Как термическое сопротивление антиадгезионной пленки из ПТФЭ влияет на теплопередачу между валиком--деталями?

Когда деталь формуется в прессе для формования композитов или резины, тонкий лист антиадгезионной пленки из ПТФЭ обычно помещается между нагретой плитой и изделием, чтобы избежать прилипания и облегчить извлечение из формы. Пленка выполняет необходимую механическую работу, но оказывает также незначительный термический эффект. Тепло по-прежнему передается через интерфейс, действуя в качестве теплового привратника, хотя и с меньшей скоростью из-за конечного термического сопротивления слоя ПТФЭ. Если не компенсировать это отставание, это приведет к недоотверждению деталей, ухудшению механических характеристик и неравномерности результатов процесса.

При использовании термостойких плит из антиадгезионной пленки из ПТФЭ этот тонкий полимерный слой является предсказуемым, но важным компонентом при моделировании теплопередачи и разработке цикла отверждения.

Термический эффект антиадгезионных пленок из ПТФЭ для систем прессования с подогревом
Служить интерфейсом выпуска
Разделительные пленки из ПТФЭ обычно используются в:

Прессы для вулканизации резины

Консолидация композитных ламинатов

Процедуры формования реактопластов

Система вакуумной упаковки

Процессы клеевого склеивания:

Они в основном используются для создания антипригарного барьера между инструментом и обрабатываемым материалом. Но те же химические и поверхностные свойства, которые препятствуют адгезии, также влияют на теплопроводность.

Тефлон с низкой теплопроводностью
ПТФЭ имеет относительно низкую теплопроводность, составляющую около:
~0,25 Вт на метр Кельвина

Это прочно относит его к классу теплоизоляторов, а не к металлам, используемым при изготовлении плит. Эта особенность приводит к заметной разнице температур по всей пленке даже при очень небольшой толщине.

Сопротивление тонкого-слоя влияет на развитие термического сопротивления по всей пленке
Даже пленка толщиной.

0,05-0,1 мм.

обеспечивает определенный слой термического сопротивления между деталью и поверхностью валика.

Теплопередача через пленку имеет проводящий характер, т.е.:

Снижение температуры увеличивает тепловой поток.

Более толстые покрытия имеют более высокую стойкость.

Воздействие усиливается за счет более высоких температур плиты.

Это приводит к небольшой, но постоянной разнице температур между поверхностью плиты и границей раздела детали.

Влияние распределения температуры
В методах формования с высоким тепловым потоком перепад температуры на пленке может составлять несколько градусов Цельсия. Это может показаться незначительным, но в тщательно регулируемых системах отверждения это становится важным, поскольку кинетика реакции чувствительна к температуре.

Незаметное скользкое покрытие является узким местом в температурном режиме, а продуманный технологический процесс обеспечивает время, необходимое для прохождения тепла.

Потребности в компенсации процесса
Регулировка заданного значения стола
Если контроль температуры валика откалиброван без пленки, фактическая температура компонента может быть ниже желаемой. Обычно компенсация осуществляется путем:

Немного увеличена уставка плиты

Длительное время замачивания или выдержки

Управление скоростью изменения скорости (модифицированное)

Эти изменения гарантируют подачу достаточной тепловой энергии через пленочный барьер для достижения полного отверждения.

Чувствительность цикла отверждения
Реакции отверждения термореактивных материалов особенно чувствительны к изменениям температуры. Даже незначительное падение температуры компонентов может привести к:

Неполная перекрестная-связка

Меньшая механическая прочность

Более длительное время цикла

Вариативность между производственными партиями

Поэтому точное термическое моделирование должно учитывать сопротивление пленки как часть всей системы теплопередачи.

Влияние состояния и положения пленки
Один или несколько слоев
Изменение конфигурации пленки сильно влияет на термическое поведение:

Однослойная пленка: стабильное и предсказуемое сопротивление.

Двойной слой или сложенная пленка: больший изолирующий эффект.

Локальное термическое изменение: пленка со складками.

Дальнейшее термическое сопротивление воздушных промежутков между слоями

Двойной или сложенный слой ПТФЭ может создать локальный изоляционный карман, что приведет к неравномерному нагреву поверхности детали.

Важность равномерного контакта
Постоянное давление и плавное размещение могут помочь уменьшить:

Захват воздуха

Локальные изменения толщины

Неравномерность температуры

Горячие и холодные зоны

Не-неравномерное нанесение пленки может привести к неравномерному профилю отверждения.

Количественная оценка теплового эффекта
Зависимость теплового потока
Разность температур на листе ПТФЭ определяется уравнением теплопроводности Фурье и пропорциональна:

Толщина пленки

Теплопроводность ПТФЭ

Тепловой поток через интерфейс

Разница температур выше в условиях более высокого теплового потока, и коррекция особенно необходима для процессов быстрого-отверждения или высоких-температур.

Предсказуемое и моделируемое поведение
В отличие от случайных изменений процесса, термостойкость антиадгезионной пленки из ПТФЭ стабильна и воспроизводима при регулировании толщины и состояния материала. Это делает его целесообразным для включения в:

Моделирование процесса моделирования

Разработка цикла отверждения

Кривые термической калибровки

Последствия для промышленных процессов
Производственный композит
Отверждение композитов в аэрокосмической и автомобильной промышленности требует строгого контроля температуры для обеспечения эксплуатационных характеристик смолы. Сопротивление пленки ПТФЭ должно быть включено в:

Планирование цикла автоклава

Нажмите время ламинирования

Тепловые модели для вакуумной упаковки

Отверждение резиновых эластомеров
В процессах формования резины даже незначительные изменения температуры могут повлиять на:

СКОРОСТЬ ВУЛКАНИЗАЦИИ

Плотность сшивок

Конечная гибкость

Поведение набора сжатия

При должной компенсации сохраняется однородность качества продукции.

Режимы отказа из-за термического пренебрежения
Недоотвержденные детали
Последствиями недостаточной-компенсации сопротивления пленки могут быть:

Мягкое или частичное заживление.

Структурная целостность нарушена

Сбой в обслуживании раньше ожидаемого времени

Местное изменение температуры
Также причиной дефектов могут быть:

Морщинистые участки пленки

Области с двойным перекрытием слоев

Воздушные карманы застряли в

Они вызывают температурные несоответствия, которые распространяются на свойства материала.

Заключение
В системах формования на основе плит-разделительная пленка из ПТФЭ делает гораздо больше, чем просто обеспечивает не-прилипание поверхности. По своей конструкции это терморезистор, который создает предсказуемый, но значительный перепад температуры между плитой и деталью. При правильном учете такое поведение можно полностью исправить путем изменения заданных значений или увеличения продолжительности лечения.

В системах термостойких плит с антиадгезионной пленкой из ПТФЭ точность процесса зависит от понимания того, что тонкий полимерный слой толщиной 0,05–0,1 мм заметно меняет характеристики теплопередачи.

В конечном счете, скромный фильм о высвобождении ПТФЭ показывает, что даже самые незначительные технологические добавки обладают собственными тепловыми характеристиками, и надежное производство может быть достигнуто только тогда, когда это поведение хорошо изучено и включено в тепловой расчет.