پلاسٹک میں اندرونی تناؤ سے مراد ایک موروثی تناؤ ہے جو پگھلے ہوئے پلاسٹک کی پروسیسنگ کے دوران پیدا ہوتا ہے جس کی وجہ میکرو مالیکیولر چینز کی واقفیت اور ٹھنڈک کے سنکچن جیسے عوامل ہیں۔
اندرونی تناؤ کا جوہر وہ غیر متوازن شکل ہے جو پگھلی ہوئی پروسیسنگ کے دوران میکرو مالیکولر زنجیروں سے بنتی ہے۔ یہ غیر متوازن تشکیل فوری طور پر ٹھنڈک اور مضبوطی کے بعد ماحولیاتی حالات کے مطابق مطابقت پذیر توازن کی طرف نہیں لوٹ سکتی۔ یہ غیر متوازن تشکیل بنیادی طور پر ایک الٹنے والی، انتہائی لچکدار اخترتی ہے۔ یہ منجمد لچکدار اخترتی عام طور پر پلاسٹک کی مصنوعات میں ممکنہ توانائی کے طور پر محفوظ کی جاتی ہے۔ مناسب حالات میں، یہ جبری، غیر مستحکم کنفارمیشن ایک آزاد، مستحکم کنفارمیشن میں بدل جائے گی، اور ممکنہ توانائی کو حرکی توانائی کے طور پر جاری کیا جائے گا۔
جب میکرو مالیکولر زنجیروں کے درمیان قوتیں اور الجھانے والی قوتیں اس حرکی توانائی کو برداشت نہیں کر سکتیں، تو اندرونی تناؤ کا توازن بگڑ جاتا ہے، اور پلاسٹک کی مصنوعات تناؤ کے کریکنگ اور وارپنگ ڈیفارمیشن کو ظاہر کرے گی۔
I. پلاسٹک میں اندرونی تناؤ کی وجوہات
1. واقفیت اندرونی کشیدگی
اورینٹیشن اندرونی تناؤ ایک داخلی تناؤ ہے جو اس وقت پیدا ہوتا ہے جب پگھلے ہوئے پلاسٹک کے بہاؤ، بھرنے، اور دباؤ-کے انعقاد کے عمل کے دوران بہاؤ کی سمت کے ساتھ میکرو مالیکولر زنجیروں کی سمت بندی جم جاتی ہے۔
اورینٹیشن سٹریس جنریشن کا تفصیلی عمل اس طرح ہے: رنر وال کے قریب پگھلا ہوا تیزی سے ٹھنڈا ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے بیرونی پگھلنے والی پرت کی چپچپا پن میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں سطح کی تہہ کے مقابلے مولڈ گہا کی بنیادی پرت میں بہت زیادہ بہاؤ کی رفتار ہوتی ہے، جس سے اندرونی تہوں کے درمیان قینچ کا تناؤ پیدا ہوتا ہے اور اس کے نتیجے میں بہاؤ کی سمت کے ساتھ سمت بندی ہوتی ہے۔
پلاسٹک کی مصنوعات کے اندر اورینٹڈ میکرو مالیکولر زنجیروں کا غیر منجمد ہونا غیر آرام دہ، الٹنے والی، انتہائی لچکدار اخترتی کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ لہذا، واقفیت کا تناؤ اندرونی قوت ہے جو میکرو مالیکولر زنجیروں کو ایک اورینٹڈ کنفارمیشن سے غیر-اورینٹڈ کنفارمیشن میں منتقل کرنے کے لیے چلاتی ہے۔ گرمی کا علاج پلاسٹک کی مصنوعات کے اندر واقفیت کے دباؤ کو کم یا ختم کرسکتا ہے۔
