چگونه ساختار مولکولی فیلم انقباض پی وی سی دمیده بر خواص انقباض آن در هنگام گرم شدن تأثیر می گذارد؟

ساختار مولکولی فیلم انقباض پی وی سی (پلی وینیل کلراید) دمیده شده نقش مهمی در خواص انقباض آن در هنگام گرم شدن دارد. در اینجا نحوه تأثیر ساختار مولکولی بر رفتار فیلم در طول فرآیند انقباض آمده است:

جهت گیری زنجیره های پلیمری: در حین تولید فیلم شرینک پی وی سی دمیده زنجیره های پلیمری از طریق فرآیند اکستروژن و دمیدن در جهات خاصی کشیده شده یا جهت می یابند. این جهت یک ساختار مولکولی "کشیده" یا "یخ زده" ایجاد می کند که در آن زنجیره های پلیمری در جهت کشش قرار دارند. وقتی فیلم گرم می شود، زنجیره های مولکولی سعی می کنند به حالت طبیعی و آرام خود بازگردند. این روند همان چیزی است که باعث کوچک شدن فیلم می شود. درجه جهت گیری بر میزان انقباض فیلم تأثیر می گذارد: فیلم های با جهت گیری زیاد بیشتر و به شیوه ای کنترل شده تر منقبض می شوند، زیرا زنجیره های پلیمری در هنگام قرار گرفتن در معرض گرما به پیکربندی اولیه و فشرده تر خود برمی گردند.

مناطق کریستالی در مقابل آمورف: فیلم شرینک PVC از هر دو ناحیه کریستالی و آمورف (غیر کریستالی) تشکیل شده است. نواحی آمورف فیلم انعطاف‌پذیرتر هستند و به زنجیره‌های پلیمری اجازه می‌دهند که آزادانه در هنگام گرم شدن حرکت کنند و منجر به انقباض شوند. از طرف دیگر، نواحی کریستالی در برابر انقباض سخت تر و مقاوم تر هستند. تعادل بین بخش های کریستالی و آمورف پلیمر بر یکنواختی و سرعت فرآیند انقباض تأثیر می گذارد. فیلم‌هایی با درجه بلورینگی بالاتر ممکن است آهسته‌تر منقبض شوند اما ثبات ابعادی بهتری دارند، در حالی که فیلم‌هایی با محتوای آمورف بیشتر تمایل دارند سریع‌تر جمع شوند اما ممکن است در شرایط مختلف پایداری کمتری داشته باشند.

اتصال متقاطع: در برخی موارد، فیلم PVC ممکن است تحت فرآیندی قرار گیرد که به عنوان "صلیب‌بندی" شناخته می‌شود، که در آن زنجیره‌های پلیمری از نظر شیمیایی در نقاط خاصی به یکدیگر متصل می‌شوند. اتصال متقاطع می تواند با سفت تر کردن شبکه پلیمری بر رفتار انقباض تأثیر بگذارد. این منجر به کاهش انقباض می شود زیرا پیوندهای عرضی مانع از برگشت آسان زنجیر به شکل فشرده در هنگام گرم شدن می شوند. لایه های انقباض پی وی سی متقاطع انقباض کمتری دارند اما دوام و مقاومت بیشتری در برابر کشش یا تغییر شکل نشان می دهند.

دمای انتقال شیشه ای (Tg): پی وی سی دارای دمای انتقال شیشه ای (Tg) است که دمایی را تعیین می کند که در آن پلیمر از حالت صلب و شیشه ای به حالت انعطاف پذیرتر و لاستیکی تبدیل می شود. وقتی بالای Tg گرم می شود، فیلم انعطاف پذیرتر می شود و شروع به جمع شدن می کند. ساختار مولکولی PVC، به ویژه آرایش اتم‌های کلر آن و پیوند بین مونومرها، دمایی را که در آن این انتقال رخ می‌دهد را دیکته می‌کند. Tg کمتر ممکن است منجر به انقباض سریعتر و بارزتر شود، در حالی که Tg بالاتر منجر به فرآیند انقباض تدریجی می شود.

انبساط و انقباض حرارتی: فیلم‌های انقباض پی‌وی‌سی زمانی که در ابتدا گرم می‌شوند منبسط می‌شوند (به دلیل اثر روان‌کننده گرما)، و سپس با سرد شدن فیلم منقبض می‌شوند و زنجیره‌های مولکولی به پیکربندی اولیه خود باز می‌گردند. سرعت انبساط و انقباض تحت تأثیر آرایش مولکول ها در فیلم است. اگر مولکول ها محکم بسته شوند، ممکن است ماده انبساط کمتری داشته باشد اما انقباض کنترل شده تری را نشان دهد. برعکس، مولکول‌های شل بسته ممکن است منجر به انبساط و انقباض بیشتر، اما کنترل دقیق‌تر شوند.

نرم کننده ها و مواد افزودنی: فیلم جمع شونده پی وی سی دمنده اغلب حاوی نرم کننده هایی است که برای افزایش انعطاف پذیری و کاهش شکنندگی اضافه می شوند. این نرم‌کننده‌ها با کاهش نیروهای بین مولکولی با زنجیره‌های پلیمری برهم‌کنش می‌کنند و باعث می‌شوند که زنجیره‌ها هنگام گرم شدن از کنار یکدیگر راحت‌تر بلغزند. وجود نرم کننده ها می تواند با کاهش دمای مورد نیاز برای انقباض و تأثیر بر میزان انقباض روی رفتار انقباض تأثیر بگذارد. علاوه بر این، افزودنی‌های دیگری مانند تثبیت‌کننده‌ها یا بازدارنده‌های UV می‌توانند بر پایداری فیلم در طول فرآیند انقباض تأثیر بگذارند و نحوه واکنش فیلم به گرما را تغییر دهند.