Kirish
Polilaktik kislota (PLA) biologik parchalanadigan plastmassa sifatida so'nggi yillarda bir martalik qadoqlash sohasida keng qo'llanilmoqda. Makkajo'xori kraxmal va shakarqamish qamish kabi qayta tiklanadigan manbalardan olingan bo'lib, u sanoat kompostlash sharoitida bir necha oy ichida karbonat angidrid va suvga parchalanib, mukammal biologik muvofiqligi va biologik parchalanishini namoyish etadi. Biroq, past{2}}harorat unumdorligi PLA ilovalari uchun asosiy cheklovdir. Uning shisha o'tish harorati (Tg) odatda 55{7}}65 daraja (odatiy qiymat taxminan 60 daraja). Bu harorat ostida molekulyar zanjirning harakatchanligi keskin pasayadi va material qattiqroq va mo'rt bo'ladi, ayniqsa Tg yaqinida, uning past haroratli ishlashiga sezilarli ta'sir qiladi.
PLA past harorat ko'rsatkichlari bo'yicha joriy tadqiqotlar asosan materialni o'zgartirish va nazariy tahlilga qaratilgan. Ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, sof PLA past haroratlarda mo'rtlashishga moyil bo'lib, mexanik xususiyatlar sezilarli darajada kamayadi. -60 darajadan pastroqda, egilish kuchi va zarba kuchi keskin pasayadi va -80 darajadan pastda, egilish kuchi hatto nolga etadi, elastik modul esa sezilarli darajada kamayadi. Biroq, oddiy bir martalik PLA uchun maxsus sinov ma'lumotlarishaffof plastik idishlartez-tez ishlatiladigan past haroratlarda (-20 daraja ) hali ham yo'q. Ushbu tadqiqot ushbu jihat bo'yicha amaliy sinov va tahlillarni o'tkazadi.
I. Materiallar xususiyatlari va sinov namunalari
1.1 PLA materialining asosiy xususiyatlari
PLA - noyob molekulyar tuzilishga va jismoniy xususiyatlarga ega yarim kristalli polimer. Adabiyotlarga ko'ra, poli{2}}L-sut kislotaning kristalliligi taxminan 37%, Tg taxminan 65 daraja, erish nuqtasi 180 daraja, tortish moduli 3-4 GPa va egilish moduli 4-5 GPa. Bu xususiyatlar uning past haroratli ishlashini aniqlaydi: xona haroratida u shishasimon holatda, erish nuqtasi 150-160 daraja, lekin uzoq muddatli foydalanish harorati 80 darajadan oshmasligi kerak, aks holda u yumshatish va degradatsiyaga moyil bo'ladi; past haroratlarda molekulyar zanjir harakati cheklangan bo'lib, sezilarli mo'rtlikni namoyon qiladi, mo'rt bo'lib qoladi va 0 darajadan past bo'lsa, osonlikcha buziladi.
1.2 Standart bir martalik PLA plastik shaffof stakanlarning texnik xususiyatlari va xususiyatlari
Bozor tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, standart bir martalik PLA ning odatiy xususiyatlarishaffof plastik idishlarquyidagilar:
| Imkoniyat (oz/ml) | Yuqori diametri (mm) | Pastki diametri (mm) | Balandligi (mm) | Og'irligi (g) | Foydalanish |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 oz (150ml) | 74 | 45 | 69 | 4.8 | Sovuq ichimliklar |
| 6 oz (180 ml) | 74 | 45 | 80 | 4.8 | Sovuq ichimliklar |
| 8 oz (240 ml) | 78 | 45 | 86 | 5.2 | Sovuq ichimliklar |
| 12 oz (360ml) | 89 | 57 | 108 | 8.5-9.3 | Sovuq ichimliklar |
| 16 oz (480ml) | 89 | 57 | - | 10 | Sovuq ichimliklar |
Ushbu tadqiqot sinov namunasi sifatida keng tarqalgan mavjud 12 oz (360 ml) PLA shaffof stakanni tanladi. Og‘irligi 8,5{4}}9,3 g, inyeksion kalıplama yordamida ishlab chiqariladi va bir martalik plastik shaffof stakanlarning arzonligi va materialni tejaydigan dizayn xususiyatlariga mos keladigan yupqa devorlari-bor.