پلاسٹک کی مصنوعات میں واقفیت کے دباؤ کی تقسیم سطح سے اندرونی تہوں تک کم ہو جاتی ہے، جو ایک پیرابولک تبدیلی کو ظاہر کرتی ہے۔
2. کولنگ اسٹریس
کولنگ اسٹریس ایک اندرونی تناؤ ہے جو پلاسٹک کی مصنوعات میں پگھلنے کے عمل کے دوران ٹھنڈک اور ترتیب کے دوران غیر مساوی سکڑنے کی وجہ سے پیدا ہوتا ہے۔ خاص طور پر موٹی دیواروں والی پلاسٹک کی مصنوعات کے لیے، بیرونی تہہ پہلے ٹھنڈی اور مضبوط ہوتی ہے، سکڑتی ہے جب کہ اندرونی تہہ اب بھی گرم پگھل سکتی ہے۔ یہ بنیادی تہہ سطح کی تہہ کے سکڑنے کو محدود کرتی ہے، جس کے نتیجے میں بنیادی تہہ کمپریسیو تناؤ کے تحت اور سطح کی تہہ تناؤ کے دباؤ کے تحت ہوتی ہے۔
پلاسٹک کی مصنوعات میں ٹھنڈک کے اندرونی تناؤ کی تقسیم سطح سے اندرونی تہہ تک بڑھ جاتی ہے، جس میں پیرابولک تبدیلی کی نمائش ہوتی ہے۔
مزید برآں، دھاتی داخلوں کے ساتھ پلاسٹک کی مصنوعات دھات اور پلاسٹک کے درمیان تھرمل ایکسپینشن گتانک میں نمایاں فرق کی وجہ سے غیر مساوی سکڑنے والے اندرونی دباؤ کا شکار ہیں۔
اوپر بیان کردہ اندرونی تناؤ کی دو اہم اقسام کے علاوہ، کئی دوسری قسمیں ہیں: کرسٹل لائن پلاسٹک کی مصنوعات کے لیے، کرسٹل لائن کی ساخت میں فرق اور مصنوعات کے مختلف حصوں کی کرسٹلنیٹی بھی اندرونی تناؤ پیدا کرتی ہے۔ ساختی دباؤ اور ڈیمولڈنگ دباؤ بھی ہیں، لیکن ان کا تناسب عام طور پر چھوٹا ہوتا ہے۔
II پلاسٹک میں اندرونی تناؤ کی نسل کو متاثر کرنے والے عوامل
1. مالیکیولر چین کی سختی
مالیکیولر چین کی سختی جتنی زیادہ ہوگی، پگھلنے والی واسکاسیٹی زیادہ ہوگی، اور پولیمر مالیکیولر چین کی نقل و حرکت اتنی ہی خراب ہوگی۔ اس لیے، الٹنے والی لچکدار اخترتی سے بحالی ناقص ہے، جو آسانی سے بقایا اندرونی تناؤ کا باعث بنتی ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ پولیمر جن کی سالماتی زنجیروں میں بینزین کے حلقے ہوتے ہیں، جیسے کہ PC، PPO، اور PPS، ان کی متعلقہ مصنوعات زیادہ اندرونی دباؤ کے ساتھ ہوتی ہیں۔
2. مالیکیولر چین پولارٹی
مالیکیولر چین کی قطبیت جتنی زیادہ ہوگی، بین سالمی کشش اتنی ہی مضبوط ہوگی، جو بین سالماتی حرکت کو زیادہ مشکل بناتی ہے اور الٹ جانے والی لچکدار اخترتی سے بحالی کی ڈگری کو کم کرتی ہے، جس کے نتیجے میں زیادہ بقایا اندرونی تناؤ پیدا ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ پلاسٹک جو قطبی گروپس پر مشتمل ہوتے ہیں جیسے کاربونیل، ایسٹر، اور نائٹریل گروپس اپنی سالماتی زنجیروں میں اسی طرح کی مصنوعات رکھتے ہیں جس میں اندرونی دباؤ زیادہ ہوتا ہے۔
