โครงสร้างโมเลกุลของฟิล์มหด PVC แบบเป่าส่งผลต่อคุณสมบัติการหดตัวเมื่อถูกความร้อนอย่างไร

โครงสร้างโมเลกุลของฟิล์มหด PVC (โพลีไวนิลคลอไรด์) ที่ถูกเป่ามีบทบาทสำคัญในคุณสมบัติการหดตัวเมื่อถูกความร้อน โครงสร้างโมเลกุลส่งผลต่อพฤติกรรมของฟิล์มในระหว่างกระบวนการหดตัวดังนี้:

การวางแนวของโซ่โพลีเมอร์: ระหว่างการผลิต ฟิล์มหดพีวีซีเป่า โซ่โพลีเมอร์จะถูกยืดหรือวางในทิศทางเฉพาะผ่านกระบวนการอัดขึ้นรูปและเป่า การวางแนวนี้จะสร้างโครงสร้างโมเลกุล "ยืดออก" หรือ "แช่แข็ง" โดยที่สายโซ่โพลีเมอร์เรียงตัวกันในทิศทางของการยืดตัว เมื่อฟิล์มถูกให้ความร้อน โซ่โมเลกุลจะพยายามกลับคืนสู่สภาพธรรมชาติและผ่อนคลาย กระบวนการนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้ฟิล์มหดตัว ระดับของการวางแนวจะส่งผลต่อจำนวนการหดตัวของฟิล์ม: ฟิล์มที่มีการมุ่งเน้นสูงจะหดตัวมากขึ้นและในลักษณะที่มีการควบคุมมากขึ้น เนื่องจากโซ่โพลีเมอร์จะดึงกลับเข้าสู่รูปแบบเดิมที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นเมื่อสัมผัสกับความร้อน

บริเวณที่เป็นผลึกและอสัณฐาน: ฟิล์มหด PVC ประกอบด้วยบริเวณที่เป็นผลึกและอสัณฐาน (ไม่ใช่ผลึก) บริเวณอสัณฐานของฟิล์มมีความยืดหยุ่นมากกว่า และช่วยให้โซ่โพลีเมอร์เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเมื่อถูกความร้อน ทำให้เกิดการหดตัว ในทางกลับกัน บริเวณที่เป็นผลึกจะมีความแข็งและทนทานต่อการหดตัวมากกว่า ความสมดุลระหว่างชิ้นส่วนที่เป็นผลึกและอสัณฐานของพอลิเมอร์ส่งผลต่อความสม่ำเสมอและความเร็วของกระบวนการหดตัว ฟิล์มที่มีระดับความเป็นผลึกสูงกว่าอาจหดตัวได้ช้ากว่าแต่มีความคงตัวของขนาดที่ดีกว่า ในขณะที่ฟิล์มที่มีส่วนประกอบที่เป็นอสัณฐานมากกว่ามักจะหดตัวเร็วกว่าแต่อาจมีความเสถียรน้อยกว่าภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน

การเชื่อมโยงข้าม: ในบางกรณี ฟิล์มพีวีซีอาจผ่านกระบวนการที่เรียกว่า "การเชื่อมโยงข้าม" ซึ่งสายโซ่โพลีเมอร์จะถูกพันธะทางเคมีเข้าด้วยกัน ณ จุดหนึ่ง การเชื่อมโยงข้ามอาจส่งผลต่อพฤติกรรมการหดตัวโดยการทำให้โครงข่ายโพลีเมอร์มีความแข็งแกร่งมากขึ้น ส่งผลให้การหดตัวลดลงเนื่องจากครอสลิงค์ป้องกันไม่ให้โซ่ดึงกลับเป็นรูปแบบกะทัดรัดได้ง่ายเมื่อถูกความร้อน ฟิล์มหด PVC แบบเชื่อมขวางมีแนวโน้มที่จะแสดงการหดตัวต่ำกว่าแต่มีความทนทานและทนทานต่อการยืดหรือการเสียรูปมากกว่า

อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg): พีวีซีมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) ที่กำหนดอุณหภูมิที่โพลีเมอร์เปลี่ยนจากสถานะแข็งและเป็นแก้วไปเป็นสถานะยืดหยุ่นและเป็นยางมากขึ้น เมื่อถูกความร้อนเหนือ Tg ฟิล์มจะมีความยืดหยุ่นมากขึ้นและเริ่มหดตัว โครงสร้างโมเลกุลของพีวีซี โดยเฉพาะอย่างยิ่งการจัดเรียงอะตอมของคลอรีนและพันธะระหว่างโมโนเมอร์ จะเป็นตัวกำหนดอุณหภูมิที่เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ Tg ที่ต่ำกว่าอาจนำไปสู่การหดตัวเร็วขึ้นและเด่นชัดยิ่งขึ้น ในขณะที่ Tg ที่สูงขึ้นส่งผลให้กระบวนการหดตัวช้าลง

การขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อน: ฟิล์มหด PVC จะขยายตัวเมื่อถูกความร้อนเริ่มแรก (เนื่องจากผลของความร้อนที่ทำให้เป็นพลาสติก) จากนั้นจะหดตัวเมื่อฟิล์มเย็นลง และสายโซ่โมเลกุลจะกลับไปสู่การกำหนดค่าเริ่มต้น อัตราการขยายตัวและการหดตัวขึ้นอยู่กับการจัดเรียงโมเลกุลในภาพยนตร์ หากโมเลกุลถูกอัดแน่น วัสดุอาจมีการขยายตัวน้อยลงแต่มีการหดตัวที่ควบคุมได้มากขึ้น ในทางกลับกัน โมเลกุลที่อัดแน่นอาจส่งผลให้เกิดการขยายตัวและการหดตัวมากขึ้น แต่การควบคุมที่แม่นยำน้อยลง

พลาสติไซเซอร์และสารเติมแต่ง: ฟิล์มหด PVC แบบเป่ามักประกอบด้วยพลาสติไซเซอร์ที่เติมเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นและลดการเปราะ พลาสติไซเซอร์เหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโซ่โพลีเมอร์โดยการลดแรงระหว่างโมเลกุล ทำให้โซ่เลื่อนผ่านกันได้ง่ายขึ้นเมื่อถูกความร้อน การมีพลาสติไซเซอร์อาจส่งผลต่อพฤติกรรมการหดตัวโดยการลดอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการหดตัว และส่งผลต่อปริมาณการหดตัวที่เกิดขึ้น นอกจากนี้ สารเติมแต่งอื่นๆ เช่น สารเพิ่มความคงตัวหรือสารยับยั้ง UV อาจส่งผลต่อความเสถียรของฟิล์มในระหว่างกระบวนการหดตัว และเปลี่ยนแปลงวิธีที่ฟิล์มทำปฏิกิริยากับความร้อน