Nima uchun PMMA shunchalik kuchli?

Nima uchun PMMA shunchalik kuchli?

Kirish:

PMMA, shuningdek, polimetil metakrilat sifatida ham tanilgan, o'zining ajoyib kuchi bilan mashhur bo'lgan keng qo'llaniladigan polimer materialdir. Ushbu maqolada biz PMMA kuchining sabablarini ko'rib chiqamiz va uning mustahkamligiga hissa qo'shadigan omillarni o'rganamiz. Uning kimyoviy tuzilishidan tortib, qayta ishlash texnikasigacha, biz ushbu ajoyib material ortidagi fan va muhandislikni ko'rib chiqamiz.

Kimyoviy tuzilish va bog'lanish:

PMMA ning mustahkamligiga hissa qo'shadigan asosiy omillardan biri uning noyob kimyoviy tuzilishi va bog'lanishidadir. PMMA - bu akril polimerlar oilasiga mansub shaffof termoplastik. Uning takrorlanuvchi birliklari ester aloqasi orqali birlashtirilgan metil metakrilat (MMA) monomerlaridan iborat.

MMA monomerlari uglerod va kislorod atomlari o'rtasida qo'sh bog'lanishga ega bo'lib, bu ularga polimerlanish jarayonidan o'tish imkonini beradi. Polimerlanish jarayonida qo‘sh bog‘lar uzilib, monomerlar o‘rtasida yangi kimyoviy bog‘lar hosil bo‘ladi, natijada uch o‘lchamli tarmoq strukturasi hosil bo‘ladi. Ushbu tarmoq strukturasi PMMA ni ajoyib kuch va qat'iylik bilan ta'minlaydi.

Bundan tashqari, PMMA tarkibidagi ester aloqasi uning yuqori mexanik xususiyatlariga hissa qo'shadi. Ester aloqasi o'zining yuqori bog'lanish energiyasi bilan mashhur bo'lib, uni tashqi kuchlar ta'sirida sindirishga chidamli qiladi. Monomerlar orasidagi bu mustahkam bog'lanish PMMA kuchini oshiradi.

Molekulyar og'irlik va zanjir tartibi:

PMMA ning molekulyar og'irligi uning kuchini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Yuqori molekulyar og'irlikdagi polimerlar molekulalararo o'zaro ta'sirlarning kuchayishi tufayli yaxshilangan mexanik xususiyatlarga ega bo'ladi. Yuqori molekulyar og'irlikdagi PMMA quyi molekulyar og'irlikdagi hamkasblarga qaraganda ko'proq kuchlanish, zarba qarshiligi va qattiqligini namoyish etadi.

Bundan tashqari, material ichidagi polimer zanjirlarining joylashishi PMMA kuchiga ta'sir qiladi. Odatda kristallik deb ataladigan yuqori tartibli zanjirlar polimerlarning mexanik xususiyatlarini yaxshilash uchun ma'lum. Biroq, PMMAda yuqori kristallik darajasiga erishish uning amorf tabiati tufayli qiyin. Shunga qaramay, ishlov berish shartlarini diqqat bilan nazorat qilish va ma'lum qo'shimchalarni qo'shish orqali zanjirning hizalanishini rag'batlantirish va PMMA kuchini oshirish mumkin.

Quvvatlash texnikasi va plomba moddalari:

PMMA kuchini yanada oshirish uchun turli xil mustahkamlash texnikasi va plomba moddalaridan foydalanish mumkin. Ushbu usullar polimer matritsasini yuqori kuchlanish va kuchlanishga bardosh bera oladigan qo'shimcha materiallarni kiritish orqali mustahkamlashga qaratilgan.

Kuchaytirishning keng tarqalgan usullaridan biri shisha tolalar yoki uglerod nanotubalarini PMMA matritsasiga kiritishdir. Ushbu tolalar yoki nanotubalar mustahkamlovchi vosita sifatida harakat qilib, materialning mustahkamligi va qattiqligini oshiradi. Olingan kompozitsion material, tola bilan mustahkamlangan PMMA sifatida tanilgan, ajoyib mexanik xususiyatlarni namoyish etadi va muhandislik dasturlarida keng qo'llaniladi.

Yana bir keng tarqalgan usul - PMMA matritsasiga silika yoki kaltsiy karbonat zarralari kabi plomba moddalarini qo'shish. Ushbu plomba moddalari yoriqlar tarqalishiga to'sqinlik qiluvchi va materialning umumiy mustahkamligini yaxshilaydigan stress omillari sifatida ishlaydi. Ushbu plomba moddalarini mos ravishda tarqatish orqali PMMA ning kuchi va zarba qarshiligini sezilarli darajada oshirish mumkin.

Qayta ishlash texnikasi:

PMMA ishlab chiqarishda qo'llaniladigan ishlov berish usullari ham uning mustahkamligiga hissa qo'shadi. Ikkita keng tarqalgan usul - ekstruziya va qarshi kalıplama.

Ekstruziya paytida PMMA qatroni isitiladi va qatlam yoki novda kabi uzluksiz shakl hosil qilish uchun qolip orqali majburlanadi. Ekstruziya jarayoni polimer zanjirlarini tekislaydi va material ichidagi har qanday nuqson yoki zaif nuqtalarni kamaytiradi, natijada kuchli yakuniy mahsulot olinadi.

Inyeksion kalıplama eritilgan PMMA ni yuqori bosim ostida qolib bo'shlig'iga quyishni o'z ichiga oladi. Ushbu jarayon materialning mustahkamligini saqlab, murakkab shakllarni shakllantirish imkonini beradi. Inyeksion kalıplama paytida yuqori bosim sharoitlari polimer zanjirlarining bir hil taqsimlanishiga yordam beradi, bu esa mustahkamlikni oshiradi.

Ta'sirga chidamlilik va chidamlilik:

O'zining kuchliligidan tashqari, PMMA ham ajoyib zarba qarshiligi va mustahkamligini namoyish etadi. Shisha kabi materiallar zarbadan parchalanib ketadigan bo'lsa-da, PMMA yoriqlarga nisbatan yuqori darajada qarshilik ko'rsatadi.

PMMA ning qattiqligi uning yuqori molekulyar og'irligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, bu esa polimer zanjirlariga zarba hodisalari paytida energiyani samarali singdirish imkonini beradi. Bundan tashqari, yuqorida aytib o'tilganidek, plomba moddalarining mavjudligi yoriqlar tarqalishini oldini olish orqali umumiy mustahkamlikni oshiradi. Ushbu noyob xususiyatlar PMMA ni avtomobil old oynalari va himoya uskunalari kabi zarba qarshiligi muhim bo'lgan ilovalar uchun mos tanlov qiladi.

Xulosa:

Xulosa qilib aytganda, PMMA ning g'ayrioddiy kuchi uning kimyoviy tuzilishi, molekulyar og'irligi, zanjirning joylashishi, mustahkamlash texnikasi, plomba moddalari va qayta ishlash texnikasi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Uning mustahkamligi, zarba qarshiligi va chidamliligining noyob kombinatsiyasi uni turli xil ilovalar uchun ko'p qirrali materialga aylantiradi. PMMA ning kuchiga hissa qo'shadigan asosiy omillarni tushunish uni doimiy ravishda rivojlantirish va turli sohalarda qo'llash uchun juda muhimdir.