Rhagymadrodd
Mae asid polylactig (PLA), fel plastig bioddiraddadwy, wedi'i ddefnyddio'n helaeth ym maes pecynnu tafladwy yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Yn deillio o adnoddau adnewyddadwy fel startsh ŷd a bagasse cansen siwgr, mae'n arddangos biocompatibility a bioddiraddadwyedd rhagorol, yn dadelfennu i garbon deuocsid a dŵr o fewn ychydig fisoedd o dan amodau compostio diwydiannol. Fodd bynnag,-perfformiad tymheredd isel yn gyfyngiad allweddol ar gyfer cymwysiadau PLA. Mae ei dymheredd trawsnewid gwydr (Tg) fel arfer yn 55-65 gradd (gwerth nodweddiadol tua 60 gradd). O dan y tymheredd hwn, mae symudedd cadwyn moleciwlaidd yn gostwng yn sydyn, ac mae'r deunydd yn mynd yn galetach ac yn fwy brau, yn enwedig ger Tg, gan effeithio'n sylweddol ar ei berfformiad tymheredd isel.
Mae ymchwil gyfredol ar berfformiad tymheredd isel PLA yn canolbwyntio'n bennaf ar addasu deunydd a dadansoddiad damcaniaethol. Mae data'n dangos bod PLA pur yn dueddol o embrittlement ar dymheredd isel, gyda gostyngiad sylweddol mewn priodweddau mecanyddol. O dan -60 gradd, mae cryfder plygu a chryfder yr effaith yn gostwng yn sydyn, ac yn is na -80 gradd, mae'r cryfder plygu hyd yn oed yn cyrraedd sero, tra bod y modwlws elastig yn gostwng yn sylweddol. Fodd bynnag, data prawf penodol ar gyfer PLA tafladwy cyffredincwpanau clir plastigar dymheredd isel a ddefnyddir yn gyffredin (-20 gradd) yn dal i fod yn ddiffygiol. Mae'r astudiaeth hon yn cynnal profion a dadansoddiad ymarferol ar yr agwedd hon.
I. Nodweddion Materol a Samplau Prawf
1.1 Nodweddion Sylfaenol Deunydd PLA
Mae PLA yn bolymer lled-grisialog gyda strwythur moleciwlaidd unigryw a phriodweddau ffisegol. Yn ôl y llenyddiaeth, mae gan poly{2}L-asid lactig grisialogedd o tua 37%, Tg o tua 65 gradd, ymdoddbwynt o 180 gradd, modwlws tynnol o 3-4 GPa, a modwlws plygu o 4{{.5 GPa. Mae'r nodweddion hyn yn pennu ei berfformiad tymheredd isel: ar dymheredd yr ystafell, mae mewn cyflwr gwydrog, gyda phwynt toddi o 150-160 gradd, ond ni ddylai'r tymheredd defnydd hirdymor fod yn fwy na 80 gradd, fel arall mae'n dueddol o feddalu a diraddio; ar dymheredd isel, mae symudiad cadwyn moleciwlaidd yn gyfyngedig, gan arddangos brau sylweddol, gan ddod yn fregus ac yn hawdd ei dorri o dan 0 gradd.
1.2 Manylebau a Nodweddion cwpanau clir plastig PLA tafladwy Safonol
Mae ymchwil marchnad yn dangos bod manylebau nodweddiadol PLA tafladwy safonolcwpanau clir plastigfel a ganlyn:
| Cynhwysedd (oz/ml) | Diamedr Uchaf (mm) | Diamedr gwaelod (mm) | Uchder (mm) | Pwysau (g) | Defnydd |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 owns (150ml) | 74 | 45 | 69 | 4.8 | Diodydd oer |
| 6 owns (180ml) | 74 | 45 | 80 | 4.8 | Diodydd oer |
| 8 owns (240ml) | 78 | 45 | 86 | 5.2 | Diodydd oer |
| 12 owns (360ml) | 89 | 57 | 108 | 8.5-9.3 | Diodydd oer |
| 16 owns (480ml) | 89 | 57 | - | 10 | Diodydd oer |
Dewisodd yr astudiaeth hon gwpan tryloyw PLA 12 owns (360ml) sydd ar gael yn gyffredin fel y sampl prawf. Mae'n pwyso 8.5-9.3g, fe'i gweithgynhyrchir gan ddefnyddio mowldio chwistrellu, ac mae ganddo waliau tenau, sy'n gyson â nodweddion dylunio lleihau cost ac arbed deunyddiau cwpanau clir plastig tafladwy.
