প্লাস্টিক এক্সট্রুশন স্ফটিক কী? প্লাস্টিকের স্ফটিকতা এবং স্ফটিকীকরণের গুণমান সহজেই নিয়ন্ত্রণ করতে শেখানোর ৪টি উপায়!

প্লাস্টিকের গঠন অনেক রৈখিক, দীর্ঘায়িত পলিমার যৌগের সমষ্টি। স্ফটিকীকরণের মাত্রা (স্ফটিকত্ব) অণুগুলির নিয়মিত বিন্যাসের মাত্রা দ্বারা পরিমাপ করা হয় এবং স্ফটিকীকরণের মাত্রা এক্স-রে-র প্রতিফলনের মাধ্যমে পরিমাপ করা যেতে পারে। জৈব যৌগগুলির গঠন জটিল, এবং প্লাস্টিকের গঠন আরও জটিল, এবং আণবিক শৃঙ্খলের গঠন (রৈখিক, কন্দযুক্ত, ভাঁজ করা, সর্পিল, ইত্যাদি) অনেক পরিবর্তিত হয়, তাই গঠনের অবস্থার উপর নির্ভর করে তাদের গঠনও ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়।

উচ্চ মাত্রার স্ফটিকতা সম্পন্ন প্লাস্টিক হল একটি স্ফটিক প্লাস্টিক এবং অণুগুলির মধ্যে মহাকর্ষ বল সহজেই মিথস্ক্রিয়া করে, যা এটিকে একটি শক্তিশালী প্লাস্টিকে পরিণত করে। সঠিকভাবে স্ফটিকীকরণ এবং সারিবদ্ধকরণের জন্য, আয়তন ছোট হয়ে যায় এবং ছাঁচের সংকোচন এবং তাপীয় প্রসারণ বেশি হয়। অতএব, স্ফটিকতা যত বেশি হবে, এটি তত কম স্বচ্ছ হবে, তবে এটি তত শক্তিশালী হবে।

স্ফটিক প্লাস্টিকের একটি স্বতন্ত্র গলনাঙ্ক (Tm) থাকে এবং যখন কঠিন হয় তখন অণুগুলি নিয়মিতভাবে সাজানো থাকে, টানে আরও শক্তিশালী হয়। গলে গেলে, আয়তন ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয় এবং নিরাময়ের পরে, এটি সঙ্কুচিত করা সহজ হয়, অভ্যন্তরীণ চাপ সহজে মুক্তি পায় না, সমাপ্ত পণ্যটি স্বচ্ছ হয় না, গঠনে তাপ অপচয় ধীর হয়, ঠান্ডা ছাঁচ তৈরির পরে সংকোচন বেশি হয় এবং গরম ছাঁচ তৈরির পরে সংকোচন কম হয়।
স্ফটিক প্লাস্টিকের বিপরীতে, আরেক ধরণের অ-স্ফটিক প্লাস্টিক আছে, যার কোনও স্পষ্ট গলনাঙ্ক নেই, কঠিন অবস্থায় অণুগুলি অনিয়মিতভাবে সাজানো থাকে, গলে যাওয়ার সময় নির্দিষ্ট আয়তন খুব বেশি পরিবর্তিত হয় না, নিরাময়ের পরে এটি সঙ্কুচিত করা সহজ নয়, সমাপ্ত পণ্যটি স্বচ্ছ হয়, উপাদানের তাপমাত্রা যত বেশি হয় তত বেশি হলুদ হয় এবং ছাঁচনির্মাণের সময় তাপ দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে।

স্ফটিক প্লাস্টিকের বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্নরূপ:


1. তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি
ক. গলনের তাপমাত্রা যত কম হবে, গলনের তাপমাত্রা তত কম হবে, সমজাতীয় নিউক্লিয়াস গঠনের জন্য তত বেশি সহায়ক হবে, স্ফটিকের বৃদ্ধি বিন্দু বৃদ্ধি পাবে, যা স্ফটিকতা উন্নত করতে পারে, তবে স্ফটিকের আকারও হ্রাস করতে পারে। অতএব, প্লাস্টিকাইজেশনের ভিত্তি নিশ্চিত করার জন্য নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ায়, গলনের তাপমাত্রা কিছুটা কম থাকে, যা স্ফটিকীকরণের জন্য উপকারী।
খ. শীতল তাপমাত্রা স্ফটিকীকরণ ডিগ্রি এবং স্ফটিকীকরণের মানের উপর শীতল তাপমাত্রার সর্বাধিক প্রভাব রয়েছে, স্ফটিকীকরণ নিয়ন্ত্রণে সবচেয়ে কার্যকর পক্ষ ধীর শীতলকরণ, স্ফটিকীকরণ অঞ্চলে প্লাস্টিককে দীর্ঘস্থায়ী করতে পারে, যাতে স্ফটিকীকরণ ডিগ্রি বেশি হয়, তবে ধীর শীতলকরণ কিন্তু মোটা বল স্ফটিক তৈরি করা সহজ, শক্ততা অনমনীয়তা এবং কঠোরতার জন্য সহায়ক নয়। দ্রুত শীতলকরণ, একদিকে প্লাস্টিককে স্ফটিকীকরণ অঞ্চলের মধ্য দিয়ে দ্রুত যেতে দেয়, ফলে স্ফটিকীকরণের ডিগ্রি হ্রাস পায়; অন্যদিকে, স্বল্প স্ফটিক বৃদ্ধির সময়কালের কারণে, এটি স্ফটিকীকরণের আকারকেও সূক্ষ্ম করে তোলে, যা স্বচ্ছতা এবং দৃঢ়তার উন্নতির জন্য সহায়ক। বাস্তবে, ধীর বা দ্রুত শীতলকরণ গ্রহণ করা হবে কিনা তা পণ্যের কর্মক্ষমতা চাহিদার উপর নির্ভর করে। যদি পণ্যের স্বচ্ছতা বেশি হয়, তবে এটি দ্রুত শীতল করা প্রয়োজন; যদি পণ্যের অনমনীয়তা এবং কঠোরতা বেশি হয়, তবে এটি ধীরে ধীরে শীতল করা প্রয়োজন।

2. নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি
নিউক্লিয়েটিং এজেন্টটি মূলত ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশনকে উৎসাহিত করার জন্য, স্ফটিকের বৃদ্ধি বিন্দু বৃদ্ধি করার জন্য, স্ফটিকতা বৃদ্ধি করার জন্য এবং স্ফটিক কণাগুলিকে আরও সূক্ষ্ম করার জন্য যোগ করা হয়, যাতে প্রভাব শক্তি, ফলন শক্তি এবং চকচকে উন্নত হয়।
তিন ধরণের নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট আছে: অজৈব, জৈব এবং পলিমারিক:
ক. অজৈব নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট অজৈব নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট থেকে ট্যালক, যার মধ্যে রয়েছে: CaCO3, মাইকা, অজৈব রঙ্গক, ইত্যাদি। এই নিউক্লিয়েটিং এজেন্টগুলি প্লাস্টিকের স্বচ্ছতার উপর প্রভাব ফেলে, এবং তাই স্বচ্ছ পণ্যের পরিমাণ সীমিত করা উচিত।
খ. জৈব নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট জৈব নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট হল: সোডিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম, টাইটানিয়াম এবং অন্যান্য ধাতব সুগন্ধি কার্বক্সিলেট, জৈব ফসফেট, সরবিক অ্যাসিড এনজাইম ইত্যাদি।
গ. জৈব পলিমার নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট পলিমারের কিছু উচ্চ গলনাঙ্কের জন্য জৈব পলিমার নিউক্লিয়েটিং এজেন্ট, যেমন ভিনাইল সাইক্লোঅ্যালকেন শুধুমাত্র পিপি ইত্যাদিতে হতে পারে।
এটি লক্ষণীয় যে সম্প্রতি এটি পাওয়া গেছে যে নিউক্লিয়েটিং এজেন্টগুলি কেবল স্ফটিকের আকারকেই সূক্ষ্ম করতে পারে না, বরং নির্দিষ্ট ধরণের স্ফটিকও নির্ধারণ করতে পারে।

3. স্ট্রেচিং নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি
প্রসারিতপ্লাস্টিকের ফিল্মএবং স্ফটিকায়িত শীট পণ্যগুলি স্ফটিকগুলিকে ভেঙে ছোট স্ফটিক তৈরি করতে পারে এবং প্রসারিত দিকে স্ফটিকের একটি সিরিজ তৈরি করতে পারে, যা পণ্যগুলির দৃঢ়তা উন্নত করতে পারে এবং প্রসার্য শক্তি, চকচকে, কঠোরতা, বাধা ক্ষমতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। প্লাস্টিকের স্ফটিকের গুণমান পরিবর্তন করতে পারে এমন স্ট্রেচিং পদ্ধতিটি এর স্ফটিকতাও উন্নত করতে পারে।

