Od -30 °C do +80 °C: Temperaturno ovisni mehanizmi i inženjerske prakse

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Apstraktno

Polyurethane elastomer je široko korišten materijal visoke molekule u industrijskim primjenama premaza čvorova kotača, koji pokazuje izražena mehanička svojstva ovisna o temperaturi. U ovom članku sustavno se analiziraju obrasci promjene tvrdoće, mehanizmi mehaničke degradacije, procesi toplinskog starenja i trendovi dinamičkog pogoršanja performansi u temperaturnom rasponu od ekstremne hladnoće (-30 °C) do visoke temperature (+80 °C). U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju poliuretana za upotrebu u proizvodnji stakleničkih materijala za proizvodnju električnih goriva za uporabu u proizvodnji električnih goriva za upotrebu u proizvodnji električnih goriva za upotrebu u proizvodnji električnih goriva za upotrebu u proizvodnji elektri Kada temperatura padne ispod Tg, materijal se prelazi iz elastičnog u stakleno stanje, što dovodi do naglog povećanja rizika od lomljivih fraktura. U visokom temperaturnom opsegu (nad +60 °C) termička oksidativna degradacija ubrzava se, skup kompresije se povećava, a otpornost na habanje značajno opada. U ovom članku se na temelju standarda ISO 48, ASTM D2240 i drugih međunarodnih standarda predlažu smjernice za odabir kotača prekrivenih poliuretanom na temelju temperaturnih zona, pružajući znanstvenu osnovu za odabir opreme u logistici hladnog lanca, metalurškom odlivanju i rudarskim transport

1. Uvod

Poliuretani su široka kategorija makromolekularnih polimera karakteriziranih ponavljajućim karbamatnim skupinama u glavnom lancu. Poznati kao peta najveća plastika, poliuretanski elastomeri kombiniraju visoku elastičnost gume s visokom čvrstoćom plastike. S rasponom tvrdoće od Shore A 10 do Shore D 85, kola obložena poliuretanom široko se koriste u automatiziranim proizvodnim linijama, sustavima sortiranja, AGV prijevoznim vozilima, stereoskopskim skladišnim gomilačima, rudarskom transportnom opremi i drugim industrijskim područjima,

Međutim, kao polimerni materijal, mehanička svojstva poliuretana iznimno su osjetljiva na promjene temperature. Za razliku od metalnih materijala, ključni pokazatelji kao što su modul elastičnosti, tvrdoća, čvrstoća na vladanje i produženje pri lomljenju podliježu značajnim promjenama s temperaturom. U logističkoj industriji hladnog lanca radne temperature u hladnim skladištima mogu dostići i -30 °C. Pod takvim uvjetima poliuretanska kotača postaju iznimno tvrda i krhka. U industriji čelika i čelika, radna okruženja visoke temperature mogu doseći 60 do 80 stupnjeva Celzijusa ili više, što uzrokuje snažno omekšavanje i drastično skraćivanje trajanja.

2. - Što? Osnovna struktura i svojstva

2.1 Molekularna struktura

"Structura" ili "oblik" za proizvodnju poliuretanskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietenskih elastomera ili polietens Meki segmenti pružaju elastičnu sposobnost oporavka, dok tvrdi segmenti pružaju snagu i krutost. U skladu s člankom 3. stavkom 1. Poliuretani na bazi polietra općenito bolje funkcioniraju u ekstremno niskim temperaturama.

2.2 Osnovni pokazatelji uspješnosti

• Tvrdoća obale (Shore A/D): Otpornost materijala na udubljenje

• Tereza: Maksimalni naponi pri prijemnom položaju (MPa)

• Izdužanje pri lomljenju: postotak napetosti pri lomljenju, što odražava čvrstoću

• Otpornost na abraziju: testirana Akronom ili Taberovom metodom (mm3)

• Kompresijski komplet: Stalno deformacija nakon komprimiranja i istovarenja

• Otpornost: sposobnost vraćanja oblika nakon udarca (%)

• Otpornost na razdaranje: otpornost na širenje pukotina (kN/m)

3. Slijedi sljedeće: Učinci niskog temperature (-30 oC do 0 oC)

3.1 Temperatura prijelaza stakla (Tg)

Tg je najvažnija temperaturna karakteristika poliuretanovih elastomera. Kada temperatura okoline padne ispod Tg, segmentalno kretanje postaje zamrzlo, uzrokujući prijelaz iz elastičnog stanja u stakleno stanje. U slučaju polietra, Tg se kreće od -55 °C do -40 °C; u slučaju poliestra, Tg kreće se od -40 °C do -30 °C. Pri -30 °C neki poliuretani na bazi poliestra već su blizu ili ispod njihovog Tg.

