Технология термоусаживаемых изделий

Поперечная сшивка и память формы

Термопластичные материалы состоят из хаотично расположенных очень длинных и тонких молекул. Жесткость такого материала зависит от расстояния между его молекулами и кристаллической природы его молекулярной структуры. При нагреве материала его кристалличность пропадает. Появляется скольжение между молекулами, и материал начинает течь. Во время такого нагрева материал может принять любую форму. Затем, по мере охлаждения, начинают вновь образовываться кристаллические зоны, которые восстанавливают жесткость материала, и он приобретает новую форму, в которую его поместили.

Развитие ядерной физики привело к важнейшему открытию в области материаловедения. Если пластичные материалы поместить в поток электронов высокой энергии, то происходит соединение, или сшивка, соседних молекул. Эта поперечная сшивка молекул создает новую трехмерную систему внутренней структуры пластичного материала на основе новых химических связей.

Если материал прошел процесс поперечной сшивки, он уже не будет плавиться или течь при любой температуре. При нагреве кристалличность пропадает, как и прежде, но материал не потечет и не изменит формы, потому что поперечные связи действуют как стяжки между молекулами. В тоже время поперечно-сшитая структура материала обладает эластичностью. Когда материал нагревается до температуры, при которой нарушается кристалличность, он становится резиноподобным.

Облучение трубок потоком электронов приводит к образованию постоянных поперечных связей соседних молекул. На графике показано схематичное увеличенное изображение небольшой сшитой секции очень длинных молекул и конечный вид термоусаживаемой трубки.

После сшивки следующим шагом по приданию трубке эластичной памяти является нагрев компаунда до температуры выше точки плавления кристаллитов. В этом состоянии молекулы удерживаются вместе только благодаря поперечным связям.

К нагретой трубке прикладывается давление и, таким образом, поперечно-сшитые молекулы растягиваются.

Трубка охлаждается в расширенном деформированном состоянии. Появляется кристалличность, которая закрепляет структуру материала в этих деформированных условиях. Это та форма, в которой трубка поставляется заказчикам.

Потребитель затем нагревает трубку и расплавляет эти «кристаллы». Поперечные связи заставляют материал вернуться в его первоначальную форму.

После охлаждения «кристаллы» фиксируют принятую после восстановления форму трубки.