৪. তাপ চিকিত্সা নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি
একদিকে তাপ চিকিত্সা স্ফটিকীকরণকে আরও উৎসাহিত করতে পারে এবং স্ফটিকতা বৃদ্ধি করতে পারে; অন্যদিকে স্ফটিকীকরণের মান উন্নত করতে পারে, যাতে তাড়াহুড়ো করে স্ফটিকীকরণের ফলে যে স্ফটিকীকরণের ত্রুটিগুলি থেকে যায় তা সম্পূর্ণরূপে মেরামত করা যায়।
তাপ চিকিত্সা বিভিন্ন ধরণের পারস্পরিক রূপান্তরের স্ফটিকীকরণও করতে পারে। যেমন β স্ফটিকযুক্ত পিপি পণ্য, গলনাঙ্কের উপরে তাপ চিকিত্সা সমস্ত গলে যাবে, পুনঃস্ফটিকীকরণ, α স্ফটিকের মধ্যে রূপান্তরিত হবে, যখন প্রস্তাবিত ষড়ভুজাকার স্ফটিক যা 70 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপ চিকিত্সা যা α স্ফটিকের মধ্যে রূপান্তরিত হতে পারে।

উদাহরণ হিসেবে PA6 ধরুন, এর পণ্যগুলির তাপ চিকিত্সার পরে, এর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য নিম্নরূপ পরিবর্তিত হয়:
ক. তাপ চিকিত্সা তাপমাত্রা ১২০'১৮০ ℃ এবং ধারণ সময় ১০'১২০ মিনিটে প্রসার্য শক্তি, চিকিত্সা তাপমাত্রা এবং ধারণ সময় বৃদ্ধি এবং বৃদ্ধির প্রসারণের সাথে প্রসার্য শক্তি, সর্বাধিক পরিবর্তন প্রায় ১০% এ পৌঁছাতে পারে।
খ. ৪ ঘন্টা ধরে রাখার সময় প্রভাব শক্তি, চিকিৎসার তাপমাত্রা ১২০ ℃ থেকে ১৪০ ℃, প্রভাব শক্তি প্রায় ৬০% কমে যায়। তবে, তাপমাত্রা ১৪০°C অতিক্রম করার পরে, পতন মসৃণ ছিল। ১৮০ ডিগ্রি তাপমাত্রায়, যখন ধারণ সময় ১০ মিনিট থেকে ৩০ মিনিট পর্যন্ত বাড়ানো হয়, তখন প্রভাব শক্তিও ৬০% কমে যায়। ধারণ সময় ৩০ মিনিট অতিক্রম করার পরে, পতন সমতল হয়।
গ. একটি নির্দিষ্ট পরিসরে কঠোরতা, তাপ চিকিত্সার তাপমাত্রা এবং ধারণ সময়ের বর্ধনের সাথে সাথে, কঠোরতা ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেয়েছে, যা সর্বোচ্চ বৃদ্ধি প্রায় 10%।
ঘ। স্ফটিকতা তাপ চিকিত্সা দ্বিতীয় স্ফটিকীকরণকে উৎসাহিত করতে পারে, এবং এইভাবে স্ফটিকতা উন্নত করতে পারে। তাপ চিকিত্সা তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে অন্তরণ 4 ঘন্টা প্রাঙ্গনে, স্ফটিকতা বৃদ্ধি পায়; 140 ℃ এর বেশি, একটু ধীর গতিতে শুরু করুন। 180 ℃ প্রাঙ্গনে তাপ চিকিত্সা তাপমাত্রায়, অন্তরণ সময় বাড়ানোর সাথে সাথে, স্ফটিকতা একই রকম শুরু হয়; কিন্তু 120 মিনিটের বেশি অন্তরণ হলে, স্ফটিকতা দ্রুত বৃদ্ধি পায়।

প্লাস্টিকের স্ফটিকতা কীভাবে নির্ণয় করা যায়?
তিনটি সাধারণ পদ্ধতি রয়েছে: ঘনত্ব পদ্ধতি, XRD বিবর্তন পদ্ধতি এবং DSC পদ্ধতি।
DSC পদ্ধতিটি বেশি ব্যবহৃত হয় এবং আরও নির্ভুল, এরপর XRD পদ্ধতিটি অনুসরণ করা হয়, যা স্ফটিকতা পরিমাপের পাশাপাশি বর্ণালী অনুসারে প্রতিটি স্ফটিকের ধরণের বিষয়বস্তুও নির্ধারণ করতে পারে; ঘনত্ব পদ্ধতিতে সর্বাধিক ত্রুটি রয়েছে এবং সাধারণত এটি কেবল একই পদার্থের আপেক্ষিক স্ফটিকতা তুলনা করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
এই তিনটি পদ্ধতি ছাড়াও, একটি ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি পদ্ধতিও রয়েছে, যা স্পেকট্রোগ্রাম সফ্টওয়্যার দ্বারা একটি সহজ গণনার উপর ভিত্তি করে এবং খুব কমই ব্যবহৃত হয়।