 

S druge strane, u skladu s člankom 6. stavkom 1.	Tipični raspon Tg	Stavite na -30C	Preporučena primjena
S druge vrste	-55C ~ -40C	Ostaje elastičan	Prvi izbor za hladno okruženje
S druge vrste	-40 °C ~ -30 °C	S druge vrste	Potrebne formulacije otporne na hladnoću
S masenim udjelom masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih masnih mas	-65 °C ~ -50 °C	U potpunosti održava elastičnost	U ultra nisko temperaturnim uvjetima
Specijalna otpornost na hladnoću	-70 °C	U potpunosti održava elastičnost	Ekstremno hladno okruženje

3.2 Mehaničke promjene pri niskim temperaturama

3.2.1 Povećanje tvrdoće

Kada temperatura padne s +23 C na -30 C, tvrdoća obale A može se povećati za 15 do 25 stupnjeva. Polimerični poliuretani od 75 A pri sobnoj temperaturi mogu se učvrstiti do 90 A ili više pri -30 C. Materijal gubi svoju fleksibilnost i sposobnost ometanja gotovo potpuno.

3.2.2 Povećanje lomljivosti

Izdužina pri prekidu naglo opada. Visokokvalitetni poliuretani mogu imati 400-600% produžetost na sobnoj temperaturi, ali padaju ispod 100% na -30C. Materijal postaje vrlo osjetljiv na krhko puktanje pod udarnim opterećenjima.

3.3 Preporuke za odabir hladnog skladištenja

Temperatura skladištenja na hladno	Preporučeni poliuretani	Tvrdoća	Ključni uzeci
0C ~ -10C (hladno)	S standardnim polieternim	s druge strane,	Izbjegavajte krhke frakture
-10 °C ~ -20 °C (zamrznute)	S druge vrste	70A ~ 78A	U slučaju da je testiran, mora se provjeriti:
-20 °C ~ -30 °C (Duboko zamrznuto)	Ultra-protivni na hladnoću	s druge strane,	Izbjegavanje udarnog opterećenja
sredstva za proizvodnju	Prilagođena formulacija	s druge strane,	Potrebna tehnička savjetovanja

4. - Što? Učinci visokotemperaturnog okoliša (+50 do +80 °C)

4.1 Umekšavanje pri visokim temperaturama

U slučaju da je temperatura iznad +50 °C, poliuretana se značajno omekšava. Standardni Shore A 80 poliuretana: pri +23C otprilike 80A; pri +60C pada na 70A-73A; pri +80C dodatno opada na 65A-68A. U slučaju visokih statičkih opterećenja, deformacija kompresije značajno se povećava, otpor valjanja raste i potrošnja energije se povećava.

4.2 Termalno starenje i oksidativna degradacija

Visoke temperature ubrzavaju toplinsku oksidativnu degradaciju. Ester ili eterske veze podvrgnu se lančanoj rascjepi i unakrsnoj vezi pod toplinom i kisikom, uzrokujući nepovratno pogoršanje svojstava: povećanje tvrdoće (pobrbljivost), pukotina površine, promjena boje i smanjenje mehaničkih svojstava.

 

Prema Arrheniusovoj jednadžbi, stopa starenja se udvostručuje za svako povećanje temperature. Stopa starenja na +80°C je otprilike 8 do 16 puta veća od one na +23°C.