1.3 Cymhariaeth Perfformiad â Deunyddiau Plastig Traddodiadol
| Math o Ddeunydd | Amrediad Tymheredd | -Nodweddion Perfformiad Tymheredd Isel | Cryfder Tynnol (MPa) | Elongation at Break (%) | Modwlws Hyblyg (GPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 45-50 gradd | Brau ar dymheredd isel | 48-145 | 2.5-100 | 3.7-3.8 |
| PET | -40 gradd i 60-70 gradd | Yn dod yn frau ar dymheredd isel, Tg≈70 gradd | 57 | - | - |
| PP | -40 gradd i 100 gradd | Yn cynnal caledwch da ar dymheredd isel | 41-100 | 3.0-80 | - |
| CPET | -40 gradd i 220 gradd | Perfformiad tymheredd uchel ac isel rhagorol | - | - | - |
Fel y gwelir o'r tabl, mae ymwrthedd tymheredd PLA yn sylweddol is na phlastigau traddodiadol: er bod PET hefyd yn mynd yn frau ar dymheredd isel, mae ei berfformiad yn gymharol well ar -20 gradd; Mae gan PP yr ystod tymheredd ehangaf, gyda pherfformiad sefydlog o -40 gradd i 100 gradd; Mae gan CPET y perfformiad tymheredd uchel ac isel gorau. O ran priodweddau mecanyddol, mae gan PLA ystod eang o gryfder tynnol, ond mae ei ehangiad adeg egwyl yn is na PP, sy'n dangos caledwch cymharol annigonol.
II. Dyluniad Dull Prawf
2.1 Safonau Profi Safonol
Mae'r astudiaeth hon yn dilyn safonau rhyngwladol yn llym, gan gyfeirio'n bennaf at:
- ASTM D746-20 "Dull Prawf Safonol ar gyfer Breuder Tymheredd Plastigau ac Elastomers yn ôl Effaith": Yn nodi dull ar gyfer pennu tymheredd torri esgyrn brau plastigau o dan amodau effaith penodol, gan ddiffinio'r tymheredd y mae 50% o'r samplau yn debygol o fethu.
- ISO 974:2000 "Plastigau - Pennu tymheredd brau trawiad": Ar gyfer plastigion nad ydynt yn anhyblyg ar dymheredd ystafell, defnyddir technegau ystadegol i feintioli tymheredd yr hollt brau.
- ASTM D618 "Arfer Safonol ar gyfer Cyflyru Plastigau ar gyfer Profi": Yn nodi'r gweithdrefnau a'r amodau cyflyru ar gyfer plastigau cyn eu profi, gan sicrhau dibynadwyedd a chymaroldeb y canlyniadau.
-
2.2 Rhag-drin Sampl a Chyflyru Amgylcheddol
Yn ôl safon ASTM D618, mae angen rhag-driniaeth safonol ar samplau prawf cyn cynnal profion tymheredd isel:
- Glanhau Sampl:Glanhewch wyneb y sampl gyda glanedydd ysgafn a dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio i gael gwared ar staeniau olew, llwch a halogion eraill. Ar ôl glanhau, sychwch yr wyneb gyda lliain glân, meddal i sicrhau ei fod yn sych ac yn lân.
- Cyflyru:Rhowch y samplau mewn amgylchedd labordy safonol ar dymheredd o 23 ± 2 gradd a lleithder cymharol o 50 ± 5% am o leiaf 48 awr i sicrhau bod y samplau'n cyrraedd cyflwr cychwynnol sefydlog.
- Mesur Cychwynnol:Ar ôl pretreatment, mesurwch dimensiynau allweddol megis diamedr agoriad y cwpan, diamedr gwaelod y cwpan, uchder, a thrwch wal gan ddefnyddio offer manwl fel micromedrau a chalipers, a chofnodwch y data cychwynnol.
