Хабарҳо

01 Моҳияти самаранокии таъсиррасонӣ

Бисёриҳо, вақте ки калимаи "муқовимат ба зарба"-ро мешунаванд, фавран дар бораи "мустаҳкамӣ" фикр мекунанд. Аммо маҳз устуворӣ чист? Ба таври оддӣ, муҳим аст, ки оё мавод метавонад ҳангоми таъсир энергияро самаранок пароканда кунад.

Агар энергияро ба таври ҳамвор пароканда кардан мумкин бошад, мавод «сахт» аст; агар энергия дар як нуқта мутамарказ бошад, он «шикаста» аст.

Пас, полимерҳо чӣ гуна энергияро пароканда мекунанд? Асосан тавассути се роҳ:

• Ҳаракати сегментҳои занҷир: Вақте ки қувваи беруна ба он таъсир мерасонад, занҷирҳои молекулавӣ энергияро тавассути гардиши дохилӣ, хам шудан ва лағжиш пароканда мекунанд. Занҷирҳои молекулавӣ метавонанд "гурезанд", хам шаванд ва лағжанд;

• Деформатсияи микромасоҳат: Мисли резин, зарраҳои резинӣ дар матритса каҷшавиро ба вуҷуд меоранд ва энергияи зарбаро фурӯ мебаранд. Сохтори фазаи дохилӣ метавонад деформатсия шавад ва сипас барқарор шавад; 

• Механизмҳои каҷшавии тарқишҳо ва азхудкунии энергия: Сохтори дохилии мавод (масалан, интерфейсҳои фаза ва пуркунандаҳо) роҳи паҳншавии тарқишҳоро печида мегардонад ва шикастанро ба таъхир меандозад. Ба ибораи соддатар, тарқиш дар хати рост намегузарад, балки аз ҷониби сохтори дохилӣ вайрон мешавад, каҷ мешавад ва ғайрифаъол безарар карда мешавад.

Мебинед, қувваи зарба дар асл "қувват барои муқовимат ба шикастан" нест, балки "қобилияти пароканда кардани энергия тавассути равона кардани он" аст.

Ин инчунин як падидаи маъмулиро шарҳ медиҳад: баъзе маводҳо қувваи бениҳоят баланди кашиш доранд ва ҳангоми бархӯрд ба осонӣ пора мешаванд; масалан, пластикҳои муҳандисӣ ба монанди PS, PMMA ва PLA.

Маводҳои дигар, гарчанде ки қувваи мӯътадил доранд, метавонанд ба зарба тоб оваранд. Сабаб дар он аст, ки маводҳои аввалӣ ҷои "паҳн кардани энергия" надоранд, дар ҳоле ки маводҳои дуюмӣ "паҳн кардани энергия"-ро доранд. Мисолҳо варақаҳо ва чӯбҳои PA-ро дар бар мегиранд.PPва маводҳои ABS.

Аз нуқтаи назари микроскопӣ, вақте ки қувваи беруна фавран таъсир мерасонад, система суръати хеле баланди шиддатро аз сар мегузаронад, ки он қадар кӯтоҳ аст, ки ҳатто молекулаҳо наметавонанд сари вақт "реаксия" кунанд.

Дар ин лаҳза, металлҳо энергияро тавассути лағжиш пароканда мекунанд, сафолҳо энергияро тавассути кафидан ҷудо мекунанд, дар ҳоле ки полимерҳо ин таъсирро тавассути ҳаракати сегментҳои занҷир, шикастани пайвандҳои динамикии гидрогенӣ ва деформатсияи ҳамоҳангшудаи минтақаҳои кристаллӣ ва аморфӣ фурӯ мебаранд.

Агар занҷирҳои молекулавӣ ҳаракати кофӣ дошта бошанд, то мавқеи худро танзим кунанд ва худро дар вақташ аз нав ташкил кунанд ва энергияро самаранок тақсим кунанд, пас самаранокии зарба хуб аст. Баръакс, агар система хеле сахт бошад - ҳаракати сегменти занҷир маҳдуд аст, кристаллӣ хеле баланд аст ва ҳарорати гузариши шиша хеле баланд аст - вақте ки қувваи беруна мерасад, тамоми энергия дар як нуқта мутамарказ мешавад ва тарқиш мустақиман паҳн мешавад.

Аз ин рӯ, моҳияти самаранокии зарба на "сахтӣ" ё "қувват", балки қобилияти мавод барои аз нав тақсим ва пароканда кардани энергия дар муддати хеле кӯтоҳ аст.

 

02 Нуқтадор ва нотадор: На як санҷиш, балки ду механизми нокомӣ

«Қувваи таъсир», ки мо одатан дар борааш гап мезанем, дар асл ду намуд дорад: 

• Таъсири ноаён: "Иқтидори умумии паҳншавии энергияи мавод"-ро месанҷад; 

• Зарбаи сӯрохдор: "Муқовимати нӯги тарқиш"-ро месанҷад.

