প্লাস্টিকের অভ্যন্তরীণ চাপ বলতে ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনের অভিযোজন এবং শীতল সংকোচনের মতো কারণগুলির কারণে গলিত প্লাস্টিক প্রক্রিয়াকরণের সময় তৈরি হওয়া সহজাত চাপকে বোঝায়।
অভ্যন্তরীণ চাপের সারমর্ম হল গলিত প্রক্রিয়াকরণের সময় ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইন দ্বারা গঠিত ভারসাম্যহীন গঠন। এই ভারসাম্যহীন গঠন অবিলম্বে শীতল এবং দৃঢ় হওয়ার পরে পরিবেশগত অবস্থার সাথে অভিযোজিত একটি ভারসাম্য গঠনে ফিরে আসতে পারে না। এই ভারসাম্যহীন গঠনটি মূলত একটি বিপরীতমুখী, অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক বিকৃতি। এই হিমায়িত ইলাস্টিক বিকৃতি সাধারণত প্লাস্টিকের পণ্যে সম্ভাব্য শক্তি হিসাবে সংরক্ষণ করা হয়। উপযুক্ত অবস্থার অধীনে, এই বাধ্যতামূলক, অস্থির গঠন একটি মুক্ত, স্থিতিশীল গঠনে রূপান্তরিত হবে এবং সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তি হিসাবে মুক্তি পাবে।
যখন ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনের মধ্যে বাহিনী এবং আবদ্ধতামূলক শক্তিগুলি এই গতিশক্তিকে সহ্য করতে পারে না, তখন অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস ভারসাম্য ব্যাহত হয় এবং প্লাস্টিক পণ্যটি স্ট্রেস ক্র্যাকিং এবং ওয়ার্পিং বিকৃতি প্রদর্শন করবে।
I. প্লাস্টিকের অভ্যন্তরীণ চাপের কারণ
1. ওরিয়েন্টেশন অভ্যন্তরীণ চাপ
অরিয়েন্টেশন অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস হল একটি অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস যা প্রবাহের দিক বরাবর ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনের ওরিয়েন্টেশন গলিত প্লাস্টিকের প্রবাহ, ভরাট এবং চাপ- ধরে রাখার প্রক্রিয়ার সময় হিমায়িত হয়।
ওরিয়েন্টেশন স্ট্রেস জেনারেশনের বিশদ প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: রানার প্রাচীরের কাছে গলে যাওয়া দ্রুত ঠান্ডা হয়, যার ফলে বাইরের গলিত স্তরের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়। এর ফলে পৃষ্ঠ স্তরের তুলনায় ছাঁচের গহ্বরের মূল স্তরে প্রবাহের বেগ অনেক বেশি হয়, যা অভ্যন্তরীণ স্তরগুলির মধ্যে শিয়ার স্ট্রেসের দিকে পরিচালিত করে এবং এর ফলে প্রবাহের দিক বরাবর অভিযোজন হয়।
প্লাস্টিক পণ্যের মধ্যে ওরিয়েন্টেড ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনের অস্থিরতা অস্বস্তিকর, বিপরীতমুখী, অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক বিকৃতির উপস্থিতি নির্দেশ করে। অতএব, ওরিয়েন্টেশন স্ট্রেস হল অভ্যন্তরীণ বল যা ম্যাক্রোমলিকুলার চেইনকে একটি ওরিয়েন্টেড কনফর্মেশন থেকে একটি অ-মুখী কনফর্মেশনে রূপান্তরিত করে। তাপ চিকিত্সা প্লাস্টিক পণ্যের মধ্যে ওরিয়েন্টেশন স্ট্রেস কমাতে বা দূর করতে পারে।
