Do podstawowych cech wewnętrznych wyprasek, zalicza się: orientację cząsteczek, naprężenia własne oraz rodzaj struktury, która może być częściowo krystaliczna lub amorficzna. Orientacja cząsteczek dla polimerów polega na ustawieniu w odpowiedni sposób łańcuchów lub części łańcuchów w odpowiednim, uprzywilejowanym kierunku. Podczas napełniania wyróżnić można 2 rodzaje orientacji cząsteczek występujących jednocześnie:
-
wydłużanie, które występuje w momencie przemieszczania się stopionego tworzywa w formie. Powoduje to rozciąganie wszystkich elementów tworzywa w kierunku prostopadłym do płynięcia. Po spadku temperatury utworzona orientacja cząsteczek zostaje zamrożona. W wyniku wydłużania stopień orientacji podłużnej jest znacznie większy od stopnia orientacji poprzecznej.
-
ścinanie, które powstaje na skutek różnych prędkości warstw przemieszczających się w formie. Orientacja cząsteczek skierowana jest w kierunku płynięcia tworzywa. Przy powierzchni gniazda występują większe siły ścinające dlatego też orientacja podłużna jest większa niż orientacja poprzeczna.
Występowanie orientacji poprzecznej i podłużnej powoduje umocnienie materiału. Wielkość orientacji zależy od: temperatury stopu, temperatury ścian gniazda oraz od szybkości płynięcia. Warto także dodać, że w przypadku cienkich wyprasek występuje większa orientacja niż w przypadku grubościennych.
Naprężenia własne są to naprężenia mechaniczne występujące w wyprasce bez oddziaływania jakichkolwiek sił z zewnątrz. Polegają one na zmianie położenia równowagi atomów, zmianie ich odległości między sobą a także na zmianie kątów walencyjnych w łańcuchach cząsteczek. Wartość naprężeń własnych nie przekracza wartości 4%, a więc są bardzo małe w porównaniu z naprężeniami które występują podczas orientacji. Podczas gdy wypraska znajduje się jeszcze w formie, naprężenia własne nie są w równowadze, dopiero po usunięciu po jej usunięciu z formy następuje ich równowaga co obrazuje deformacja wypraski. Niektóre przyczyny powstawania złożonego stanu naprężeń własnych to:
-
nierównomierna szybkość chłodzenia poszczególnych warstw w przekroju ścianki wypraski. Powierzchnia ścianki chłodzi się szybciej niż jej środek co prowadzi do powstania naprężeń własnych ściskających na powierzchni natomiast wewnątrz wypraski naprężeń własnych rozciągających,
-
ciśnienie szczątkowe wewnątrz wypraski, które powstaje na skutek nadmiernego ciśnienia docisku. W przypadku tworzyw amorficznych prowadzi to do powstania mikropęknięć w warstwie zewnętrznej.
Uzyskana struktura w przypadku tworzyw amorficznych ze względu na orientację i naprężenia własne nie odbiega od struktury pierwotnie założonej. Natomiast w przypadku wyprasek z tworzyw częściowo krystalicznych może odbiegać z powodu różnic udziału fazy krystalicznej w stosunku do amorficznej. Główne czynniki powodujące wytworzenie odpowiedniej struktury to:
-
szybkość chłodzenia a więc grubość wypraski, a także odpowiednia konstrukcja formy powodująca równomierne chłodzenie formy,
-
parametry tworzywa takie jak: skłonność do tworzenia struktur drobnoziarnistych, stopień krystaliczności, szybkość krystalizacji, itp.
Wypełniacze (środki modyfikujące) dodaje się w celu zapewnienia odpowiednich właściwości tworzywa: polepszenia właściwości mechanicznych, przewodnictwa cieplnego, lub elektrycznego, odporności na ścieranie, a także w celu obniżenia ceny, itp. Pod względem postaci dzielą się na:
-
proszkowe - proszki metali, grafit, mączka kamienna i drzewna, sadze, mika, oraz ziemia okrzemkowa,
-
włókniste - druty metalowe, włókna azbestowe, szklane, syntetyczne, bawełniane,
-
arkuszowe - folie oraz siatki metalowe, tkaniny szklane, syntetyczne, bawełniane a także papier.
Dodatek włókien szklanych powoduje w gnieździe w czasie płynięcia powstawanie anizotropii, skórcz w kierunku poprzecznym jest większy niż w kierunku ułożenia włókien. W przypadku dodawania wypełniaczy orientacja włókien zależy także oprócz parametrów przetwórczych od sposobu doprowadzenia tworzywa a także od geometrii wypraski. Nie należy stosować wtrysku przez kilka przewężek gdyż mogą powstać zawirowania powodujące osłabienie wypraski. Dodatek włókien powoduje zwiększenie lepkości a także lepsze odprowadzenie ciepła z całej masy wypraski. Natomiast ich wadą są: zmniejszenie udarności i wytrzymałości na rozciąganie. Dodatek kredy i innych wypełniaczy mineralnych – powoduje wzrost kruchości oraz sztywności wypraski a także utrudnia płynięcie tworzywa. Dodatek środków poślizgowych – powodują, że w miejscach łączenia strumienia zmniejsza się wytrzymałość wypraski a także polepsza się wypełnienie gniazda. Dodawane są do gotowego granulatu bezpośrednio przed tabletkowaniem lub do masy proszków przeznaczonych do napełniania kapsułek i dzielą się w zależności od działania na: właściwe poślizgowe, smarujące oraz antyadhezyjne. Dodatek środków utrudniających palność – wymaga stosowania jak najmniejszych temperatur tworzenia ponieważ są bardzo czułe na temperaturę w czasie procesu i mogą się przegrzać. Artykuł pochodzi z Partnerskiego Serwisu www.narzedziownie.pl