Зарбаи ноҳамвор қобилияти умумии маводро барои ҷаббида ва пароканда кардани энергияи зарба чен мекунад. Он чен мекунад, ки оё мавод метавонад энергияро тавассути лағжиши занҷири молекулавӣ, пайдоиши кристаллӣ ва деформатсияи фазаи резинӣ аз лаҳзаи таъсири қувва то шикастан ҷаббида гирад. Аз ин рӯ, холҳои баланди зарбаи ноҳамвор аксар вақт системаи чандир ва мувофиқро бо парокандагии хуби энергия нишон медиҳанд.

Санҷиши зарбаи сӯрохдор муқовимати маводро ба паҳншавии тарқишҳо дар шароити консентратсияи фишор чен мекунад. Шумо метавонед онро ҳамчун "таҳаммулпазирии система ба паҳншавии тарқишҳо" баррасӣ кунед. Агар таъсири мутақобилаи байнимолекулавӣ қавӣ бошад ва сегментҳои занҷир метавонанд зуд аз нав ташкил шаванд, паҳншавии тарқишҳо "суст" ё "ғайрифаъол" мешавад.

Аз ин рӯ, маводҳое, ки муқовимати зарбаи чуқури баланд доранд, аксар вақт таъсири мутақобилаи байнисатҳӣ ё механизмҳои парокандагии энергияро доранд, ба монанди пайвандҳои гидрогенӣ байни пайвандҳои эфирӣ дар поликарбонат ё ҷудошавии байнисатҳӣ ва печидан дар системаҳои сахткунии резинӣ. 

Инчунин аз ин рӯ, баъзе маводҳо (ба монанди PP, PA, ABS ва PC) дар озмоиши зарбаи бедарак хуб кор мекунанд, аммо коҳиши назарраси муқовимати зарбаи бедаракро нишон медиҳанд, ки ин нишон медиҳад, ки механизмҳои микроскопии парокандагии энергияи онҳо дар шароити консентратсияи стресс самаранок кор намекунанд.

 

03 Чаро баъзе маводҳо ба зарба тобоваранд?

Барои фаҳмидани ин, мо бояд ба сатҳи молекулавӣ назар андозем. Муқовимати зарбаи маводи полимер аз ҷониби се омили асосӣ дастгирӣ карда мешавад:

1. Қисмҳои занҷир дараҷаҳои озодӣ доранд:

Масалан, дар PE (UHMWPE, HDPE), TPU ва баъзе компютерҳои чандир, сегментҳои занҷир метавонанд энергияро тавассути тағйироти конформатсионӣ таҳти таъсир пароканда кунанд. Ин асосан аз ҷабби энергия тавассути ҳаракатҳои дохилимолекулавӣ, ба монанди кашидан, хам кардан ва печондани пайвандҳои кимиёвӣ бармеояд.

2. Сохтори фаза механизми буферкунӣ дорад: Системаҳо ба монанди HIPS, ABS ва PA/EPDM фазаҳо ё интерфейсҳои нармро дар бар мегиранд. Ҳангоми бархӯрд, интерфейсҳо аввал энергияро фурӯ мебаранд, аз пайвастшавӣ хориҷ мешаванд ва сипас аз нав якҷоя мешаванд.Мисли дастпӯшакҳои бокс - дастпӯшакҳо қувватро зиёд намекунанд, аммо вақти стрессро дароз мекунанд ва стресси авҷро кам мекунанд. 

3. "Чашидани" байнимолекулавӣ: Баъзе системаҳо дорои пайвандҳои гидрогенӣ, таъсири мутақобилаи π–π ва ҳатто таъсири мутақобилаи диполӣ мебошанд. Ин таъсири мутақобилаи заиф худро барои ҷабби энергия ҳангоми бархӯрд "қурбонӣ" мекунанд ва сипас оҳиста барқарор мешаванд.

Аз ин рӯ, шумо хоҳед дид, ки баъзе полимерҳо бо гурӯҳҳои қутбӣ (ба монанди PA ва PC) пас аз бархӯрд гармии назаррас ба вуҷуд меоранд - ки ин аз сабаби "гармии соишӣ"-и тавлидшуда аз ҷониби электронҳо ва молекулаҳо аст. 

Ба таври оддӣ, хусусияти умумии маводҳои ба зарба тобовар дар он аст, ки онҳо энергияро зуд тақсим мекунанд ва якбора фурӯ намераванд.

 

аз он ҷо's UHMWPE ваварақаи HDPEs маҳсулоти пластикии муҳандисӣ бо муқовимати аъло ба зарба мебошанд. Ҳамчун маводи асосӣ дар саноати мошинсозии кӯҳӣ ва нақлиёти муҳандисӣ, онҳо пӯлоди карбонро иваз карданд ва ба интихоби афзалиятнок барои рӯйпӯшҳои мошинҳои боркаш ва рӯйпӯшҳои бункерҳои ангишт табдил ёфтанд. 

Муқовимати бениҳоят қавии онҳо ба зарбаҳо онҳоро аз таъсири маводҳои сахт, ба монанди ангишт, муҳофизат мекунад ва таҷҳизоти нақлиётиро муҳофизат мекунад. Ин давраҳои ивазкунии таҷҳизотро кам мекунад ва бо ин васила самаранокии истеҳсолотро беҳтар мекунад ва бехатарии коргаронро таъмин менамояд.