastic
پلي هيدروكسي بوتيرات Poly-hydroxybutyrate(PHB)
خط جوش Weld line پلاستيك پايه نفتي Oil-basedplastic
منابع تجديدپذير Renewable resources
زيست¬تخريب¬پذيري Biodegradation
بي¬ريختAmorphous
نيمه بلوري Semi-crystalline
محدوده اطمينان Confidence interval
ايران پليمر