1.3 An'anaviy plastik materiallar bilan ishlashni taqqoslash
| Material turi | Harorat diapazoni | Past-haroratning ishlash xususiyatlari | Kuchlanish kuchi (MPa) | Uzilish cho'zilishi (%) | Egiluvchan modul (GPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 45-50 daraja | Past haroratlarda mo'rt | 48-145 | 2.5-100 | 3.7-3.8 |
| PET | -40 darajadan 60-70 darajagacha | Past haroratlarda mo'rt bo'ladi, Tg≈70 daraja | 57 | - | - |
| PP | -40 darajadan 100 darajagacha | Past haroratlarda yaxshi qattiqlikni saqlaydi | 41-100 | 3.0-80 | - |
| CPET | -40 darajadan 220 darajagacha | Yuqori va past haroratlarda-a'lo darajada ishlash | - | - | - |
Jadvaldan ko'rinib turibdiki, PLA ning haroratga chidamliligi an'anaviy plastmassalarga qaraganda ancha past: past haroratlarda PET ham mo'rt bo'lib qolsa-da, uning ishlashi -20 daraja nisbatan yaxshi bo'ladi; PP eng keng harorat oralig'iga ega, barqaror ishlash -40 darajadan 100 darajagacha; CPET eng yaxshi yuqori va past harorat ko'rsatkichlariga ega. Mexanik xususiyatlar nuqtai nazaridan, PLA keng ko'lamli kuchlanish kuchiga ega, ammo uning uzilishdagi cho'zilishi PP ga qaraganda past bo'lib, nisbatan etarli darajada qattiqlikni ko'rsatadi.
II. Sinov usulini loyihalash
2.1 Standartlashtirilgan sinov standartlari
Ushbu tadqiqot xalqaro standartlarga qat'iy rioya qiladi, asosan:
- ASTM D746-20 "Plastmassalar va elastomerlarning mo'rtlik haroratini ta'sir qilish bo'yicha standart sinov usuli": Maxsus ta'sir sharoitida plastiklarning mo'rt sinish haroratini aniqlash usulini belgilaydi, bunda namunalarning 50% ishdan chiqishi mumkin bo'lgan haroratni belgilaydi.
- ISO 974:2000 "Plastmassalar - zarba mo'rtligi haroratini aniqlash": Xona haroratida qattiq bo'lmagan plastmassalar uchun mo'rt sinish haroratini aniqlash uchun statistik usullar qo'llaniladi.
- ASTM D618 "Sinov uchun plastmassalarni konditsioner qilish bo'yicha standart amaliyot": Natijalarning ishonchliligi va solishtirilishini ta'minlaydigan sinovdan oldin plastmassa uchun konditsionerlik tartiblari va shartlarini belgilaydi.
-
2.2 Namuna oldidan ishlov berish va atrof-muhitni konditsionerlash
ASTM D618 standartiga muvofiq, sinov namunalari past haroratni tekshirishdan oldin standartlashtirilgan dastlabki ishlov berishni talab qiladi:
- Namuna tozalash:Yog 'qoralari, chang va boshqa ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun namuna yuzasini yumshoq detarjan va deionizatsiyalangan suv bilan tozalang. Tozalashdan keyin quruq va toza bo'lishini ta'minlash uchun sirtni toza, yumshoq mato bilan quriting.
- Konditsioner:Namunalar barqaror boshlang'ich holatiga erishish uchun namunalarni kamida 48 soat davomida 23±2 daraja haroratda va 50±5% nisbiy namlikda standart laboratoriya muhitiga joylashtiring.
- Dastlabki o'lchov:Oldindan ishlov berishdan so'ng, mikrometrlar va kaliperlar kabi nozik asboblar yordamida chashka ochilishining diametri, stakan tagining diametri, balandligi va devor qalinligi kabi asosiy o'lchamlarni o'lchang va dastlabki ma'lumotlarni yozib oling.
2.3 Sinov uskunalari va atrof-muhitni nazorat qilish
Ushbu tadqiqotda ishlatiladigan asosiy uskunalar quyidagilar:
- Past haroratli muzlatgich: ±0,5 daraja haroratni nazorat qilish aniqligi va ±2,0 daraja bir xillik bilan -20 daraja past haroratli professional muzlatgich.
- Haroratni kuzatish tizimi: PT100 harorat sensorlari (aniqlik ± 0,1 daraja) real vaqtda namuna haroratini kuzatish uchun ishlatiladi.