2.3 Offer Profi a Rheolaeth Amgylcheddol
Mae'r prif offer a ddefnyddir yn yr astudiaeth hon fel a ganlyn:
- Rhewgell tymheredd isel -: Rhewgell storio tymheredd isel 20 gradd proffesiynol gyda chywirdeb rheoli tymheredd o ±0.5 gradd ac unffurfiaeth o ±2.0 gradd .
- System Monitro Tymheredd: Defnyddir synwyryddion tymheredd PT100 (cywirdeb ± 0.1 gradd) i fonitro tymheredd y sampl mewn amser real.
- Offer Mesur: -micromedrau manwl uchel (cywirdeb 0.01mm), calipers vernier (cywirdeb 0.02mm), a chydbwysedd electronig (cywirdeb 0.01g).
- Offer Archwilio Optegol: Microsgop digidol cydraniad uchel ac ymyrraeth golau gwyn ar gyfer arsylwi crac arwyneb.
2.4 Gosodiadau Paramedr Prawf
Yn seiliedig ar ofynion safonol ac anghenion cymhwyso gwirioneddol, mae'r paramedrau prawf wedi'u gosod fel a ganlyn:
| Cyflwr Prawf | Gosod Paramedr | Sylwadau |
|---|---|---|
| Tymheredd Prawf | -20±1 gradd | Targedu tymheredd rhewi |
| Amser Prawf-tymor byr | 1 awr, 2 awr | Dau bwynt amser |
| Amser Prawf-tymor hir | 24 awr, 48 awr, 72 awr | Tri phwynt amser |
| Swm Sampl | 10 sampl cyfochrog fesul grŵp | Yn sicrhau dibynadwyedd ystadegol |
| Amser Ecwilibriwm Tymheredd | O leiaf 1 awr | Yn sicrhau sefydlogrwydd tymheredd sampl |
2.5 Dyluniad Gweithdrefn Prawf
Cynhelir y prawf mewn sypiau, gyda 10 sampl cyfochrog yn cael eu profi ar bob pwynt amser. Mae'r camau penodol fel a ganlyn:
Paratoi Sampl: Mae'r samplau sydd wedi'u trin ymlaen llaw yn cael eu rhannu ar hap yn 5 grŵp (10 sampl fesul grŵp). Mae un grŵp yn gwasanaethu fel y grŵp rheoli (heb ei rewi), a defnyddir y pedwar grŵp sy'n weddill ar gyfer profion rhewi 1 awr, 2 awr, 24 awr, a 72 awr, yn y drefn honno.
Gwerthusiad Perfformiad Cychwynnol: Mae samplau'r grŵp rheoli yn cael eu harchwilio'n weledol, mesur dimensiwn, mesur pwysau, a phrofi caledwch i sefydlu data sylfaenol.
Prawf Rhewi: Rhoddir y samplau prawf mewn rhewgell -20 gradd. Ar ôl aros o leiaf 1 awr i sicrhau cydbwysedd tymheredd, caiff y samplau eu tynnu ar yr amseroedd a bennwyd ymlaen llaw, a gwerthusir eu perfformiad ar unwaith er mwyn osgoi adlam tymheredd sy'n effeithio ar y canlyniadau.
Gwerthuso Perfformiad: Mae hyn yn cynnwys archwiliad gweledol (craciau, dadffurfiad), mesur dimensiwn (newidiadau mewn dimensiynau allweddol), mesur pwysau, profi caledwch, a chanfod crac (arsylwi microsgopig o hyd, dyfnder a dosbarthiad crac).
Dadansoddi Data: Gwneir dadansoddiad ystadegol o ddata'r prawf, gan gyfrifo paramedrau megis gwyriad cymedrig a safonol i asesu dibynadwyedd y canlyniadau.