প্লাস্টিক পণ্যগুলির মধ্যে ওরিয়েন্টেশন স্ট্রেসের বন্টন পৃষ্ঠ থেকে অভ্যন্তরীণ স্তরগুলিতে হ্রাস পায়, একটি প্যারাবোলিক পরিবর্তন প্রদর্শন করে।
2. কুলিং স্ট্রেস
কুলিং স্ট্রেস হল একটি অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস যা প্লাস্টিক পণ্যগুলিতে গলিত প্রক্রিয়াকরণের সময় শীতল এবং স্থাপনের সময় অসম সংকোচনের কারণে তৈরি হয়। বিশেষ করে মোটা-প্রাচীরযুক্ত প্লাস্টিকের পণ্যগুলির জন্য, বাইরের স্তরটি প্রথমে ঠান্ডা হয় এবং শক্ত হয়, সঙ্কুচিত হয় যখন ভিতরের স্তরটি এখনও একটি গরম গলে যেতে পারে। এই মূল স্তরটি পৃষ্ঠ স্তরের সংকোচনকে সীমিত করে, যার ফলে মূল স্তরটি সংকোচনের চাপে এবং পৃষ্ঠ স্তরটি প্রসার্য চাপের অধীনে থাকে।
প্লাস্টিক পণ্যগুলিতে শীতল অভ্যন্তরীণ চাপের বিতরণ পৃষ্ঠ থেকে অভ্যন্তরীণ স্তরে বৃদ্ধি পায়, একটি প্যারাবোলিক পরিবর্তন প্রদর্শন করে।
তদ্ব্যতীত, ধাতব সন্নিবেশ সহ প্লাস্টিক পণ্যগুলি ধাতব এবং প্লাস্টিকের মধ্যে তাপীয় প্রসারণ সহগগুলির মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্যের কারণে অসম সংকোচনের অভ্যন্তরীণ চাপের ঝুঁকিতে থাকে।
উপরে উল্লিখিত দুটি প্রধান ধরণের অভ্যন্তরীণ চাপ ছাড়াও, আরও বেশ কয়েকটি প্রকার রয়েছে: স্ফটিক প্লাস্টিক পণ্যগুলির জন্য, স্ফটিক কাঠামোর পার্থক্য এবং পণ্যের বিভিন্ন অংশের স্ফটিকতাও অভ্যন্তরীণ চাপ তৈরি করে। এছাড়াও স্ট্রাকচারাল স্ট্রেস এবং ডেমোল্ডিং স্ট্রেস রয়েছে, তবে তাদের অনুপাত সাধারণত ছোট।
২. প্লাস্টিকের অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস জেনারেশনকে প্রভাবিত করার কারণগুলি
1. আণবিক চেইন অনমনীয়তা
আণবিক শৃঙ্খলের অনমনীয়তা যত বেশি হবে, গলিত সান্দ্রতা তত বেশি হবে এবং পলিমার আণবিক চেইনের গতিশীলতা তত বেশি হবে। অতএব, বিপরীতমুখী স্থিতিস্থাপক বিকৃতি থেকে পুনরুদ্ধার খারাপ, সহজেই অবশিষ্ট অভ্যন্তরীণ চাপের দিকে পরিচালিত করে। উদাহরণস্বরূপ, পিসি, পিপিও এবং পিপিএসের মতো তাদের আণবিক চেইনে বেনজিন রিংযুক্ত কিছু পলিমারের উচ্চ অভ্যন্তরীণ চাপের সাথে সংশ্লিষ্ট পণ্য রয়েছে।
2. আণবিক চেইন পোলারিটি
একটি আণবিক শৃঙ্খলের মেরুতা যত বেশি হবে, আন্তঃআণবিক আকর্ষণ তত বেশি শক্তিশালী হবে, আন্তঃআণবিক চলাচলকে আরও কঠিন করে তোলে এবং বিপরীত স্থিতিস্থাপক বিকৃতি থেকে পুনরুদ্ধারের ডিগ্রি হ্রাস করে, যার ফলে উচ্চতর অবশিষ্ট অভ্যন্তরীণ চাপ হয়। উদাহরণস্বরূপ, তাদের আণবিক চেইনে কার্বনিল, এস্টার এবং নাইট্রিল গ্রুপের মতো পোলার গ্রুপ ধারণকারী কিছু প্লাস্টিকের উচ্চ অভ্যন্তরীণ চাপের সাথে সংশ্লিষ্ট পণ্য রয়েছে।