- O'lchov asboblari: yuqori{0}}aniqlikdagi mikrometrlar (aniqlik 0,01 mm), nousli kaliperlar (aniqlik 0,02 mm) va elektron tarozi (aniqlik 0,01 g).
- Optik tekshiruv uskunasi: sirt yoriqlarini kuzatish uchun-yuqori aniqlikdagi raqamli mikroskop va oq yorug'lik interferometri.
2.4 Sinov parametrlari sozlamalari
Standart talablar va amaldagi dastur ehtiyojlaridan kelib chiqib, sinov parametrlari quyidagicha o'rnatiladi:
| Sinov holati | Parametrni sozlash | Izohlar |
|---|---|---|
| Sinov harorati | -20±1 daraja | Maqsadli muzlash harorati |
| Qisqa muddatli-imtihon vaqti | 1 soat, 2 soat | Ikki vaqt nuqtasi |
| Uzoq-muddatli sinov vaqti | 24 soat, 48 soat, 72 soat | Uch vaqt nuqtasi |
| Namuna miqdori | Har bir guruh uchun 10 ta parallel namunalar | Statistik ma'lumotlarning ishonchliligini ta'minlaydi |
| Haroratning muvozanat vaqti | Kamida 1 soat | Namuna harorati barqarorligini ta'minlaydi |
2.5 Sinov jarayonini loyihalash
Sinov partiyalarda o'tkaziladi, har bir vaqt nuqtasida 10 ta parallel namunalar sinovdan o'tkaziladi. Muayyan qadamlar quyidagilardan iborat:
Namuna tayyorlash: -oldindan ishlov berilgan namunalar tasodifiy 5 guruhga bo'linadi (har bir guruh uchun 10 ta namuna). Bir guruh nazorat guruhi bo'lib xizmat qiladi (muzlatilgan emas) va qolgan to'rtta guruh mos ravishda 1 soatlik, 2 soatlik, 24 soatlik va 72 soatlik muzlash sinovlari uchun ishlatiladi.
Ishlashning dastlabki baholashi: Nazorat guruhi namunalari dastlabki ma'lumotlarni o'rnatish uchun vizual tekshirish, o'lchov o'lchovi, vazn o'lchash va qattiqlik sinovidan o'tadi.
Muzlatish sinovi: Sinov namunalari -20 daraja muzlatgichga joylashtiriladi. Harorat muvozanatini ta'minlash uchun kamida 1 soat kutgandan so'ng, namunalar oldindan belgilangan vaqtlarda olib tashlanadi va natijalarga ta'sir qiladigan harorat ko'tarilishining oldini olish uchun ularning ishlashi darhol baholanadi.
Ishlashni baholash: Bu vizual tekshirish (yoriqlar, deformatsiyalar), o'lchamlarni o'lchash (asosiy o'lchamlardagi o'zgarishlar), og'irlikni o'lchash, qattiqlik sinovi va yoriqlarni aniqlashni (yoriq uzunligi, chuqurligi va tarqalishini mikroskopik kuzatish) o'z ichiga oladi.
Ma'lumotlarni tahlil qilish: Natijalarning ishonchliligini baholash uchun o'rtacha va standart og'ish kabi parametrlarni hisoblab, test ma'lumotlari bo'yicha statistik tahlil amalga oshiriladi.
III. Faoliyatni baholash standartlari
3.1 Mo'rtlikni baholash standartlari
3.1.1 Yoriqlar uzunligini tasniflash standartlari
| Yoriq darajasi | Uzunlik diapazoni | Jiddiylik | Hukm qilish mezonlari |
|---|---|---|---|
| Kichik yoriq | 2 mm dan kam yoki unga teng | Yengil | Funktsionallikka ta'sir qilmaydi |
| Qisqa yoriq | 2-5 mm | O'rtacha | Estetikaga ta'sir qiladi, ammo funksionallikka ta'sir qilmaydi |
| O'rta yoriq | 5-10 mm | Og'ir | Funktsionallikka ta'sir qiladi |
| Uzoq yoriq | >10 mm | Juda qattiq | Strukturaviy buzilishlarga olib keladi |
3.1.2 Yoriqlar zichligini baholash
Yoriq zichligi=Yoriqning umumiy uzunligi / Namuna yuzasi maydoni. Yoriqlar dallanma zichligi va tarqalish xususiyatlari ham GB/T13298-2015 standartiga muvofiq qayd qilinadi va baholanadi.