III. Safonau Gwerthuso Perfformiad
3.1 Safonau Gwerthuso Brauder
3.1.1 Safonau Dosbarthu Hyd Crac
| Lefel Crac | Ystod Hyd | Difrifoldeb | Meini Prawf y Farn |
|---|---|---|---|
| Crac Mân | Llai na neu'n hafal i 2mm | Ychydig | Nid yw'n effeithio ar ymarferoldeb |
| Crac Byr | 2-5mm | Cymedrol | Yn effeithio ar estheteg ond nid ymarferoldeb |
| Crac Canolig | 5-10mm | Difrifol | Yn effeithio ar ymarferoldeb |
| Crac Hir | >10mm | Hynod Ddifrifol | Yn arwain at fethiant strwythurol |
3.1.2 Gwerthusiad Dwysedd Crac
Dwysedd crac=Cyfanswm hyd crac / Arwynebedd sampl. Mae dwysedd canghennog crac a nodweddion dosbarthu hefyd yn cael eu cofnodi a'u gwerthuso yn unol â safon GB/T13298-2015.
3.1.3 Gwerthusiad Tymheredd Brau
Yn ôl safonau ASTM D746 ac ISO 974, mae'r tymheredd brau yn cyfeirio at y tymheredd y mae 50% o'r samplau yn torri asgwrn brau o dan amodau effaith penodol. Er bod yr astudiaeth hon yn canolbwyntio ar -20 gradd , cynhaliwyd profion ychwanegol i bennu ystod tymheredd brittleness y cwpanau plastig clir PLA.
3.2 Safonau Gwerthuso Anffurfiannau
3.2.1 Cyfradd Newid Dimensiwn Llinol
Cyfradd newid llinol (%)=(Dimensiwn ar ôl triniaeth - Dimensiwn cychwynnol) / Dimensiwn cychwynnol × 100%. Mae mesuriadau allweddol yn cynnwys newidiadau mewn diamedr ceg cwpan, diamedr gwaelod cwpan, uchder, a thrwch wal.
3.2.2 Cyfernod Anffurfio Siâp
Warpage: Mesurwch wyriad gwastadrwydd ceg a gwaelod y cwpan. Yr uchafswm gwyriad a ganiateir yw 0.5 mm, gyda gwall gwastadrwydd awyren gyfeirio o<0.05 mm.
Gwyriad roundness: Mesur y newid roundness y cwpan ar uchderau gwahanol gan ddefnyddio offeryn mesur roundness.
Gwyriad perpendicularity: Mesurwch y newid mewn perpendicularity rhwng echelin y cwpan a'r wyneb gwaelod.
3.2.3 Cyfradd Newid Maint
Cyfradd newid cyfaint (%)=(Cyfrol ar ôl triniaeth - Cyfaint cychwynnol) / Cyfrol gychwynnol × 100%. Mae cyfaint yn cael ei fesur gan y dull llenwi dŵr, gan ddefnyddio silindr mesur manwl i fesur cyfaint y dŵr sy'n cael ei lenwi.
3.2.4 Newid Unffurfiaeth Trwch Wal
Mesurwch drwch y wal yng ngheg y cwpan, canol y corff cwpan, a'r gwaelod (4 cyfeiriad ym mhob lleoliad) gan ddefnyddio micromedr. Cyfrifwch y gwyriad safonol a'r cyfernod amrywiad i werthuso'r newid unffurfiaeth.
3.3 Graddau Gwerthuso Perfformiad Cynhwysfawr
| Gradd | Lefel Brittleness | Lefel Anffurfiannau | Argymhelliad Defnydd |
|---|---|---|---|
| Ardderchog | Dim craciau | Anffurfiad<1% | Yn addas ar gyfer defnydd arferol |
| Da | Craciau bach (<2mm) | Anffurfiad 1-3% | Defnyddiwch yn ofalus |
| Teg | Craciau byr (2-5mm) | Anffurfiad 3-5% | Heb ei argymell ar gyfer defnydd tymor hir |
| Gwael | Medium-long cracks (>5mm) | Deformation >5% | Anaddas i'w ddefnyddio |
| Gwael iawn | Cracio difrifol | Anffurfiad difrifol | Methiant llwyr |
IV. Canlyniadau Profion a Dadansoddiad
4.1 Canlyniadau Prawf Rhewi Tymor Byr (1-2 awr)
Dangosodd -profion tymor byr fod cwpanau clir plastig PLA yn dangos bri{-tymheredd isel sylweddol ar -20 gradd . Mae'r data penodol fel a ganlyn:
