PETG пляшки та розтріскування під напругою: технічний аналіз

Чи тріскається PETG під напругою? Коротка відповідь: так, але значно менше, ніж стандартний ПЕТ або полікарбонат, і зазвичай лише за певних умов, яким можна запобігти.

У світі упаковки та промислового дизайну розтріскування під напругою-схильність полімеру розтріскуватися під механічним впливом у присутності хімічних агентів або факторів навколишнього середовища-є критичним видом руйнування. Для поліетилентерефталатгліколю (PETG) унікальна аморфна структура матеріалу забезпечує йому явну перевагу перед багатьма іншими прозорими термопластами.

Молекулярна перевага: чому PETG стійкий

Стандартний ПЕТ (поліетилентерефталат) є напів-кристалічним матеріалом. При обробці він має тенденцію утворювати впорядковані кристалічні структури. Незважаючи на те, що це забезпечує жорсткість, ці кристалічні області діють як «слабкі місця» або концентратори напруги під ударом або хімічним впливом. Крім того, стандартний ПЕТ має високу температуру склування (Tg ~70-80 градусів), що робить його крихким при кімнатній температурі -8.

PETG змінює це, додаючи гліколь (CHDM) під час полімеризації. Ця добавка порушує здатність полімерного ланцюга до кристалізації.У результаті виходить повністю аморфний термопласт-1. Без кристалічних структур PETG зберігає чудову прозорість і, що важливо, має високу толерантність до деформацій. Він може згинатися та поглинати енергію, а не розбиватися.

Кількісна оцінка опору

Промислові дані та специфікації матеріалів підтверджують, що PETG «стійкий до розтріскування під напругою» -1. Зокрема,За оцінками, PETG у 3–10 разів більш стійкий до ударів,-ніж стандартний PET-9. У порівняльних дослідженнях полікарбонат (PC) відомий своєю високою ударною міцністю, але, як відомо, він чутливий до хімічного розтріскування під впливом розчинників і основ. PETG досягає балансу: він забезпечує кращу міцність порівняно з акрилом (PMMA) і PET, зі значно кращою хімічною стійкістю, ніж PC -4.

Обмеження: Коли PETG виходить з ладу

Незважаючи на свою міцність, PETG не захищений від розтріскування під напругою. Збій зазвичай виникає за трьох конкретних умов:

Високе механічне навантаження + хімічна атака:PETG має гарну хімічну стійкість, але він вразливийсильні хлоровані розчинники(наприклад, дихлорметан) і агресивні ароматичні вуглеводні -4. Якщо пляшка зазнає високого кільцевого навантаження (наприклад, кришка, що затискається, або внутрішній тиск) і контактує з цими хімічними речовинами, може статися розтріскування під дією навколишнього середовища (ESC).

Дефекти обробки (залишкова напруга):Пляшки, виготовлені-литтям під тиском або термоформовані, можуть замерзнути в «залишкових напругах» під час швидкого охолодження. Якщо ці напруги не зняти, пляшка стає крихкою. Це проблема виробництва, а не недолік матеріалу. Належне сушіння гранул PETG (для запобігання гідролізу) має важливе значення для підтримки пластичності -4.

Чутливість до швидкості деформації:Нещодавні наукові дослідження показують, що PETG демонструє пластичну поведінку під -швидкісними ударами (дозволяючи йому вм’ятини, а не ламатися). Однак при дуже низьких швидкостях деформації (повільний, тривалий тиск) форми руйнування можуть змінюватися, потенційно призводячи до крихкого розтріскування залежно від орієнтації навантаження -3.

Висновок

Пляшки PETG не схильні до розтріскування під напругою за нормальних умов використання.Для застосувань, пов’язаних із використанням води, спирту, розбавлених кислот і звичайного поводження зі споживачами (косметика, продукти харчування, медицина), PETG є високонадійним, стійким до-розбивання вибором -6. Однак інженери повинні уникати впливу сильних хлорованих розчинників на пляшки з PETG або високих залишкових напруг через погане формування, щоб запобігти передчасному виходу з ладу.