Terminologia technologii tworzyw sztucznych - humorystyczna i łatwa do zrozumienia
Czy wiesz, że w wielu przypadkach porównania z naturą i ludźmi mogą być wykorzystywane do wyjaśniania faktów w technologii tworzyw sztucznych?
Dzisiejszy termin: Właściwości pełzania
„Kto zna tworzywa sztuczne, ten wybiera cement.“
To zdanie miał kiedyś wypowiedzieć profesor technologii tworzyw sztucznych na ówczesnej Wyższej Szkole Zawodowej w Darmstadt. Oczywiście było to powiedziane z przymrużeniem oka. Bo kto naprawdę zna tworzywa sztuczne, ten wie: to fantastyczne materiały – trzeba tylko zrozumieć ich specyfikę. A jedną z nich jest Pełzanie.
Co w ogóle oznacza „pełzanie”?
Wyobraź sobie, że siadasz na nowej sofie. Na początku siedzi się na niej wspaniale. Po godzinie zauważasz, że zapadłeś się o kilka centymetrów głębiej. Jest to dla Państwa normalne, ponieważ jest to wygodniejsze niż siedzenie na sztywnej desce, a po wstaniu pianka wydaje się wracać do pierwotnego kształtu. Jeśli jednak tak naprawdę by było, to dlaczego po kilku latach użytkowania sofy wyglądają na przesiadzone?
W kręgach fachowych zjawisko to nazywa się również odkształceniem resztkowym. Jeśli tworzywo sztuczne jest poddawane obciążeniu przez dłuższy czas, ulega ono powolnemu dalszemu odkształceniu, mimo że siła wcale nie wzrasta. To odkształcenie zależne od czasu nazywa się Pełzanie.
Dlaczego tworzywo sztuczne tak się zachowuje?
Różnica tkwi w samym materiale.
Metale mają bardzo sztywną strukturę krystaliczną. Tworzywa sztuczne składają się natomiast z długich łańcuchów cząsteczkowych, które pod wpływem obciążenia mogą powoli przesuwać się względem siebie.
Nie gwałtownie.
Nie nagle.
Raczej całkiem spokojnie.
Im wyższa temperatura i im większe obciążenie, tym szybciej to się dzieje.
Dlaczego to jest ważne?
Dla konstruktorów pełzanie nie jest wadą, lecz właściwością, którą należy uwzględnić.
Pod wpływem długotrwałego obciążenia uszczelka może zmienić swój kształt i po usunięciu obciążenia nie powrócić już do stanu pierwotnego.
Karabińczyk, który dziś trzyma idealnie, po długotrwałym obciążeniu może w pewnym momencie przestać „zatrzaskiwać się“ tak skutecznie.
Dlatego w przypadku elementów z tworzyw sztucznych nie wystarczy jedynie obliczyć, czy są one dzisiaj trzymać.
Kluczowe pytanie brzmi:
Czy będą one nadal występować za pięć lub dziesięć lat i co można z tym zrobić?
Konstruktorzy mają kilka możliwości:
- wybrać odpowiednie materiały,
- zmniejszyć obciążenia,
- Utrzymywać niskie temperatury,
- Zwiększyć sztywność elementów konstrukcyjnych,
- zastosować włókna szklane lub inne materiały wzmacniające,
- lub rozłożyć obciążenia w możliwie najkorzystniejszy sposób.
Tworzywa sztuczne nie są bowiem złymi materiałami – wymagają jedynie nieco bardziej długofalowego myślenia.
Wnioski
Właściwości pełzania należą do najważniejszych cech tworzyw sztucznych. Kto je ignoruje, ten czasami spotyka się z nieprzyjemnymi niespodziankami.
Kto je zna, może projektować trwałe, niezawodne i ekonomiczne elementy.
I tym samym wracamy do słynnego cytatu profesora:
„Kto zna tworzywa sztuczne, ten wybiera cement.“
Być może dzisiaj należałoby dodać:
„… albo wybiera odpowiedni tworzywo sztuczne – i projektuje je tak, by pełzanie występowało tylko tam, gdzie nikomu nie przeszkadza.“