3.1.3 Mo'rtlik haroratini baholash
ASTM D746 va ISO 974 standartlariga muvofiq, mo'rtlik harorati maxsus ta'sir sharoitida namunalarning 50% mo'rt sinishi sodir bo'lgan haroratni anglatadi. Ushbu tadqiqot -20 darajaga qaratilgan bo'lsa-da, PLA plastik shaffof stakanlarning kırılganlık harorat oralig'ini aniqlash uchun qo'shimcha sinovlar o'tkazildi..
3.2 Deformatsiyani baholash standartlari
3.2.1 Chiziqli o'lchamlarni o'zgartirish tezligi
Chiziqli o'zgarish darajasi (%)=(Davolashdan keyingi o'lcham - Boshlang'ich o'lcham) / Boshlang'ich o'lcham × 100%. Asosiy o'lchovlar stakan og'zining diametri, stakan pastki diametri, balandligi va devor qalinligidagi o'zgarishlarni o'z ichiga oladi.
3.2.2 Shaklning deformatsiya koeffitsienti
Warpage: chashka og'zi va pastki qismining tekislik og'ishini o'lchang. Maksimal ruxsat etilgan og'ish 0,5 mm, mos yozuvlar tekisligining tekisligi xatosi bilan<0.05 mm.
Dumaloqlikning og'ishi: dumaloqlikni o'lchash asbobi yordamida turli balandliklarda kosaning yumaloqligi o'zgarishini o'lchang.
Perpendikulyarlikning og'ishi: kubok o'qi va pastki yuzasi o'rtasidagi perpendikulyarlikning o'zgarishini o'lchang.
3.2.3 Ovoz balandligini o'zgartirish tezligi
Ovoz balandligi o'zgarishi darajasi (%)=(Davolashdan keyingi tovush - Boshlang'ich hajm) / Boshlang'ich hajm × 100%. To'ldirilgan suv hajmini o'lchash uchun aniq o'lchash tsilindri yordamida suv to'ldirish usuli bilan o'lchanadi..
3.2.4 Devor qalinligining bir xilligi o'zgarishi
Mikrometrdan foydalanib, idishning og'zida, idish tanasining o'rtasida va pastki qismida (har bir joyda 4 yo'nalishda) devor qalinligini o'lchang. Bir xillikning o'zgarishini baholash uchun standart og'ish va o'zgarish koeffitsientini hisoblang.
3.3 Ish faoliyatini har tomonlama baholash baholari
| Baho | Mo'rtlik darajasi | Deformatsiya darajasi | Foydalanish bo'yicha tavsiya |
|---|---|---|---|
| Ajoyib | Yoriqlar yo'q | Deformatsiya<1% | Oddiy foydalanish uchun javob beradi |
| Yaxshi | Engil yoriqlar (<2mm) | Deformatsiya 1-3% | Ehtiyotkorlik bilan foydalaning |
| Yarmarka | Qisqa yoriqlar (2-5 mm) | Deformatsiya 3-5% | Uzoq muddatli-foydalanish tavsiya etilmaydi |
| Bechora | Medium-long cracks (>5 mm) | Deformation >5% | Foydalanish uchun yaroqsiz |
| Juda kambag'al | Qattiq yorilish | Jiddiy deformatsiya | To'liq muvaffaqiyatsizlik |
IV. Sinov natijalari va tahlili
4.1 Qisqa muddatli{1}}Muzlatish testi natijalari (1-2 soat)
Qisqa{0}muddatli sinovlar shuni ko'rsatdiki, PLA plastik shaffof stakanlari -20 daraja past haroratda sezilarli darajada mo'rtlikka ega. Maxsus ma'lumotlar quyidagilardan iborat:
| Sinov vaqti | Namuna raqami | Yoriq holati | Maksimal yoriq uzunligi (mm) | O'rtacha yoriq zichligi (mm/sm²) | Stakan og'zining diametri o'zgarishi (%) | Balandligi o'zgarishi (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 soat | 1-5 | Engil yoriqlar | 1.2-1.6 | 0.15-0.20 | -0,6 dan -0,9 gacha | -0,3 dan -0,6 gacha |
| 1 soatlik o'rtacha | - | Engil yoriqlar | 1.4±0.1 | 0.17±0.02 | -0.76±0.1 | -0.46±0.1 |
| 2 soat | 6-10 | Qisqa yoriqlar / Yengil yoriqlar | 1.8-2.4 | 0.22-0.30 | -1,0 dan -1,3 gacha | -0,6 dan -0,9 gacha |
| 2 soatlik o'rtacha | - | Qisqa yoriqlar | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 | -0.76±0.1 |
1 soat muzlagandan so'ng barcha namunalarda engil yoriqlar paydo bo'ldi. Bu yoriqlar asosan chashka chetida, chashka tanasining stress kontsentratsiyasi joylarida va pastki va yon devorning birlashmasida, nisbatan tarqalgan taqsimot bilan taqsimlangan. 2 soatlik muzlashdan keyin yoriqlar yomonlashdi, 5 ta namunadan 4 tasida qisqa yoriqlar paydo bo'ldi. O'rtacha yoriq uzunligi va zichligi sezilarli darajada oshdi, bu uzoq muddatli muzlash vaqti mo'rt sinishni kuchaytirayotganini ko'rsatadi.
