أخبار

تُستخدم مواد PC و ABS و PC/ABS على نطاق واسع في مكونات السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة المنزلية والهياكل وغيرها من المنتجات المصبوبة حيث يكون المظهر بنفس أهمية الأداء الميكانيكي تقريبًا.

ومع ذلك، فإن المادة التي تؤدي أداءً جيدًا في اختبارات الشد أو الصدمات أو استقرار الأبعاد لا تزال عرضة للخدوش المرئية أو التبييض أو تغيرات اللمعان أو تآكل السطح أثناء التجميع والاستخدام اليومي.

ولهذا السبب فإن تحسين مقاومة الخدش نادراً ما يكون بسيطاً مثل زيادة صلابة السطح أو إضافة مادة تشحيم.

تعتمد النتيجة النهائية على التفاعل بين مورفولوجيا البوليمر، ومتانته، واحتكاك سطحه، والصبغة، وملمسه، وتاريخ معالجته، وظروف التلامس. بالنسبة لـ PC وABS وPC/ABS، فإنّ استراتيجية التركيب الأكثر فعالية هي تلك التي تُحسّن سلوك السطح دون إحداث مشاكل جديدة في التشكيل، أو المظهر، أو الطلاء، أو الترابط، أو الأداء الميكانيكي.

تُعدّ الإضافات المصنوعة من السيليكون عالي الوزن الجزيئي والمتوافقة مع البوليمرات أحد الخيارات الممكنة. فعندما تتوافق التركيبة الكيميائية للإضافة والمادة الحاملة مع الراتنج، يمكنها تعديل سلوك الاحتكاك مع دعم عمليات التصنيع وفك القوالب.

لماذا تتعرض أسطح البولي كربونات، والبولي أكريلونيتريل بوتادين ستايرين، والبولي كربونات/البولي أكريلونيتريل بوتادين ستايرين للخدش؟

يحدث التلف الناتج عن الخدوش عندما يسلط جسم صلب قوة مركزة على سطح البوليمر. وبحسب التركيبة وظروف التلامس، قد تظهر النتيجة على شكل تبييض، أو أخاديد سطحية، أو تغير في اللمعان، أو تشوه لدن، أو في ظروف أكثر قسوة، تشقق موضعي.

لا يعتمد مظهر الخدش على عمقه فقط، بل إن لون السطح ونوعه قد يجعلان العيوب الصغيرة نسبياً ظاهرة للعيان.

تُعدّ الأجزاء البلاستيكية السوداء وغيرها من الأجزاء ذات الألوان الداكنة حساسة للغاية، لأنّ تشوّه سطحها يُغيّر طريقة انعكاس الضوء وتشتّته. قد يظهر خدش سطحي يصعب ملاحظته على لوحة ذات لون طبيعي كخط أبيض واضح على غلاف أسود أو عنصر زخرفي.

يُضيف ملمس السطح متغيراً آخر. فالأجزاء شديدة اللمعان تكشف عن الخدوش الدقيقة بسهولة، بينما قد تستجيب الأسطح المحببة بشكل مختلف وفقاً لعمق الحبيبات وشكلها واتجاه التلامس.

يمكن أن تؤثر عملية التصنيع أيضًا على النتيجة النهائية. فالإجهاد المتبقي، واتجاه التدفق، وخطوط اللحام، وصعوبة فك القالب، وعدم اكتمال ملء القالب، كلها عوامل تؤثر على سلوك السطح الموضعي. لذا، قد تنشأ بعض العيوب التي تبدو وكأنها مقاومة ضعيفة للخدش جزئيًا من عملية التصنيع وليس فقط من عدم كفاية صلابة السطح.

مقاومة الخدش، ومقاومة التآكل، والاحتكاك هي خصائص مختلفة

ترتبط مقاومة الخدش ومقاومة التآكل ومعامل الاحتكاك ببعضها البعض، ولكن لا ينبغي التعامل معها على أنها قابلة للتبادل.