3. متبادل گروپوں کے سٹرک رکاوٹ کا اثر
میکرو مالیکیول کے سائیڈ گروپس پر متبادل گروپوں کا حجم جتنا بڑا ہوتا ہے، اتنا ہی یہ میکرو مالیکیول چین کی آزادانہ نقل و حرکت میں رکاوٹ بنتا ہے، جس سے بقایا اندرونی تناؤ بڑھتا ہے۔ مثال کے طور پر، پولی اسٹیرین میں فینائل گروپ کا حجم زیادہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں پولی اسٹیرین مصنوعات میں اندرونی دباؤ زیادہ ہوتا ہے۔
III انجکشن مولڈ پارٹس میں اندرونی تناؤ کی جانچ کے تین طریقے
1. سالوینٹ طریقہ
▶ ایسیٹک ایسڈ وسرجن
استعمال ہونے والا ایسٹک ایسڈ (CH3COOH) 95% یا اس سے زیادہ ہونا چاہیے، اور بار بار کیے جانے والے ٹیسٹوں کی تعداد 10 سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔
① سطح کے تناؤ کا ٹیسٹ: شیشے کے برتن میں ایسیٹک ایسڈ (گلیشیل ایسٹک ایسڈ) ڈالیں اور پروڈکٹ کو مکمل طور پر ایسٹک ایسڈ میں 30 سیکنڈ تک ڈبو دیں۔ 30 سیکنڈ کے بعد، نمونے کو کلیمپ کے ساتھ ہٹا دیں اور اسے فوری طور پر صاف پانی سے دھولیں (نل کا پانی قابل قبول ہے)۔ سفیدی اور دراڑوں کے لیے نمونے کی سطح کا مشاہدہ کریں۔
فیصلہ: کوئی شگاف نہیں ہونا چاہئے۔ سطح کی ہلکی سفیدی جائز ہے۔
② اندرونی تناؤ کا ٹیسٹ: سطحی تناؤ کا امتحان پاس کرنے والے نمونے کو خشک کرنے کے بعد، اسے مکمل طور پر ایسٹک ایسڈ میں 2 منٹ کے لیے ڈبو دیں۔ 2 منٹ کے بعد، نمونے کو ہٹا دیں اور اسے فوری طور پر صاف پانی سے دھولیں (نل کا پانی قابل قبول ہے)۔ سفیدی اور دراڑوں کے لیے نمونے کا مشاہدہ کریں۔
فیصلہ: کوئی ٹوٹ پھوٹ نہیں ہونی چاہیے۔ ڈالنے میں ہلکی سی دراڑیں اور سطح کو سفید کرنا جائز ہے۔
▶ میتھائل ایتھائل کیٹون (MEK) + ایسیٹون وسرجن کا طریقہ
پوری مشین کو مکمل طور پر MEK اور ایسیٹون کے 1:1 مرکب میں 21 ڈگری پر ڈبو دیں۔ ہٹا دیں اور فوری طور پر خشک گھمائیں۔ جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے معائنہ کریں۔
اصول: درمیانے تناؤ کے کریکنگ کے رجحان کی بنیاد پر، سالوینٹ مالیکیول رال کے میکرو مالیکیولز کے درمیان گھس جاتے ہیں، جو بین سالماتی قوتوں کو کم کرتے ہیں۔ زیادہ اندرونی دباؤ والے علاقوں میں وسرجن سے پہلے ہی بین سالمی قوتیں کمزور ہو چکی ہیں۔ یہ کمزور قوتیں وسرجن کے بعد مزید کم ہو جاتی ہیں، جس سے کریکنگ ہوتی ہے۔ کم اندرونی تناؤ والے علاقے تھوڑے وقت میں نہیں ٹوٹیں گے۔