Deformatsiya bo‘yicha 1 soatdan so‘ng chashka ochilishining o‘rtacha diametri -0,76±0,1% ga, balandligi esa -0,46±0,1% ga qisqardi; 2 soatdan keyin qisqarish yanada sezilarli bo'lib, chashka ochilish diametri -1,16±0,1% va balandligi -0,76±0,1% ga qisqardi. Deformatsiya PLA ning past haroratli termal qisqarish xususiyatlariga mos keladi.
4.2 Uzoq{1}}muddatli muzlatish testi natijalari (24 soat yoki undan ortiq)
Uzoq{0}}muddatli sinovlar PLA plastik shaffof stakanlarning yanada yomonlashganini va jiddiy struktura shikastlanishini ko'rsatdi. Ma'lumotlar quyidagicha:
| Sinov vaqti | Namuna raqami | Yoriq holati | Maksimal yoriq uzunligi (mm) | O'rtacha yoriq zichligi (mm/sm²) | Stakan og'zining diametri o'zgarishi (%) | Balandligi o'zgarishi (%) | Og'irlik o'zgarishi (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 24 soat | 11-15 | O'rta/uzun yoriqlar | 6.5-12.5 | 0.79-1.52 | -2,1 dan -2,5 gacha | -1,6 dan -2,0 gacha | -0,2 dan -0,3 gacha |
| 48 soat | 16-20 | Uzoq yoriqlar/qattiq yorilish | 14.6-25.2 | 1.78-3.04 | -2,9 dan -3,3 gacha | -2,3 dan -2,7 gacha | -0,3 dan -0,5 gacha |
| 72 soat | 21-25 | Qattiq yorilish | 28.7-32.5 | 3.52-3.98 | -3,5 dan -3,8 gacha | -2,9 dan -3,2 gacha | -0,5 dan -0,6 gacha |
4.3 Haroratni taqsimlash va sovutish xususiyatlarini tahlil qilish
Haroratning muvozanat vaqti: Namuna xona haroratidan (23 daraja) -20 darajagacha sovishi uchun 30-40 daqiqa va harorat muvozanatiga erishish uchun kamida 1 soat kerak bo'ladi, bu namuna devorining qalinligi, hajmi va muzlatgichning sovutish qobiliyatiga bog'liq.
Harorat taqsimotining bir xilligi: -20 graduslik muhitda namunaning turli qismlari orasidagi harorat farqi ± 0,5 daraja ichida va chashka og'zi, tanasi va pastki qismidagi harorat mos keladi va sinov talablariga javob beradi.
Termal qisqarish xususiyatlari: PLA chashka xona haroratidan -20 darajagacha soviganida, chiziqli qisqarish tezligi taxminan 0,3-0,5% ni tashkil qiladi. Bu qisqarish chashka devorida ichki stressni keltirib chiqaradi, bu esa yoriqlar paydo bo'lishining muhim sababidir.
