بررسی تاثیر نحوه سرد کردن مخازن پلی اتیلنی تولیدی بروش قالبگیری دورانی بر خواص مکانیکی و حرارتی نهایی

موضوع تحقیق: استفاده از مخازن پلی اتلینی چند لایه از جمله اقداماتی است که در سال های اخیر برای مقابله با مشکل خشکسالی و کمبود منابع آبی به میزان بسیار زیادی مورد توجه قرار گرفته است. شرایط تولید صحیح تا حدود زیادی باعث استحکام بالای این مخازن و کاربری بیشتر آنها خواهد شد.روش تحقیق: در این پژوهش به بررسی تاثیر فرایند سرد کردن بر خواص نهایی نمونه های مخازن پلی اتیلنی تهیه شده به روش قالبگیری دورانی پرداخته شده است. سه روش متفاوت سرد کردن با آب، سرد کردن با هوا و سرد کردن ساکن انتخاب شد و خواص مکانیکی و حرارتی آنها بررسی شد.نتایج اصلی: نتایج آزمون کشش نشان می دهد هرچه مخزن با سرعت بالاتری سرد شود، میزان کشیدگی در نقطه پارگی بالاتری خواهد داشت. همچنین این آزمون نشان داد که روش سردکردن با هوا میزان کشیدگی در نقطه پارگی پایین تری نسبت به دو روش دیگر دارد. در بخش نتایج خواص حرارتی مشخص شد که سرعت بالاتر سرد کردن باعث ایجاد بلورهای ضخیمتر در قطعه می گردد که انرژی بالاتری برای غلبه بر این بلورهای ضخیم مورد نیاز است. با توجه به نتایج خواص حرارتی و با استفاده از آزمون دمای نرم شدگی مشخص گردید که هرچه سرعت سرد کردن بالاتر باشد، دمای نرم شدگی بالاتری خواهیم داشت که کاربری مخزن در شرایط دمایی بالا را بهتر خواهد کرد. همچنین آزمون های نرخ جریان مذاب و دانسیته به منظور تایید نتایج خواص مکانیکی و حرارتی انجام شدند. آزمون ضربه چارپی در دمای محیط برای تایید رفتار مکانیکی حاصل از ساختار بلوری انجام شد. نتایج حاکی از آن است که بهترین روش برای سرد کردن، روش سرد کردن بوسیله آب است.

The Effects of Cooling Method on Final Mechanical and Thermal Properties of Polyethylene Tanks Manufactured by Rotational Molding

AbstractResearch subject: Due to the drought and lack of water resources, many efforts have been made to store water properly recently. Using of multilayer polyethylene tanks is an efficient measure in order to solve this problem and it has received considerable attention. Proper manufacturing conditions will greatly improve the strength of these tanks and their applications.Research approach: In this study, the effect of cooling process on the final properties of polyethylene tanks prepared by rotational molding method is investigated. Three different cooling methods comprised of cooling with water, cooling by air, and quiescent cooling is selected and their mechanical and thermal properties were investigated.Main results: The results of the tensile test show that as the tank is cooled faster, the elongation at break will be higher. It is also demonstrated that the air cooling method results in the lower elongation at break. The results of the thermal properties show that higher cooling rate creates thicker crystals in the fragment which requires higher energy to overcome these thick crystals. According to the results of the thermal properties and using the softening temperature test it is found that by increasing the cooling rate, the softening temperature will be increased as well which will improve the application of the tank in high temperature conditions. Melt flow rate and density tests are also performed to confirm the results of mechanical and thermal properties, respectively. Charpy impact test is performed at ambient temperature to confirm mechanical behavior induced by crystal structure. All in all, cooling by water performs better than other methods in terms of mechanical and thermal properties.