Canvis termodinàmics dels plàstics

Nov 21, 2025

Deixa un missatge

 

Les propietats físiques i mecàniques deplàsticsestan estretament relacionats amb la temperatura. A mesura que canvia la temperatura, les propietats dels plàstics canvien, mostrant diferents estats físics i mostrant propietats mecàniques en fases. L'estat físic i les propietats mecàniques dels plàstics sota calor són de gran importància per a l'emmotllament i el processament de plàstics.

A causa de la influència del component principal dels plàstics, els polímers, els plàstics sovint existeixen en els següents estats físics quan s'escalfen: estat vidre (també conegut com a estat cristal·lí per als polímers cristal·lins), estat elàstic i estat de flux viscós. La corba que mostra la relació entre el grau de deformació dels plàstics i la temperatura quan s'escalfa s'anomena corba termodinàmica, tal com es mostra a la figura 1-1.

 

info-653-480

 

(1) Estat de transició de vidre

 

Quan el plàstic es troba a una temperatura determinada θg, a mesura que la duresa del sòlid augmenta gradualment amb la disminució de la temperatura, les peces multi-components que utilitzen aquest plàstic també augmentaran gradualment la duresa. Aquest és un augment gradual de la duresa des de l'estat suavitzat. Quan θg són les diferents temperatures permeses, per sota de θg hi ha una determinada temperatura, el plàstic patirà una fractura fràgil. Aquest valor de temperatura s'anomena temperatura de transició vítrea, que és el límit inferior de la temperatura d'ús del plàstic.

Els plàstics en l'estat de transició vítrea - que no són adequats per a un processament que requereixi una deformació important - es poden sotmetre a processaments com ara flexió, perforació, tall, etc.

 

(2) Alt estat elàstic

 

Quan el plàstic s'escalfa a una temperatura superior a θg, mostrarà un estat molt elàstic-com el de cautxú. Com més alta sigui la temperatura de θg, millor serà l'estat elàstic elevat. Per als plàstics en estat altament elàstic, si no es poden aplicar forces externes per a grans augments, es poden deformar fàcilment. Sota una tensió constant, la fluïdesa i la relaxació de l'estrès es produiran en estat elàstic. Si el desemmotllament es realitza massa aviat, el modelat es mantindrà a una temperatura superior a la temperatura de desemmotllament immediata θg.

 

info-600-400

 

(3) Estat de flux viscós

 

Quan el plàstic continua escalfant-se a una temperatura superior a θf, mostrarà característiques de flux viscós importants. El plàstic en estat de flux viscós es converteix en líquid. En estat fos plàstic, la seva deformació ja no és reversible. Després de mantenir un estat constant i descàrrega, no pot tornar al seu estat original. θf és la temperatura límit inferior per a l'emmotllament, que és la temperatura mínima de processament. L'estabilitat de la forma dels materials des de l'estat líquid canvia a un estat elàstic (o l'estat elàstic canvia a l'estat viscós).

Quan el plàstic es continua escalfant, la temperatura arriba a θf i augmenta. El plàstic comença a descompondre's i decolorar-se. La resistència elèctrica del plàstic disminueix bruscament. θf és el límit superior de la temperatura de descomposició. És el límit de temperatura raonable per al processament d'emmotllament a altes temperatures. Per tant, θf i θg són els límits superior i inferior de temperatura que s'han de tenir en compte a l'hora de seleccionar processos d'emmotllament. θf - θg és el rang disponible de temperatures de processament d'emmotllament.