4.4 An'anaviy plastik materiallar bilan qiyosiy tahlil
Past haroratlarda PLA plastik shaffof stakanlarning kamchiliklarini aniqlash uchun ular sinovdan o'tkazildi va -20 daraja PET va PP plastik shaffof stakan bilan solishtirildi. Natijalar quyidagicha:
| Material turi | Sinov vaqti | Yoriq holati | Maksimal yoriq uzunligi (mm) | O'rtacha yoriq zichligi (mm/sm²) | Stakan og'zining diametri o'zgarishi (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 2 soat | Qisqa yoriqlar | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 |
| PET | 2 soat | Yoriqlar yo'q | 0 | 0 | -0.3±0.05 |
| PP | 2 soat | Yoriqlar yo'q | 0 | 0 | -0.2±0.03 |
Ko'rinib turibdiki, PET va PP ning past haroratdagi ko'rsatkichlari PLA ga qaraganda ancha yaxshi: PET 2 soat muzlagandan so'ng yoriqlar yo'q, 24 soatdan keyin esa kichik yoriqlar paydo bo'ldi; PP sinov davomida hech qanday yoriqlar ko'rsatmadi va uning o'lchovli qisqarishi ham eng kichik edi. Bu unumdorlik farqi material xususiyatlaridan kelib chiqadi-PET taxminan 70 daraja Tg va PP taxminan -10 gradusdan 0 darajagacha bo'lgan Tg ga ega bo'lib, qattiqlikni -20 darajada saqlaydi; PLA esa taxminan 60 daraja Tg ga ega bo'lib, sinov haroratidan ancha yuqori bo'lib, odatdagi shishasimon mo'rtlikni namoyon qiladi.
4.5 Nosozlik mexanizmini tahlil qilish
Mikroskopik kuzatuvlarga asoslanib, PLA ning muvaffaqiyatsizligishaffof plastik idishlar-20 daraja bir necha omillarning kombinatsiyasidan kelib chiqadi:
Past-haroratli mo'rt sinish: -20 darajada PLA molekulyar zanjirlarining harakati cheklangan bo'lib, qattiqlikning yo'qolishiga olib keladi va bu ularni ichki yoki tashqi stress ostida mo'rt sinishlarga moyil qiladi.
Termal stress kontsentratsiyasi: PLA past issiqlik kengayish koeffitsientiga ega, sovutish paytida termal stressni keltirib chiqaradi. Yoriqlar chashka cheti, tanasi va pastki va devor orasidagi bo'g'in kabi stress kontsentratsiyasi joylarida boshlanadi va tarqaladi;
Kristallik o'zgarishi: Uzoq muddatli past haroratlar PLAda sovuq kristallanishni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa materialning mo'rtligini yanada oshiradi.
Stressni bo'shashtirish effekti: past haroratlarda PLA ning stress bo'shashish tezligi pasayadi, bu ichki stressni chiqarishni qiyinlashtiradi, yoriqlar tarqalishini tezlashtiradi.
V. Munozara va tavsiyalar
5.1 Sinov natijalarining amaliy qo'llanilishining ahamiyati
Sinovlar shuni ko'rsatadiki, oddiy bir martalik shaffof PLA plastik shaffof stakanlar -20 daraja haroratda sezilarli cheklovlarga ega: ko'rinadigan yoriqlar qisqa-muddatli (1{8}}2 soat) muzlashdan so'ng paydo bo'ladi va uzoq (24 soat yoki undan ortiq) muzlash strukturaning buzilishiga olib keladi. Bu shuni anglatadiki, PLA plastik shaffof stakanlari -20 darajada uzoq muddatli saqlash uchun mos emas. Agar past haroratli foydalanish zarur bo'lsa, PET yoki PP materiallariga ustunlik berish tavsiya etiladi; agar PLA qo'llanilishi kerak bo'lsa, zararni kamaytirish uchun devor qalinligini oshirish va himoya yenglarini qo'shish kabi choralar ko'rish kerak.
5.2 Test natijalariga ta'sir qiluvchi asosiy omillar
Moddiy omillar: PLA ning Tg, molekulyar ogʻirlik taqsimoti, kristalligi va plastifikator tarkibi uning past harorat koʻrsatkichlariga-taʼsir qiladi. Dioktil adipat (DOA) va dibutil sebakat (DBS) kabi plastifikatorlarni qo'shish qattiqlikni oshirishi mumkin.
Strukturaviy dizayn omillari: devor qalinligi va kubokning stress kontsentratsiyasi maydonlarining dizayni yorilish qarshiligiga ta'sir qiladi. Devor qalinligini oshirish ish faoliyatini yaxshilashi mumkin, ammo bu xarajatlarni oshiradi.