تصف مقاومة الخدش عادةً استجابة السطح لضغط مركز، مثل حركة قلم على لوحة مصبوبة. وبحسب الطريقة المستخدمة، يمكن التعبير عن الأداء من خلال عرض الخدش أو عمقه أو التقييم المرئي أو تغير اللون أو الحمل الحرج.

تصف مقاومة التآكل ما يحدث بعد الاحتكاك المتكرر بين سطحين. قد يؤدي مادة ما أداءً جيدًا أثناء خدش واحد، لكنها تتصرف بشكل مختلف بعد مئات أو آلاف دورات الاحتكاك.

يقيس معامل الاحتكاك مقاومة الانزلاق بين مادتين متلامستين. ويمكن أن يؤدي خفض الاحتكاك إلى تقليل القوة المماسية أثناء حدوث بعض الخدوش أو التآكل، مما قد يساعد في تقليل التلف المرئي.

ومع ذلك، فإن انخفاض الاحتكاك لا يضمن بالضرورة مقاومة أفضل للخدوش.

تظل صلابة السطح، ومتانة المادة الأساسية، والصبغة، والحشوات، والنسيج، والحمل، والمادة المقابلة، وهندسة التلامس عوامل مهمة. لذا، ينبغي التعامل مع معامل الاحتكاك كجزء من آلية الاختبار وليس كبديل لاختبار الخدش.

لماذا يتطلب تعديل سطح مادة PC/ABS اختيارًا دقيقًا للمواد المضافة؟

يُستخدم مركب PC/ABS على نطاق واسع لأنه يجمع بين خصائص نظامين بوليمريين مختلفين. وهذا يوفر توازناً جذاباً بين المتانة والمظهر والأداء الحراري وسهولة التصنيع، ولكنه يعني أيضاً أن توافق الإضافات يستحق اهتماماً خاصاً.

يمكن أن يؤثر مُعدِّل السطح المُدخل في مادة PC/ABS على أكثر بكثير من مجرد الانزلاق.

قد يؤثر ذلك على التشتت، والشكل، وتدفق الذوبان، وفك القوالب، واللمعان، وسلوك الصدم، والعمليات اللاحقة مثل الطلاء أو الربط اللاصق.

وهذا أحد الأسباب التي تجعل من غير المناسب نقل مادة التشحيم العامة أو المادة المركزة المطورة لعائلة بوليمر مختلفة تلقائيًا إلى PC/ABS.

تُعد توافقية الحامل مهمة لأن المادة المضافة يجب أن تتشتت بشكل فعال في المصفوفة مع الحفاظ على تأثير سطحي مستقر وموحد.

بالنسبة لمادتي ABS و PC/ABS على وجه الخصوص، لا يقتصر الهدف عادةً على تحقيق أقل احتكاك ممكن فحسب، بل يهدف إلى تحسين متانة السطح المرئي مع الحفاظ على التوازن العام للخصائص التي جعلت المادة جذابة في المقام الأول.

الأساليب الشائعة لتحسين مقاومة الخدوش والتآكل

يمكن استخدام العديد من استراتيجيات التركيب.

قد يؤدي زيادة صلابة السطح إلى تحسين مقاومة بعض أنواع الخدوش، ولكن التركيبة الصلبة للغاية يمكن أن تؤثر على المتانة أو سلوك الصدمات.

يمكن أن يؤثر تغيير نسب مزج البوليمر أيضًا على التبييض والتشوه، على الرغم من أن هذا قد يغير التدفق ومقاومة الحرارة والخصائص الميكانيكية.

يمكن للمواد المالئة والمعززة أن تزيد من الصلابة ولكنها قد تخلق اختلافات محلية في صلابة السطح أو الإجهاد إذا لم يتم التحكم في حجمها أو اتجاهها أو تشتتها بشكل جيد.

توفر الطلاءات الصلبة خيارًا آخر، ويمكنها توفير حماية ممتازة في التطبيقات الزخرفية الصعبة. مع ذلك، فإن الطلاء يضيف خطوات معالجة، وتكلفة، ومتطلبات مراقبة الجودة، واعتبارات تتعلق بالالتصاق.