لہٰذا، جس حصے پر چڑھایا جانا ہے اس میں اندرونی تناؤ کی شدت اور مقام کا تعین سطح پر ٹوٹ پھوٹ کے وقت اور حد سے کیا جا سکتا ہے۔ یہ اس بات کا تعین کرتا ہے کہ آیا پلاسٹک کے حصے کو الیکٹروپلیٹ کیا جانا چاہیے۔
2. ساز کا طریقہ
پولرائزڈ لائٹ سے پلاسٹک کے حصے کو روشن کریں۔ رنگین لائٹ بینڈز کی مقدار کو دیکھ کر اندرونی تناؤ کی طاقت کا تجزیہ کریں۔ یہ طریقہ صرف شفاف حصوں پر لاگو ہوتا ہے۔ پولرائزڈ لائٹ کے طریقہ کار میں مہنگے آلات کی ضرورت ہوتی ہے، چلانے کے لیے پیچیدہ ہے، اور اس کی درستگی کم ہے کیونکہ علاج سے پہلے اور بعد میں حصے میں تبدیلیاں اہم نہیں ہیں۔ اسپیکٹرم پر ظاہر ہونے والے لائٹ بینڈ ضروری نہیں کہ اندرونی تناؤ کی وجہ سے ہوں۔ مثال کے طور پر، سطح کی لہریں ٹیسٹ کے نتائج کو بھی متاثر کر سکتی ہیں۔
اس طریقہ کا اس حصے کے کام پر کوئی اثر نہیں پڑتا ہے، جو اسے ایک غیر-تباہ کن امتحان بناتا ہے۔ وہ حصے جو ٹیسٹ پاس کر چکے ہیں الیکٹروپلاٹنگ اور استعمال جاری رکھ سکتے ہیں۔
3. درجہ حرارت کی اچانک تبدیلی کا طریقہ
اس طریقہ کار میں پلاسٹک کے حصے کو بار بار گرم کرنے اور ٹھنڈا کرنے کا نشانہ بنانا، اور دراڑیں ظاہر ہونے میں لگنے والے وقت کی بنیاد پر اندرونی دباؤ کی شدت کا اندازہ لگانا شامل ہے۔ یہ پلاسٹک کے مختلف حصوں کے لیے موزوں ہے۔ درجہ حرارت میں اچانک تبدیلی کا طریقہ سادہ سامان کی ضرورت ہے، لیکن جانچ کا وقت نسبتاً طویل ہے۔
معائنہ کے بعد پلاسٹک کا حصہ خراب ہو گیا ہے اور اسے دوبارہ استعمال نہیں کیا جا سکتا۔
چہارم اندرونی تناؤ کا خاتمہ
دھاتوں کی طرح، پلاسٹک کی مصنوعات بھی دھاتوں کی طرح ایک پوسٹ-مولڈنگ "اینیلنگ" کے عمل کے ذریعے کچھ تناؤ کو ختم کر سکتی ہیں۔ تاہم، یہ صرف ایک اسٹاپ گیپ پیمانہ ہے جب ڈیزائن اور مینوفیکچرنگ کے عمل ضروریات کو پورا نہیں کرسکتے ہیں، اور اسے باقاعدہ طریقہ کے طور پر تجویز نہیں کیا جاتا ہے۔
اس طریقہ کار میں کئی حدود ہیں:
1. یہ گلاس فائبر فلرز میں نقائص کو مؤثر طریقے سے ختم نہیں کر سکتا۔
2. ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ مولڈنگ ہیٹنگ کے بعد، مواد کی طاقت اور کیمیائی مزاحمت کم ہو جاتی ہے، ناکامی کو روکنے کے لیے کنٹرول شدہ اینیلنگ وقت کی ضرورت ہوتی ہے۔
3. طویل حرارت اور اینیلنگ حتمی مصنوعات کی قیمت میں نمایاں اضافہ کرتی ہے۔
4. درجہ حرارت کی تیز رفتار تبدیلیوں کی وجہ سے تھرمل جھٹکے سے بچنے کے لیے اینیلنگ کے دوران مستحکم حرارتی اور ٹھنڈک بہت ضروری ہے۔