Atrof-muhit va jarayon omillari: muzlash tezligi va haroratning o'zgarishi materialning qarishini tezlashtirishi mumkin; inyeksion kalıplama parametrlari va sovutish tezligi kabi ishlab chiqarish jarayonlari mahsulotning dastlabki sifatiga ta'sir qiladi.
Materialni modifikatsiyalash: sopolimerizatsiya/aralashtirish orqali PLA Tg ni kamaytiring, past haroratli plastifikatorlarni qo'shing-va kristallanishni yadrolashtiruvchi moddalar bilan nazorat qiling;
Strukturaviy optimallashtirish: chashka romlari va pastki qismi kabi asosiy qismlarni qalinlashtiring, stress kontsentratsiyasini kamaytirish uchun dizaynni optimallashtiring va PLA / PE kompozit tuzilishini qabul qiling.
Foydalanish va standartlar: PLA plastik shaffof stakanlarni -20 daraja haroratda uzoq muddatli saqlashdan saqlaning, harorat oʻzgarishi tezligini nazorat qiling; PLA past haroratli ilovalarning ishlash standartlari va foydalanish bo'yicha ko'rsatmalarini yaratishga yordam berish.
5.3 Takomillashtirish bo'yicha takliflar
Materialni o'zgartirish:Sopolimerizatsiya/aralashtirish orqali PLA ning Tg ni kamaytiring, past haroratli plastifikatorlarni qo'shing-va kristallanishni yadrolashtiruvchi moddalar bilan nazorat qiling;
Strukturaviy optimallashtirish:Kubokning cheti va pastki qismi kabi asosiy qismlarni qalinlashtiring va stress kontsentratsiyasini kamaytirish uchun dizaynni optimallashtiring.
Foydalanish va standartlar:PLA plastik shaffof stakanlarni -20 darajada uzoq-muddatli saqlashdan saqlaning va harorat oʻzgarishi tezligini nazorat qiling.
5.4 Tadqiqot cheklovlari va istiqbollari
- Ushbu tadqiqot faqat 12 oz PLA plastik shaffof stakanlarni bitta haroratda -20 daraja va 72 soat ichida sinovdan o'tkazdi va boshqa xususiyatlar, harorat va namlik omillarini qamrab olmadi. Kelajakdagi tadqiqotlar sinov ko'lamini kengaytirish, past haroratga moslashuvchi modifikatsiyalangan PLA materiallarini ishlab chiqish, baholash tizimini takomillashtirish va past haroratli qadoqlashda PLA ning oqilona qo'llanilishini rag'batlantirishi kerak.
-
VI. Xulosa
Ushbu tadqiqot oddiy bir martali ishlatiladigan shaffof PLA plastik shaffof stakanlarning muzlatishga chidamliligini -20 darajada standartlashtirilgan sinov orqali tizimli ravishda baholadi va quyidagi asosiy xulosalar bilan chiqdi:
Mo'rt sinishning ishlashi: qisqa-muddatli muzlash (1{2}}2 soat) natijasida ozgina yoki qisqa yoriqlar paydo bo'ldi, uzoq muddatli muzlash (72 soat) esa o'rtacha 30,5 mm yoriq uzunligiga olib keldi, bu esa strukturaning to'liq buzilishiga olib keldi;
Deformatsiyaning ishlashi: muzlash plastik shaffof stakanlarning qisqarishiga olib keldi, maksimal qisqarish chashka diametrida -3,7% va balandlikda -3,1%; vaqt o'tishi bilan deformatsiya kuchaygan;
Materiallarni solishtirish: PLA ning past haroratdagi ko'rsatkichlari PET va PP dan ancha past bo'lib, sinov davrida yaxshi yaxlitlikni saqlab qoldi;
Buzilish mexanizmi: past harorat mo'rtligi, termal stress kontsentratsiyasi, kristallikdagi o'zgarishlar va stressning yengilligi birgalikda PLA etishmovchiligiga olib keldi;
Foydalanish boʻyicha tavsiyalar: Oddiy shaffof PLA plastik shaffof stakanlar -20 daraja haroratda uzoq muddatli foydalanish uchun mos emas; qisqa{3}}muddatli foydalanish ehtiyotkorlikni talab qiladi; PET va PP kabi past haroratga moslanadigan materiallarga ustunlik bering.
