Các tính chất cơ lý của chi tiết nhựa đúc khuôn tiêm không chỉ phụ thuộc vào thành phần polymer mà còn phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện gia công. Một trong các yếu tố này là sự định hướng phân tử, nó có ảnh hưởng đến mức độ co rút, tính chất vật lý của sản phẩm.

Sự định hướng phân tử là sự sắp xếp thẳng hàng các chuỗi phân tử theo một hướng nhất định. Trong một hỗn hợp nhựa nóng chảy thông thường, các phần của các phân tử polymer riêng lẻ ở trạng thái ngẫu nhiên, lộn xộn với mức độ không đồng đều rất cao. Trải qua quá trình ép tiêm, các chuỗi phân tử này bị tác động, sắp xếp theo một hướng nhất định.

Các phân tử đã định hướng trong hỗn hợp nóng chảy có thể trở lại trạng thái không đồng đều, ngẫu nhiên do sự chuyển động nhiệt (chuyển động Brownian). Quá trình này được gọi là phục hồi (relaxation), vận tốc của quá trình cao khi khối lượng phân tử thấp, nhiệt độ cao và áp suất thấp. Với nhiệt độ trong quá trình ép tiêm nhựa, thông thường cần vài giây để phục hồi. Tuy nhiên, ngược lại chỉ mất vài phần giây để lớp vật liệu sát thành khuôn đông cứng. Do đó, một phần đáng kể các phân tử vẫn giữ được sự định hướng.

Một số đặc điểm của sự định hướng phân tử được biểu diễn thông qua độ co rút của chi tiết polystyrene (sự định hướng càng cao thì độ co rút càng nhiều).

Nguồn: www.books.google.com.vn

Ta thấy, trong khu vực gần cổng sự định hướng ở phần trung tâm mặt cắt ngang đồng đều hơn do có sự định hướng tiếp tuyến so với hướng của dòng chảy. Sự định hướng dọc trục, theo hướng dòng chảy, thường có giá trị cực đại lần hai sâu bên trong chi tiết do hỗn hợp nóng chảy tiếp tục chảy một phần trong giai đoạn giữ áp. Mức độ định hướng phân tử ở vùng gần cổng thì cao hơn vùng xa cổng.

Do sự định hướng phân tử nên dẫn đến tính không đẳng hướng trong tính chất của các chi tiết ép tiêm, đặc biệt là các tính chất cơ học. Độ bền, sự co rút theo hướng định hướng của phân tử luôn cao hơn hướng vuông góc với nó.

Tham khảo từ tài liệu Injection Molding Machines: A User’s Guide, Friedrich Johannaber, Hanser Verlag, 2008, trang 52 - 55

(vtp-vlab-caosuviet)