قد تقلل مواد التشحيم والشمع التقليدية من الاحتكاك وتحسن عملية التصنيع، ولكن ينبغي مراعاة تأثيرها على الهجرة واللمعان وطاقة السطح والطلاء والترابط.

بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها كل من المعالجة وسلوك السطح النهائي مهمين، فإن المعدل القائم على السيليكون ذو الوزن الجزيئي العالي يوفر آلية مختلفة.

بدلاً من الاعتماد بشكل أساسي على الصلابة الأكبر، يمكنها تعديل سلوك الاحتكاك داخل نظام بوليمر متوافق.

كيف يمكن أن تساعد مُعدِّلات السيليكون ذات الوزن الجزيئي العالي

لا ينبغي النظر إلى مُعدِّل السطح القائم على السيليكون على أنه مجرد عامل انزلاق خارجي.

عند دمجها في البوليمر الصحيح من خلال مزيج رئيسي مناسب، يمكن أن تؤثر مرحلة السيليكون على كل من المعالجة وسلوك السطح النهائي.

أثناء عملية التشكيل، يمكن أن يساعد التعديل باستخدام السيليكون في تقليل الاحتكاك بين البوليمر وأسطح معالجة المعدن. وبحسب التركيبة، قد يُسهم ذلك في تسهيل عملية التشكيل وملء القالب وفكّه.

على السطح المصبوب، يمكن لمرحلة السيليكون أن تقلل الاحتكاك وبالتالي تقلل القوى المماسية المتضمنة في بعض أحداث الخدش والفرك.

وهذا الأمر ذو أهمية خاصة عندما تكون العلامات المرئية ناتجة جزئياً عن التشوه الناجم عن الاحتكاك.

يوفر السيليكون ذو الوزن الجزيئي العالي طريقةً مختلفةً لتحضير التركيبة مقارنةً بإضافة زيت السيليكون منخفض اللزوجة مباشرةً. تسمح الخلطة المركزة بدمج مكون السيليكون في شكل حبيبي يسهل التحكم في جرعاته، كما تقلل من خطر الهجرة غير المنضبطة المرتبطة بالسوائل منخفضة الوزن الجزيئي.

ومع ذلك، فإن النتيجة النهائية تعتمد على توافق البوليمر والجرعة والتركيبة الكاملة.

تحسين مقاومة الخدوش دون التضحية بسهولة المعالجة

لا ينبغي تقييم عبارة "مقاومة للخدش" بشكل منفصل عن أداء التشكيل.

قد لا تمثل التركيبة التي تنتج قيمة خدش أقل ولكنها تغير بشكل كبير تدفق الذوبان أو ملء القالب أو اللمعان أو قوة الصدمة تحسينًا عمليًا.

لهذا السبب، ينبغي أن تسجل التجارب سلوك المعالجة وخصائص السطح النهائية في نفس الوقت.

ينبغي مراقبة التغيرات في ضغط الحقن، وملء القالب، وفك القالب، وإخراج المنتج من القالب، واستقرار دورة الإنتاج. بعد التشكيل، يجب تقييم مظهر السطح من حيث تبييض الخدوش، واللمعان، والحفاظ على الملمس، وعند الاقتضاء، تغير اللون أو ΔL.

ينبغي أيضًا التحقق من الحفاظ على الخصائص الميكانيكية إذا كان للتطبيق متطلبات هيكلية.

تُعد العمليات اللاحقة بنفس القدر من الأهمية. فإذا تطلب أحد المكونات الطلاء أو الطباعة أو التغطية أو الربط اللاصق أو التشكيل بالحقن، فينبغي تقييم هذه العمليات باستخدام مستوى المادة المضافة النهائي المُختار بدلاً من افتراض أن الأداء الجيد لمقاومة الخدش يعني تلقائياً توافقاً جيداً مع معالجة السطح.

محاليل مركزة من السيليكون لـ PC و ABS و PC/ABS

تقوم شركة SILIKE بتطوير خلطات السيليكون الرئيسية ذات الوزن الجزيئي العالي لمعالجة وتعديل سطح المواد البلاستيكية الهندسية.