3. বিকল্প গোষ্ঠীর স্টেরিক বাধা প্রভাব
ম্যাক্রোমোলিকুলের পাশের গোষ্ঠীগুলিতে বিকল্প গোষ্ঠীগুলির আয়তন যত বেশি হবে, তত বেশি এটি ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনের মুক্ত চলাচলে বাধা দেয়, যার ফলে অবশিষ্ট অভ্যন্তরীণ চাপ বৃদ্ধি পায়। উদাহরণস্বরূপ, পলিস্টাইরিনের ফিনাইল গ্রুপের আয়তন বেশি, যার ফলে পলিস্টাইরিন পণ্যগুলিতে উচ্চ অভ্যন্তরীণ চাপ থাকে।
III. ইনজেকশন মোল্ড করা অংশে অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস পরীক্ষার জন্য তিনটি পদ্ধতি
1. দ্রাবক পদ্ধতি
▶ অ্যাসিটিক অ্যাসিড নিমজ্জন
ব্যবহৃত অ্যাসিটিক অ্যাসিড (CH3COOH) অবশ্যই 95% বা তার বেশি হতে হবে এবং বারবার পরীক্ষার সংখ্যা 10-এর বেশি হওয়া উচিত নয়।
① সারফেস স্ট্রেস টেস্ট: একটি কাচের পাত্রে অ্যাসিটিক অ্যাসিড (গ্লাসিয়াল অ্যাসিটিক অ্যাসিড) ঢেলে দিন এবং 30 সেকেন্ডের জন্য অ্যাসিটিক অ্যাসিডে পণ্যটিকে সম্পূর্ণভাবে ডুবিয়ে রাখুন। 30 সেকেন্ড পরে, ক্ল্যাম্প দিয়ে নমুনাটি সরান এবং অবিলম্বে পরিষ্কার জল দিয়ে ধুয়ে ফেলুন (ট্যাপের জল গ্রহণযোগ্য)। সাদা এবং ফাটল জন্য নমুনা পৃষ্ঠ পর্যবেক্ষণ.
রায়: কোন ফাটল থাকা উচিত নয়। পৃষ্ঠের সামান্য সাদা করা অনুমোদিত।
② অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস টেস্ট: সারফেস স্ট্রেস টেস্টে উত্তীর্ণ নমুনা শুকানোর পরে, এটিকে সম্পূর্ণরূপে অ্যাসিটিক অ্যাসিডে 2 মিনিটের জন্য ডুবিয়ে রাখুন। 2 মিনিট পরে, নমুনাটি সরান এবং অবিলম্বে পরিষ্কার জল দিয়ে ধুয়ে ফেলুন (ট্যাপের জল গ্রহণযোগ্য)। সাদা এবং ফাটল জন্য নমুনা পর্যবেক্ষণ.
রায়: কোন ভাঙ্গন হওয়া উচিত নয়। সন্নিবেশে সামান্য ফাটল এবং পৃষ্ঠ সাদা করা অনুমোদিত।
▶মিথাইল ইথাইল কিটোন (MEK) + অ্যাসিটোন নিমজ্জন পদ্ধতি
21 ডিগ্রীতে MEK এবং অ্যাসিটোনের একটি 1:1 মিশ্রণে সম্পূর্ণ মেশিনটিকে সম্পূর্ণভাবে ডুবিয়ে দিন। সরান এবং অবিলম্বে শুকনো স্পিন. উপরে বর্ণিত হিসাবে পরিদর্শন করুন।
নীতি: মাঝারি স্ট্রেস ক্র্যাকিংয়ের ঘটনার উপর ভিত্তি করে, দ্রাবক অণুগুলি রজন ম্যাক্রোমোলিকিউলের মধ্যে প্রবেশ করে, আন্তঃআণবিক শক্তি হ্রাস করে। উচ্চ অভ্যন্তরীণ চাপ সহ অঞ্চলগুলি ইতিমধ্যে নিমজ্জনের আগে আন্তঃআণবিক শক্তি দুর্বল করে দিয়েছে; নিমজ্জনের পরে এই দুর্বল শক্তিগুলি আরও হ্রাস পায়, যা ক্র্যাকিংয়ের দিকে পরিচালিত করে। কম অভ্যন্তরীণ চাপ সহ এলাকায় অল্প সময়ের মধ্যে ফাটল হবে না।