| Amser Prawf | Rhif Sampl | Cyflwr Cracio | Hyd Crac Uchaf (mm) | Dwysedd Crac Cyfartalog (mm/cm²) | Newid Diamedr Ceg Cwpan (%) | Newid Uchder (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 awr | 1-5 | Craciau bach | 1.2-1.6 | 0.15-0.20 | -0.6 i -0.9 | -0.3 i -0.6 |
| Cyfartaledd 1 awr | - | Craciau bach | 1.4±0.1 | 0.17±0.02 | -0.76±0.1 | -0.46±0.1 |
| 2 awr | 6-10 | Craciau byr / craciau bach | 1.8-2.4 | 0.22-0.30 | -1.0 i -1.3 | -0.6 i -0.9 |
| Cyfartaledd 2 awr | - | Craciau byr | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 | -0.76±0.1 |
Ar ôl 1 awr o rewi, ymddangosodd craciau bach ym mhob sampl. Dosbarthwyd y craciau hyn yn bennaf ar hyd ymyl y cwpan, mewn ardaloedd crynodiad straen o gorff y cwpan, ac ar gyffordd y wal waelod a'r ochr, gyda dosbarthiad cymharol wasgaredig. Ar ôl 2 awr o rewi, gwaethygodd y craciau, gyda chraciau byr yn ymddangos mewn 4 allan o 5 sampl. Cynyddodd hyd a dwysedd crac cyfartalog yn sylweddol, sy'n dangos bod amser rhewi hir yn gwaethygu torasgwrn brau.
O ran anffurfiad, ar ôl 1 awr, roedd diamedr cyfartalog agoriad y cwpan wedi'i gontractio gan - 0.76 ± 0.1%, a'r uchder wedi'i gontractio gan -0.46 ± 0.1%; ar ôl 2 awr, roedd y crebachiad hyd yn oed yn fwy arwyddocaol, gyda diamedr agor y cwpan yn crebachu gan -1.16 ± 0.1% a'r uchder gan -0.76 ± 0.1%. Mae'r anffurfiad yn gyson â nodweddion crebachu thermol tymheredd isel PLA.
4.2 Canlyniadau Prawf Rhewi Tymor Hir - (24 awr neu fwy)
Dangosodd profion tymor hir ddirywiad pellach o'r cwpanau plastig plastig PLA, gyda difrod strwythurol difrifol. Mae'r data fel a ganlyn:
| Amser Prawf | Rhif Sampl | Cyflwr Crac | Hyd Crac Uchaf (mm) | Dwysedd Crac Cyfartalog (mm/cm²) | Newid Diamedr Ceg Cwpan (%) | Newid Uchder (%) | Newid pwysau (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 24 awr | 11-15 | Craciau Canolig/Hir | 6.5-12.5 | 0.79-1.52 | -2.1 i -2.5 | -1.6 i -2.0 | -0.2 i -0.3 |
| 48 awr | 16-20 | Craciau Hir/Cracio Difrifol | 14.6-25.2 | 1.78-3.04 | -2.9 i -3.3 | -2.3 i -2.7 | -0.3 i -0.5 |
| 72 awr | 21-25 | Cracio Difrifol | 28.7-32.5 | 3.52-3.98 | -3.5 i -3.8 | -2.9 i -3.2 | -0.5 i -0.6 |
4.3 Dadansoddiad o Nodweddion Dosbarthiad Tymheredd ac Oeri
Amser ecwilibriwm tymheredd: Mae'n cymryd 30-40 munud i'r sampl oeri o dymheredd yr ystafell (23 gradd) i -20 gradd, ac o leiaf 1 awr i gyrraedd cydbwysedd tymheredd, sy'n gysylltiedig â thrwch wal y sampl, cyfaint, a chynhwysedd oeri y rhewgell.
Unffurfiaeth dosbarthiad tymheredd: Mewn amgylchedd -20 gradd, mae'r gwahaniaeth tymheredd rhwng gwahanol rannau o'r sampl o fewn ± 0.5 gradd, ac mae tymheredd ceg, corff a gwaelod y cwpan yn gyson, gan fodloni gofynion y prawf.
Nodweddion crebachu thermol: Pan fydd y cwpan PLA yn oeri o dymheredd yr ystafell i -20 gradd, mae'r gyfradd crebachu llinol tua 0.3-0.5%. Mae'r crebachu hwn yn cynhyrchu straen mewnol o fewn wal y cwpan, sy'n achos sylweddol o ffurfio crac.