 

Temperatura okoline	Relativna stopa starenja	Procenjeni relativni životni vijek
+23C (Soba)	1x (izvorna vrijednost)	100%
+40C	~ 2x	~50%
+60C	~4x	~25%
+80C	~8~16x	~6~12%

4.3 Povećana kompresija

Visoke temperature značajno povećavaju kompresiju. U slučaju da se u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka primjenjuje na proizvod, proizvođač mora upotrijebiti sljedeće metode: U slučaju da je proizvodni kapacitet u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka veći od 50%, proizvodni kapacitet u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka može se povećati za sljedeće vrste proizvoda: To uzrokuje ravnanje kotača, smanjenu koncentričnost, abnormalne vibracije i buku te ubrzano nošenje ležaja.

4.4 Preporuke za metalurgiju i okoliš odlijevanja

Vrsta okoline	Temperaturni raspon	Preporučeni poliuretani	Alternativa
Sljedeći članak:	+50°C ~ +60°C	Standardna toplinsko stabilna formulacija	Obično dovoljno
Uzmerne visoke temperature (održane)	+60°C ~ +80°C	Određeni formulacija toplinski stabilna	Procijenite alternativne materijale
Svakodnevni (neprekidni)	+80°C ~ +100°C	S druge vrste	Razmislite o Vulkollanu ili metalnim kotačima.
Ekstremno visoka brzina	smanjenje emisije	U skladu s člankom 4. stavkom 2.	Moraju koristiti metalna kotača.

- Pet. Temperatura i toplinski šok

5.1 Učinci na interfejs za lepljenje

Metal i poliuretano imaju vrlo različite koeficijente toplinske dilatacije: poliuretano otprilike 100-200x10^-6/C, čelik samo 12x10^-6/C. Pod istom promjenom temperature, stopa promjene zapremine poliuretana je 8 do 17 puta veća od čelika, stvarajući ponavljajuće Nakon stotina temperaturnih ciklusa, mikro-defekti se postepeno pojavljuju, što na kraju dovodi do delaminiranja.

5.2 Prirodjenje i umor mikro pukotina

Svaki temperaturni ciklus uzrokuje kontrakciju i širenje zapremine, mijenjajući koncentraciju napona na vrhovima pukotina. U stanju krhkoće pri niskom temperaturi, brzina širenja pukotina je mnogo veća nego pri sobnoj temperaturi. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1907/2006, u slučaju da se u slučaju otpadne opreme za vožnju u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 ne provodi radni sat, zauzima se sljedeće mjere:

5.3 Opasnost toplinskog udara

Termalni šok (brze promjene temperature) stvaraju intenzivne temperaturne gradijente i nejednaki toplotni rast, uzrokujući izuzetno visok toplotni stres koji često premašuje krajnju čvrstoću materijala, što direktno uzrokuje početak mikro pukotina ili makroskopsku frakturu. Kolesa prekrivena poliuretanom NE STAJU podvrgnuti drastičnim terapijama toplotnim udarima - uvijek se postupno zagrijavaju ili hlade.

6. - Što? Metode za procjenu temperature

6.1 Pravo mjerenje temperature

• Mjesto mjerenja: Mjerenje u stvarnom radnom položaju kotača, a ne samo u temperaturi zraka

• Vreme mjerenja: Zapamti vrhunac, najniži i prosječne vrijednosti tijekom 24 sata ili više dana

• Utjecaj izvora topline: Identificirajte lokalne izvore topline koji utječu na temperaturu kotača

• Faktori opterećenja: Rad uz veliko opterećenje povećava unutarnji otpor, što povećava radnu temperaturu

6.2 Procjena radne temperature

U slučaju da je to potrebno za proizvodnju vozila, potrebno je utvrditi razinu i razinu otpornosti na toplinu. U ekstremnim uvjetima radna temperatura može biti veća od okoline za 20-30 °C ili više.