অতএব, প্রলেপ দেওয়া অংশে অভ্যন্তরীণ চাপের মাত্রা এবং অবস্থান ভূপৃষ্ঠে ক্র্যাকিংয়ের সময় এবং পরিমাণ দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে। এটি নির্ধারণ করে যে প্লাস্টিকের অংশটি ইলেক্ট্রোপ্লেট করা উচিত কিনা।
2. ইন্সট্রুমেন্টাল পদ্ধতি
পোলারাইজড আলো দিয়ে প্লাস্টিকের অংশটি আলোকিত করুন। রঙিন আলোর ব্যান্ডের পরিমাণ পর্যবেক্ষণ করে অভ্যন্তরীণ চাপের শক্তি বিশ্লেষণ করুন। এই পদ্ধতি শুধুমাত্র স্বচ্ছ অংশ প্রযোজ্য. পোলারাইজড লাইট পদ্ধতিতে ব্যয়বহুল সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়, এটি পরিচালনা করা জটিল, এবং কম নির্ভুলতা রয়েছে কারণ চিকিত্সার আগে এবং পরে অংশে পরিবর্তনগুলি উল্লেখযোগ্য নয়। বর্ণালীতে প্রদর্শিত হালকা ব্যান্ডগুলি অভ্যন্তরীণ চাপের কারণে নয়; উদাহরণস্বরূপ, পৃষ্ঠের লহরগুলি পরীক্ষার ফলাফলকেও প্রভাবিত করতে পারে।
এই পদ্ধতিটি অংশটির কার্যকারিতার উপর কোন প্রভাব ফেলে না, এটিকে একটি অ-বিধ্বংসী পরীক্ষা করে তোলে। পরীক্ষায় উত্তীর্ণ অংশগুলি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং ব্যবহার চালিয়ে যেতে পারে।
3. তাপমাত্রা হঠাৎ পরিবর্তন পদ্ধতি
এই পদ্ধতিতে প্লাস্টিকের অংশকে বারবার গরম করা এবং শীতল করা এবং ফাটল দেখা দিতে যে সময় লাগে তার উপর ভিত্তি করে অভ্যন্তরীণ চাপের মাত্রা মূল্যায়ন করা জড়িত। এটি বিভিন্ন প্লাস্টিকের চটকানো অংশের জন্য উপযুক্ত। তাপমাত্রা আকস্মিক পরিবর্তন পদ্ধতির জন্য সাধারণ সরঞ্জাম প্রয়োজন, তবে পরীক্ষার সময় অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ।
পরিদর্শন করার পরে প্লাস্টিকের অংশ ক্ষতিগ্রস্ত হয় এবং আবার ব্যবহার করা যাবে না।
IV অভ্যন্তরীণ চাপ নির্মূল
ধাতুর মতো, প্লাস্টিক পণ্যগুলিও ধাতুর মতোই একটি পোস্ট-মোল্ডিং "অ্যানিলিং" প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কিছু চাপ দূর করতে পারে। যাইহোক, এটি শুধুমাত্র একটি স্টপগ্যাপ পরিমাপ যখন নকশা এবং উত্পাদন প্রক্রিয়া প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না, এবং এটি একটি নিয়মিত পদ্ধতি হিসাবে সুপারিশ করা হয় না।
এই পদ্ধতির বিভিন্ন সীমাবদ্ধতা রয়েছে:
1. এটি কার্যকরভাবে গ্লাস ফাইবার ফিলারের ত্রুটিগুলি দূর করতে পারে না;
2. পরীক্ষাগুলি দেখায় যে ছাঁচনির্মাণ পরবর্তী উত্তাপের সময়, উপাদানের শক্তি এবং রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়, ব্যর্থতা রোধ করতে নিয়ন্ত্রিত অ্যানিলিং সময় প্রয়োজন;
3. দীর্ঘায়িত গরম এবং annealing উল্লেখযোগ্যভাবে চূড়ান্ত পণ্য খরচ বৃদ্ধি;
4. দ্রুত তাপমাত্রা পরিবর্তনের ফলে সৃষ্ট তাপীয় শক এড়াতে অ্যানিলিংয়ের সময় স্থিতিশীল গরম এবং শীতলকরণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