بالنسبة لأنظمة ABS و PC/ABS وأنظمة PC المختارة، منتجات مثل خليط السيليكون الرئيسي LYSI-405، LYSI-4051, LYSI-413،إضافات ومعدلات كوبوليسيلوكسان SILIMER 5140، وشمع السيليكون المعدل وظيفيًا SILIMER 5150يمكن تقييمها وفقًا لتركيبة الراتنج ومتطلبات التطبيق.

هؤلاءإضافات أساسها السيليكونتهدف الدرجات إلى دعم تطوير الأسطح ذات الاحتكاك المنخفض وتحسين سلوك الخدش أو التآكل مع مراعاة أداء المعالجة وفك القوالب.

ينبغي اختيار الدرجة الدقيقة وفقًا لنظام البوليمر بدلاً من مجرد نقل نفس المنتج عبر عائلات الراتنج المختلفة.

تختلف مواد ABS و PC و PC/ABS في قطبيتها وبنيتها ودرجة حرارة معالجتها. لذا، ينبغي مراعاة درجة الراتنج، وتركيب المزيج، ومجموعة الحشوات، ونظام الصبغة، ومتطلبات معالجة السطح اللاحقة أثناء عملية الفرز.

كيفية إجراء تجربة فعّالة لمكافحة الخدش على أجهزة الكمبيوتر الشخصية/أجهزة الكمبيوتر الشخصية

تبدأ التجربة المفيدة بتحديد المشكلة السطحية الفعلية.

إذا كانت الشكوى الرئيسية هي تبييض الخدوش، فيجب أن يعكس التقييم لون المنتج الأصلي وحبيبات سطحه. أما إذا كانت المشكلة هي الاحتكاك المتكرر أو التآكل، فقد لا يوفر اختبار الخدش لمرة واحدة معلومات كافية.

ينبغي استخدام نظام الراتنج المستخدم في الإنتاج كلما أمكن ذلك. ويشمل ذلك نوع البوليمر المستخدم، والصبغة، والحشوات، والمثبتات، والمواد المضافة الأخرى.

إن اختبار لوحة مختبرية ذات لون طبيعي فقط قد يعطي نتائج مضللة عندما يكون الجزء التجاري أسود اللون أو شديد اللمعان أو ذو ملمس خشن.

من الأفضل أيضاً تقييم مستويات متعددة من المادة المضافة بدلاً من جرعة واحدة فقط. فهذا يُتيح معرفة ما إذا كانت المادة المضافة الإضافية تُواصل تقديم فائدة ملموسة أم أنها تبدأ بالتأثير على خصائص أخرى.

بمجرد تحديد نطاق مناسب، يجب تأكيد التركيبة في ظل ظروف التشكيل التمثيلية ثم تقييمها وفقًا لمتطلبات المراحل النهائية.

هذا النهج أكثر فائدة من مجرد السؤال عما إذا كانت المادة المضافة "تجتاز" أو "تفشل" في اختبار الخدش لأنه يحدد نطاق التركيبة الذي يظل فيه أداء السطح والمعالجة متوازنين.

ما المعلومات التي تساعد في اختيار المادة المضافة المناسبة؟

عند مناقشة مشكلة سطح PC أو ABS أو PC/ABS مع مورد إضافات، فإن أهم المعلومات تشمل الراتنج الأساسي ودرجته، ونسبة مزج PC/ABS عند الاقتضاء، ونظام الحشو، والصبغة واللون، وملمس السطح، ومجموعة مواد التشحيم الحالية، وظروف التشكيل، وطريقة اختبار الخدش أو التآكل، والأداء المستهدف، وأي متطلبات للطلاء أو الربط أو التشكيل بالحقن.

إن توفير هذه التفاصيل يسمح بأن تستند التوصية بالمواد المضافة إلى التطبيق الحقيقي بدلاً من مجرد اسم البوليمر.

