20.07.2023 by Prof. Dr. Ing. Sascha Englich
Rheokinetika - Perilaku Pengawetan Aliran Spesifik Proses dari Senyawa Cetakan Termoseting
Istilah reokinetika digunakan untuk menggambarkan perilaku reologi yang bergantung pada reaksi dari bahan termoseting, yang sangat penting dalam, misalnya, pemrosesan senyawa cetakan termoset (cetakan injeksi, cetakan transfer).
Dr. Sascha Englich adalah seorang Profesor untuk Teknik Plastik di Universitas Steinbeis Berlin dan ahli untuk bahan plastik dan teknologi proses di Schwarz Plastic Technologies*. Sebagai bagian dari seri blog baru untuk optimalisasi cetakan injeksi resin epoksi dengan menggunakan kalorimetri pemindaian diferensial dan reologi, ia telah mempresentasikan laporan tentang: Cetakan Injeksi Termoset dalam E-Mobilitas, Resin Epoksi - Polimer Reaktif sebagai Dasar untuk Senyawa yang Dapat Dicetak dengan Injeksi, dan Analisis DSC pada Termoset. Bagian keempat dari seri blog kami adalah tentang reokinetika.
Istilah reokinetika digunakan untuk menggambarkan perilaku reologi yang bergantung pada reaksi dari bahan termoset, yang sangat penting dalam, misalnya, pemrosesan senyawa cetakan termoset (cetakan injeksi, cetakan transfer). Classic Pemantauan yang disederhanakan dari perilaku Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. pengawetan aliran biasanya didasarkan pada apa yang disebut kurva "U" viskositas/daya alir, yang dimaksudkan untuk merepresentasikan hubungan antara penurunan viskositas awal akibat peningkatan suhu dan peningkatan viskositas selanjutnya akibat ikatan silang molekuler yang progresif (Gambar 1).
Tentang Perilaku Pengawetan Aliran dari Senyawa Cetakan Termoseting
Diterapkan pada proses manufaktur yang nyata, interaksi kimia-fisika ini menghasilkan proses yang jauh lebih kompleks. Gambar 2 menggambarkan skema perilaku Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. pengawetan aliran dari senyawa cetakan termoseting (misalnya, resin epoksi atau resin fenolik) melalui siklus pencetakan injeksi. Kekakuan material (sesuai dengan viskositas dalam keadaan cair) menunjukkan kurva karakteristik dalam masing-masing fase proses. Selama proses plastisisasi, suhu massa ditingkatkan secara sistematis oleh pemanas barel dan gesekan (rotasi sekrup) hingga kisaran transisi gelas dari resin amorf terlampaui (Gambar 2, grafik kuning). Bahan sekarang dalam keadaan cair. Idealnya, suhu dipilih/disesuaikan dengan viskositas serendah mungkin, sementara juga menghindari Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. pengawetan (lih. artikel blog "Analisis DSC pada Termoset - Penerapan Metodologi Pengukuran yang Tepat untuk Jenis Resin yang Berbeda").
Status Proses Selama Pencetakan Injeksi
Selama fase injeksi, saat material mengalir melalui nosel mesin, gesekan memanaskan material sedekat mungkin dengan suhu pengawetan yang relevan dalam waktu singkat. Oleh karena itu, pengikatan silang molekuler terjadi pada tingkat yang dipercepat dari titik ini dan seterusnya (Gambar 2, kurva biru). Pada saat yang sama, kenaikan suhu ini menyebabkan penurunan viskositas yang signifikan. Fase proses yang relatif singkat ini penting untuk efisiensi dan kualitas proses karena menentukan pengisian cetakan(reologi) selain waktu pengeringan (dinamika reaksi). Selama fase pasca-tekanan, viskositas awalnya terus menurun karena kenaikan suhu (pemanasan cetakan termasuk Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. reaksi pengikatan silang EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas.eksotermik), dan akhirnya meningkat seiring dengan kemajuan pengikatan silang, dengan material kembali ke keadaan padat (fase curing). Bahan/komponen dikeluarkan dari cetakan dalam keadaan panas dan padat. Ambang batas untuk suhu transisi kaca khusus pengikatan silang pertama kali dicapai selama pendinginan.
Wawasan tentang perilaku pengawetan aliran spesifik material sangat penting untuk desain komponen dan proses. Sebagai contoh, enkapsulasi komponen elektronik memerlukan pengisian cetakan yang mengurangi tekanan agar tidak merusak komponen elektronik yang sensitif. Pada saat yang sama, celah yang sangat sempit sering kali harus diisi penuh (Gambar 4). Hal ini membutuhkan bahan dengan viskositas yang sangat rendah selama pengisian cetakan (sebagian besar senyawa resin epoksi khusus) sehubungan dengan desain cetakan dan proses yang sesuai.
Hal penting lainnya di mana sifat reokinetik memainkan peran penting adalah pembentukan struktur pengisi, misalnya orientasi serat. Dua orientasi lapisan yang berbeda terbentuk (Gambar 5). Ada dua lapisan tepi, di mana serat terutama diorientasikan sejajar dengan arah aliran (zona geser), dan satu lapisan inti di mana serat terutama diorientasikan tegak lurus terhadap arah aliran (zona ekstensi lateral). Proporsi yang sesuai dari lapisan berorientasi di atas penampang melintang secara signifikan mempengaruhi sifat mekanik dalam arah pembebanan yang berbeda. Hal ini dipengaruhi oleh perilaku material rheokinetik selain cetakan dan desain proses.
Metode Simulasi Pemrosesan
Kedua skenario aplikasi yang disebutkan di atas menunjukkan pentingnya memiliki wawasan tentang perilaku reokinetik senyawa cetakan termoseting untuk melakukan pemilihan material, cetakan dan desain proses yang optimal. Penggunaan metode simulasi pemrosesan (Gambar 6) juga penting untuk menghindari uji coba eksperimental. Oleh karena itu, perilaku material reokinetik harus ditentukan dengan kombinasi DSC dan reometri, dan disediakan melalui model matematika dalam perangkat lunak simulasi pemrosesan sebagai "dasar perhitungan".
Salah satu opsi dalam pengukuran reologi adalah penggunaan rotasi/osilasi, fitur khusus, yang akan disajikan secara rinci selama analisis senyawa cetakan termoseting dalam artikel berikutnya.
Salah satu opsi dalam pengukuran reologi adalah penggunaan rotasi/osilasi, fitur khusus, yang akan disajikan secara rinci selama analisis senyawa cetakan termoseting dalam artikel berikutnya. Nantikan!
*Schwarz Plastic Technologies adalah perusahaan konsultan untuk tantangan spesifik dalam industri plastik dengan fokus pada teknik, teknologi proses dan pemasaran khusus plastik.
