Ruiskuvaletun pitkäkuitulujitetun polypropeeninyhtymäsaumalujuus jakuituorientaatio

Abstract

Työssä tutkittiin ruiskuvaletun pitkäkuitulujitetun yhtymäsauman lujuutta ja kuituorientaatiota kolmella eri muottigeometrialla ja erikokoisilla yhtymäsauman aiheuttajilla. Ruiskuvaluparametrit pidettiin mahdollisimman muuttumattomina eri muoteille. Yhtymäsauman mekaaniset ominaisuudet testattiin kokoyhtymäsauma-alueelta, minkä lisäksi mekaaniset ominaisuudet testattiin yhtymäsauman ulkopuolelta. Veto- ja taivutuskokeiden lisäksi kuituorientaation tutkimiseksi koesauvojen vetomurtopinnat kuvattiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Vertailumateriaalina käytettiin lujittamatonta polypropeenia, joka ruiskuvalettiin ja koestettiin samalla tavalla kuin pitkäkuitulujitettu polypropeeni. Pitkäkuitulujitetun polypropeenin kuitupitoisuus oli 40prosenttia. Laatta- ja sektorimuotilla valettujen pitkäkuitulujitettujen kappaleiden yhtymäsaumalujuus oli vain kolmasosa muun kappaleen keskimääräisestälujuudesta. Yhtymäsauma-alueella kuidut orientoituvat yhtymäsauman suuntaisiksi eikä yhtymäsaumassa ollut lujuutta lisääviä kuituja. Lisäksi yhtymäsaumaan ajautuneet huokoset alensivat pitkäkuitulujitetun polypropeenin yhtymäsaumalujuutta, joka oli alle polypropeeninlujuuden. Vetokoesauvalla pitkäkuitulujitetun polypropeenin yhtymäsaumalujuus oli poikkeuksellisen suuri; se oli noin kaksi kertaa suurempi kuin laatta- ja sektorikappaleen yhtymälujuus ja huomattavasti suurempi kuin laatta- ja sektorikappaleen yhtymäsaumalujuus ja huomattavasti suurempi kuin polypropeenin lujuus. Vetokoesauvan yhtymäsaumalujuuteen vaikutti pääasiassa muottigeometria, pieni yhtymäsauman aiheuttava tappi, jakokanavan kapeus ja lyhyt yhtymäsauma-alue. Vetokoesauvamuotissa sulavirtausten, muottigeometrian ja yhtymäsauma-alueen nopean täyttymisen yhteisvaikutuksesta sularintamat pääsivät sekoittumaan yhtymäsaumassa. Laattamuoteilla todettiin kuituorientaation ja lujuuksien olevan paikkasidonnaisia. Kappaleiden reunoilla oli selvästi suuremmat lujuudet kuin niiden keskellä. Polypropeenin lujuuksissa ei eri muottigeometrioilla ollut merkittäviä eroja. Ainoastaan vetokoesauvan yhtymäsauvalujuus oli polypropeiinilla pienempi kuin polypropeenin keskimääräiset lujuudet eri muoteilla. /Kir10