الأسئلة الشائعة

هل يعني انخفاض معامل الاحتكاك دائمًا مقاومة أفضل للخدش في مادة PC/ABS؟

لا. قد يؤدي انخفاض الاحتكاك إلى تقليل القوة المماسية وبالتالي المساهمة في تحسين سلوك الخدش، ولكن أداء الخدش يعتمد أيضًا على الصلابة والمتانة والملمس والصبغة وهندسة التلامس والحمل.

لا يزال يتعين تقييم التركيبة النهائية باستخدام طريقة الخدش المناسبة.

هل يمكن استخدام نفس المادة المركزة من السيليكون في البولي كربونات، والأكريلونيتريل بوتادين ستايرين، والبولي كربونات/الأكريلونيتريل بوتادين ستايرين؟

ليس تلقائياً.

قد تكون الدرجات ذات الصلة مناسبة لأنظمة متعددة من البلاستيك الهندسي، ولكن يجب التأكد من التوافق والتشتت والمعالجة في تركيبة الراتنج الدقيقة.

هل يمكن أن تُحسّن الخلطة الرئيسية المصنوعة من السيليكون عملية التصنيع بالإضافة إلى أداء السطح؟

في التركيبات المتوافقة، يمكن لمعدلات السيليكون ذات الوزن الجزيئي العالي أن تؤثر على الاحتكاك بين البوليمر والمعدن أثناء التشكيل وكذلك الاحتكاك على السطح النهائي.

يعتمد حجم كل تأثير على الراتنج والجرعة وظروف المعالجة.

هل ستؤثر إضافات السيليكون على الطلاء أو الترابط؟

بإمكانها التأثير على خصائص السطح وطاقة السطح.

إذا كانت هناك حاجة إلى الطلاء أو الطباعة أو الربط اللاصق أو التشكيل بالقولبة، فيجب اختبار التركيبة النهائية في ظل ظروف الإنتاج المقصودة.

لماذا تظهر الخدوش بسهولة أكبر على القطع المصبوبة باللون الأسود؟

تُبرز الأسطح الداكنة التغيرات في الضوء المنعكس بشكل أوضح. ولذلك، قد يظهر تشوه الخدش على شكل خط أبيض أو فاتح اللون حتى عندما يكون الأخدود المادي ضحلاً نسبياً.

تؤثر تركيبة الصبغة واللمعان وملمس السطح جميعها على النتيجة المرئية.

خاتمة

يتطلب تحسين مقاومة الخدش والتآكل في البولي كربونات، والأكريلونيتريل بوتادين ستايرين، والبولي كربونات/الأكريلونيتريل بوتادين ستايرين تحقيق توازن بين احتكاك السطح، ومتانة البوليمر، والمظهر، وقابلية المعالجة.

يمكن أن يساعد انخفاض الاحتكاك في تقليل بعض أشكال تلف الأسطح، ولكنه ليس سوى جزء واحد من الآلية.

بالنسبة لأنظمة البلاستيك الهندسي المتوافقة، توفر الإضافات القائمة على السيليكون ذات الوزن الجزيئي العالي طريقة عملية لتعديل سلوك السطح مع دعم المعالجة وفك القوالب.

لذا، فإن الحل الأمثل ليس مجرد المادة المضافة التي تُعطي أقل قيمة احتكاك أو أفضل نتيجة اختبار خدش في المختبر، بل هو التركيبة التي توفر المظهر السطحي المطلوب مع الحفاظ على استقرار القالب والأداء الميكانيكي والتوافق مع مراحل الإنتاج اللاحقة.

هل تبحث عن مادة مضافة مقاومة للخدش لـ PC أو ABS أو PC/ABS؟

شارك مع SILIKE نظام الراتنج الخاص بك، ومجموعة الحشو، واللون، وملمس السطح، وظروف التشكيل، ومشكلة السطح الحالية، وطريقة الاختبار، ومتطلبات المراحل اللاحقة. سيساعدك فريق التطبيقات لدينا في التوصية بمادة سيليكون مركزة متوافقة مع البوليمر، ومنهجية تقييم مركزة.

موقع إلكتروني: www.siliketech.com
بريد إلكتروني: amy.wang@silike.cn
جوال / واتساب:+86-15108280799