4.4 Dadansoddiad Cymharol â Deunyddiau Plastig Traddodiadol
Er mwyn egluro diffygion cwpanau clir plastig PLA ar dymheredd isel, cawsant eu profi a'u cymharu â chwpanau clir plastig PET a PP ar -20 gradd. Mae'r canlyniadau fel a ganlyn:
| Math o Ddeunydd | Amser Prawf | Cyflwr Cracio | Hyd Crac Uchaf (mm) | Dwysedd Crac Cyfartalog (mm/cm²) | Newid Diamedr Ceg Cwpan (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 2 awr | Craciau byr | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 |
| PET | 2 awr | Dim craciau | 0 | 0 | -0.3±0.05 |
| PP | 2 awr | Dim craciau | 0 | 0 | -0.2±0.03 |
Gellir gweld bod perfformiad tymheredd isel - PET a PP yn sylweddol well na pherfformiad PLA: ni ddangosodd PET unrhyw graciau ar ôl 2 awr o rewi, a dim ond mân graciau ar ôl 24 awr; Ni ddangosodd PP unrhyw graciau trwy gydol y prawf, a'i grebachu dimensiwn oedd y lleiaf hefyd. Mae'r gwahaniaeth perfformiad hwn yn deillio o'r nodweddion materol -Mae gan PET Tg o tua 70 gradd, ac mae gan PP Tg o tua -10 gradd i 0 gradd, gan gynnal caledwch ar -20 gradd; tra bod gan PLA Tg o tua 60 gradd, ymhell uwchlaw tymheredd y prawf, gan arddangos brau gwydrog nodweddiadol.
4.5 Dadansoddiad Mecanwaith Methiant
Yn seiliedig ar arsylwadau microsgopig, methiant PLAcwpanau clir plastigar -20 gradd yn deillio o gyfuniad o ffactorau lluosog:
Toriad brau tymheredd isel: Ar -20 gradd, mae symudiad cadwyni moleciwlaidd PLA wedi'i gyfyngu, gan arwain at golli gwydnwch, gan eu gwneud yn agored i dorri asgwrn brau o dan straen mewnol neu allanol.
Crynodiad straen thermol: Mae gan PLA gyfernod isel o ehangu thermol, gan gynhyrchu straen thermol yn ystod oeri. Mae craciau'n cychwyn ac yn ymledu mewn ardaloedd crynodiad straen fel ymyl y cwpan, y corff, a'r uniad rhwng y gwaelod a'r wal;
Newidiadau crisialoldeb: Gall tymereddau isel hirfaith arwain at grisialu oer yn PLA, gan gynyddu brau'r deunydd ymhellach.
Effaith ymlacio straen: Ar dymheredd isel, mae cyfradd ymlacio straen PLA yn gostwng, gan ei gwneud hi'n anodd rhyddhau straen mewnol, gan gyflymu lluosogi crac.
V. Trafodaeth ac Argymhellion
5.1 Cymhwysiad Ymarferol Arwyddocâd Canlyniadau Profion
Mae'r profion yn dangos bod gan gwpanau clir plastig PLA tryloyw tafladwy arferol gyfyngiadau sylweddol ar - 20 gradd : mae craciau gweladwy yn ymddangos ar ôl rhewi - tymor byr (1-2 awr), a rhewi hir (24 awr neu fwy) yn arwain at gwymp strwythurol. Mae hyn yn golygu nad yw cwpanau clir plastig PLA yn addas ar gyfer storio hirdymor ar -20 gradd. Os oes angen defnydd tymheredd isel, argymhellir blaenoriaethu deunyddiau PET neu PP; os oes rhaid defnyddio PLA, dylid cymryd mesurau megis cynyddu trwch wal ac ychwanegu llewys amddiffynnol i leihau difrod.
5.2 Ffactorau Allweddol Sy'n Effeithio ar Ganlyniadau Profion
Ffactorau materol: Mae Tg, dosbarthiad pwysau moleciwlaidd, crisialu, a chynnwys plastigydd PLA i gyd yn effeithio ar ei berfformiad tymheredd isel. Gall ychwanegu plastigyddion fel dioctyl adipate (DOA) a dibutyl sebacate (DBS) wella caledwch.