 

U slučaju da je to moguće, izračun se može provesti na temelju sljedećih metoda:

6.3 Načela projektiranja temperaturne granice

• Za visoko temperaturno okruženje, odaberite stupnjeve 10-20C viši od izmjerene maksimalne temperature

• Za nisko temperaturno okruženje, odaberite formulacije s Tg 15-20C nižim od mjerenog minimuma

• Za okruženja s velikim temperaturnim varijacijama procjenite razinu učinkovitosti u oba smjera

- Sedam. Preporuke za odabir Sažetak

Temperaturni raspon	Zahtjevi za materijalom	Preporučena tvrdoća	Ključni uzeci
-30 °C ~ -20 °C	S druge strane, za proizvodnju proizvoda iz poglavlja 1 ovog Pravilnika primjenjuje se sljedeći standard:	s druge strane,	U slučaju da se ne radi o ispitivanju, ispitivanje se provodi u skladu s člankom 6. stavkom 2.
-20 °C ~ 0 °C	Polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, polietilen, poliet	s druge strane,	Izbor formulacija otpornih na udare
0 °C ~ + 30 °C (spavaćina)	Sastavni poliuretani	s druge strane,	Standardni uvjeti; nema posebnih zahtjeva
+30C ~ +50C	Sastav za proizvodnju proizvoda	80A ~ 88A	Povećanje tvrdoće kako bi se kompenziralo omekšavanje
+50°C ~ +70°C	Određeni formulacija toplinski stabilna	82A ~ 90A	U slučaju da je proizvodni proizvod u skladu s člankom 6. stavkom 1.
+70°C ~ +80°C	S druge vrste	85A ~ 92A	U slučaju da se ne primjenjuje PUR,
smanjenje temperature	U slučaju da se ne primjenjuje,	Nije preporučeno	Mora koristiti materijale visoke temperature

8. - Što? Standardi ispitivanja i ocjenjivanje kvalitete

8.1 Glavni standardi ispitivanja

Testna stavka	ISO standard	ASTM Standard	Temperaturne uvjete
Tvrdoća	ISO 48	ASTM D2240	u slučaju da je to potrebno, potrebno je utvrditi datum podnošenja zahtjeva.
Napetost	ISO 37	ASTM D412	-60 °C do +100 °C
Oštrivanje	ISO 4649	ASTM D3389	Standardna ili visoka temperatura
Sklapanje	ISO 815	S druge strane,	u slučaju da je testiran na temelju ispitivanja u skladu s člankom 6. stavkom 2.
Ploćna krhkost	ISO 812	S druge strane,	-70°C do 0°C
Toplinsko starenje	ISO 188	ASTM D573	+70 °C do +120 °C

8.2 Preporuke za provjeru kvalitete

• Potpuni izvještaj o ispitivanju učinkovitosti pri +23C: tvrdoća, čvrstoća na vladanje, izdužljivost, abrazija, skupljanje za komprimiranje

• Specijalni izvještaj o ispitivanju pri stvarnoj radnoj temperaturi: unutar +/-10C od radne temperature

• Izvješće o ispitivanju temperaturnim ciklusima: zadržavanje učinkovitosti nakon određenih ciklusa

• Izvješće o ubrzanom ispitivanju toplinskog starenja: za ekstrapolaciju životnog vijeka

9. - Što? U skladu s člankom 21. stavkom 1.

(1) U ekstremno hladnim uvjetima primarni rizik predstavlja krhkost pri niskim temperaturama.

U temperaturama od -30 °C, standardni poliuretani mogu biti u blizini ili u staklenom stanju. U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog standarda, ispitna tijela mogu se koristiti za ispitivanje.

 

(2) Staranje pri visokim temperaturama odlučujući je čimbenik u visoko-temperaturnim uvjetima.

Stopa starenja na +80 °C je otprilike 8-16 puta veća od one na sobnoj temperaturi. U slučaju da se ne primjenjuje, ispitni sustav može se upotrijebiti za ispitivanje.

 

(3) Temperatura i toplinski šok su podmukli, ali opasni mehanizmi oštećenja.

Termalni ciklusi ubrzavaju delaminiranje na interfejsu lepila; toplinski šok može uzrokovati mikro pukotine ili makroskopske frakture.

 

(4) Pravo procjenjivanje temperature preduvjet je za racionalnu selekciju.

U slučaju da se ne primjenjuje presjek, to se može učiniti na temelju odgovarajućih tehničkih standarda.

Ovaj članak temelji se na znanstvenim načelima poliuretanskih materijala za tehničku referentnost. U slučaju da se ne provede određena kontrola, proizvođač mora biti u stanju provjeriti da li je proizvod u skladu s zahtjevima iz članka 4. stavka 2.