Plastenke PETG in napetostno pokanje: tehnična analiza
Ali PETG stres poči? Kratek odgovor je pritrdilen, vendar bistveno manj kot standardni PET ali polikarbonat in običajno le pod posebnimi pogoji, ki jih je mogoče preprečiti.
V svetu embalaže in industrijskega oblikovanja je pokanje zaradi napetosti-nagnjenost polimera, da poči pod mehansko obremenitvijo v prisotnosti kemičnih dejavnikov ali okoljskih dejavnikov-kritični način okvare. Za polietilen tereftalat glikol (PETG) edinstvena amorfna struktura materiala zagotavlja izrazito prednost pred mnogimi drugimi prozornimi termoplasti.
Molekularna prednost: zakaj je PETG odporen
Standardni PET (polietilen tereftalat) je pol-kristaliničen material. Pri obdelavi teži k oblikovanju urejenih kristalnih struktur. Medtem ko to zagotavlja togost, te kristalne regije delujejo kot "šibke točke" ali koncentratorji napetosti pri udarcih ali izpostavljenosti kemikalijam. Poleg tega ima standardni PET visoko temperaturo posteklenitve (Tg ~70-80 stopinj), zaradi česar je krhek pri sobni temperaturi -8.
PETG to spremeni z dodajanjem glikola (CHDM) med polimerizacijo. Ta dodatek moti sposobnost polimerne verige za kristalizacijo.Rezultat je popolnoma amorfen termoplast-1. Brez kristalnih struktur PETG ohranja odlično jasnost in, kar je ključno, ima višjo toleranco za napetost. Lahko se upogne in absorbira energijo, namesto da se razbije.
Kvantificiranje odpornosti
Podatki o industriji in specifikacije materiala potrjujejo, da je PETG "odporen proti razpokam pod obremenitvijo" -1. Natančneje,Ocenjuje se, da je PETG 3- do 10-krat bolj{2}}odporen na udarce kot standardni PET-9. V primerjalnih študijah je polikarbonat (PC) sicer znan po visoki udarni trdnosti, vendar je znano, da je dovzeten za razpoke zaradi kemičnih napetosti zaradi topil in baz. PETG dosega ravnovesje: nudi vrhunsko žilavost v primerjavi z akrilom (PMMA) in PET, z bistveno boljšo kemično odpornostjo kot PC -4.
Omejitve: Ko PETG odpove
Kljub svoji robustnosti PETG ni imun na pokanje zaradi napetosti. Do napake običajno pride v treh posebnih pogojih:
Visoka mehanska obremenitev + kemični napad:PETG ima dobro kemično odpornost, vendar je občutljiv namočna klorirana topila(kot je diklorometan) in agresivni aromatski ogljikovodiki -4. Če je steklenica pod velikim obročastim stresom (npr. zaskočen pokrov ali notranji tlak) in pride v stik s temi kemikalijami, lahko pride do razpok zaradi napetosti v okolju (ESC).
Napake pri obdelavi (preostala napetost):Brizgane{0}}ali termoformirane steklenice lahko med hitrim ohlajanjem zmrznejo v "preostalih napetostih". Če teh napetosti ne odpravimo, steklenica postane krhka. To je proizvodna težava, ne materialna napaka. Pravilno sušenje peletov PETG (za preprečitev hidrolize) je bistvenega pomena za ohranjanje duktilnosti -4.
Občutljivost stopnje deformacije:Nedavne akademske raziskave kažejo, da se PETG pri udarcih z visoko-hitrostjo obnaša duktilno (kar omogoča, da se udrne, namesto da se zlomi). Vendar pa se lahko pri zelo nizkih stopnjah deformacije (počasen, trajen tlak) načini odpovedi premaknejo, kar lahko povzroči krhke razpoke, odvisno od orientacije obremenitve -3.
Zaključek
Plastenke PETG v normalnih pogojih uporabe ne počijo hitro zaradi napetosti.Za aplikacije, ki vključujejo vodo, alkohol, razredčene kisline in splošno ravnanje s potrošniki (kozmetika, hrana, medicina), je PETG zelo zanesljiva,-odporna izbira -6. Vendar se morajo inženirji izogibati izpostavljanju plastenk PETG močnim kloriranim topilom ali visokim preostalim napetostim zaradi slabega oblikovanja, da preprečijo prezgodnjo odpoved.