Ffactorau dylunio strwythurol: Mae trwch wal a dyluniad ardaloedd crynodiad straen y cwpan yn effeithio ar wrthwynebiad crac. Gall cynyddu trwch wal wella perfformiad, ond bydd yn cynyddu costau.
Ffactorau amgylcheddol a phroses: Gall amrywiadau cyfradd rhewi a thymheredd gyflymu heneiddio deunydd; mae prosesau gweithgynhyrchu, megis paramedrau mowldio chwistrellu a chyfradd oeri, yn effeithio ar ansawdd cychwynnol y cynnyrch.
Addasu Deunydd: Lleihau Tg PLA trwy gopolymerization / blendio, ychwanegu -blastigwyr tymheredd isel, a rheoli crisialu ag asiantau cnewyllol;
Optimeiddio Strwythurol: Tewhau rhannau allweddol fel ymyl a gwaelod y cwpan, gwneud y gorau o'r dyluniad i leihau crynodiad straen, a mabwysiadu strwythur cyfansawdd PLA / PE.
Defnydd a Safonau: Osgoi storio cwpanau clir plastig PLA am gyfnod hir ar -20 gradd, rheoli cyfradd newid tymheredd; hyrwyddo sefydlu safonau perfformiad cymwysiadau tymheredd isel PLA a chanllawiau defnydd.
5.3 Awgrymiadau Gwella
Addasu Deunydd:Lleihau Tg PLA trwy gopolymerization/cyfuno, ychwanegu -blastigwyr tymheredd isel, a rheoli crisialu ag asiantau cnewyllol;
Optimeiddio Strwythurol:Tewhau rhannau allweddol fel ymyl a gwaelod y cwpan, a gwneud y gorau o'r dyluniad i leihau crynodiad straen.
Defnydd a Safonau:Osgoi storio cwpanau clir plastig PLA am gyfnod hir ar -20 gradd, a rheoli cyfradd newid tymheredd.
5.4 Cyfyngiadau Ymchwil a Rhagolygon
- Dim ond cwpanau clir plastig 12 owns PLA a brofodd yr astudiaeth hon ar un tymheredd o - 20 gradd ac o fewn 72 awr, ac nid oedd yn cwmpasu manylebau, tymheredd a lleithder eraill. Mae angen i ymchwil yn y dyfodol ehangu'r cwmpas profi, datblygu deunyddiau PLA wedi'u haddasu ar dymheredd isel, gwella'r system werthuso, a hyrwyddo cymhwysiad rhesymegol PLA mewn pecynnu tymheredd isel.
-
VI. Crynodeb
Gwerthusodd yr astudiaeth hon yn systematig wydnwch rhewi cwpanau clir plastig PLA tryloyw tafladwy cyffredin ar -20 gradd trwy brofion safonol, gyda'r canfyddiadau allweddol a ganlyn:
Perfformiad Torasgwrn Brau: Arweiniodd rhewi-tymor byr (1-2 awr) at graciau bach i fyr, tra bod rhewi hirdymor (72 awr) wedi arwain at hyd crac o 30.5mm ar gyfartaledd, gan arwain at fethiant strwythurol llwyr;
Perfformiad dadffurfiad: Achosodd rhewi i'r cwpanau plastig clir grebachu, gydag uchafswm crebachu o -3.7% mewn diamedr ymyl cwpan a -3.1% o uchder; dwysáu anffurfiad dros amser;
Cymhariaeth Deunydd: Mae perfformiad tymheredd isel PLA yn llawer israddol i berfformiad PET a PP, a oedd yn cynnal uniondeb da yn ystod y cyfnod prawf;
Mecanwaith Methiant: Arweiniodd brau tymheredd isel-, crynodiad straen thermol, newidiadau mewn crisialu, ac ymlacio straen ar y cyd at fethiant PLA;
Argymhellion Defnydd: Nid yw cwpanau clir plastig PLA tryloyw cyffredin yn addas i'w defnyddio am -dymor hir ar -20 gradd ; mae angen bod yn ofalus wrth ddefnyddio-tymor byr; blaenoriaethu deunyddiau y gellir eu haddasu ar dymheredd isel fel PET a PP.
