Ruiskuvaluprosessi ja PA:n suorituskyky

PA - Polyamidi, joka tunnetaan myös nimellä nylon, on yleinen termi suurelle amidityyppisten polymeerien joukolle. Yleisimmät ovat PA6, PA66 ja PA1010. Viime aikoina IT-alan kehittyessä uudentyyppisen PA46-polyamidin käyttö on lisääntynyt jyrkästi. Sitä käytetään korvaamaan LCP (nestekidepolymeeri) lisäosien tuottamiseksi tietokoneisiin. Erinomaisten mekaanisten ominaisuuksiensa, sitkeyden, iskunkestävyyden, kulutuskestävyyden, itsevoitelun, palonestokyvyn, eristyksen jne. ansiosta PA:ta käytetään laajalti eri aloilla, kuten autoissa, koneissa, elektroniikassa, instrumenteissa, kemiantekniikassa jne., kuten hammaspyörät, hihnapyörät, laakerit, juoksupyörät, holkit, säiliöt, harjat, vetoketjut jne.
PA6, PA66 ja PA46 ovat kaikki alifaattisia polyamideja, jotka ovat lineaarisia polymeerejä. Niiden molekyylirakenteissa on erittäin polaarisia amidiryhmiä, joten niillä on korkea kiteisyys. PA-tuotteiden suorituskyky riippuu niiden kiteisestä morfologiasta ja kiteisyydestä. Prosessointiolosuhteet vaikuttavat kiteen morfologiaan ja kiteisyyteen. Erilaiset käsittelyolosuhteet voivat johtaa jopa 40 prosentin kiteytysmuutokseen PA-tuotteissa, hitaaseen jäähtymiseen, korkeaan kiteisyyteen ja suurempien kidemuotojen muodostumiseen. Veden imeytyminen vaikuttaa myös sen kiteisyyteen.
Lisäksi PA:n käsittelyn aikana virtaus- ja leikkausvaikutuksista johtuen voi muodostua tietty orientaatio, joka johtaa anisotropiaan tuotteen suorituskyvyssä. Lujuus orientaatiosuunnassa on parempi kuin ei-orientaatiosuunnassa, ja myös orientaatio edistää kiteytysprosessia. Tämä tekijä tulee ottaa huomioon muotin suunnittelussa.
PA:n suorituskyky
Fyysinen suorituskyky
Hajuton, homeinen, puoliksi läpinäkyvä tai ulkonäöltään läpinäkyvä, maidonvalkoinen tai vaaleankeltainen, tiheys 1.{1}}.36. Poltettaessa siitä tulee erityinen proteiinimaku, ja liekki on sininen ja sen yläpää on keltainen.
Mekaaniset ominaisuudet
Hyvä jäykkyys ja sitkeys, kestää toistuvia iskuja ja tärinää, käyttölämpötila on -40-100 astetta. Se kestää kitkaa, kulumista ja itsevoitelua, mutta sillä on huono virumisvastus ja huono mittojen vakaus. Tämä haitta voidaan voittaa lisäämällä lasikuitulujitetta tai sekoittamalla muihin materiaaleihin.
Kemiallinen kestävyys ja säänkestävyys
PA:ssa on vähän orgaanisia liuottimia, mutta niiden kemialliset ominaisuudet ovat hyvät. PA:n orgaaniset liuottimet ovat muurahaishappoa ja fenoliyhdisteitä. Epäorgaanisten happojen, emästen ja suolojen erilaiset pitoisuudet voivat aiheuttaa PA:n turpoamisen, liukenemisen tai hydrolysoitumisen. Ellei sitä ole alttiina auringonvalolle, sen vanhenemiskestävyys on hyvä, mutta se vanhenee nopeasti, värjää tuotetta ja sen suorituskyky heikkenee lämpö-, valo- ja säteilyolosuhteissa.
Käsittelyn suorituskyky
Helppo imeä kosteutta ja se on kuivattava ennen muotoilua.
Sulamispiste on korkea, sulamisraja kapea ja sulamispisteet ovat PA6: 215 astetta, PA66: 255 astetta ja PA46: 290 astetta.
PA-sulaviskositeetti on korkea lämpötilaherkkyys ja leikkausherkkyys, alhainen sulaviskositeetti ja hyvä juoksevuus.
PA:lla on huono lämpöstabiilisuus sulassa tilassaan ja se on altis hajoamiseen korkeissa lämpötiloissa.
Sulan jäähtymisnopeudella on merkittävä vaikutus tuotteen rakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Muodostusprosessiin liittyy kiteytyminen, mikä johtaa suureen kutistumisnopeuteen.
Muovauslaitteet ja muotit
Ruiskuvalukoneiden valinta
Ruuvi ja piippu
PA:lle on ominaista sitkeydensä, itsevoitelunsa, syöttövaikeuksiensa, korkean leikkauslämpömuodostuksen, korkean sulamispisteen, nopean sulamisnopeuden ja helpon hajoamisen ansiosta. Ruuvilta vaaditaan puristettu pakokaasupitoisuus, vahva syöttökyky, suuri käyttövoima ja hyvä kulutuskestävyys. Siksi PA-ruiskupuristuksen pehmitinjärjestelmä on seuraava: ruuvin syöttöosa on pidempi, syöttöosan ruuviura on syvempi, puristusosa ja homogenointiosa ovat lyhyempiä ja ura vedetään syöttöosassa. tynnyristä öljymoottorin tehon lisäämiseksi. Ruuvi on varustettu tehokkaalla tarkistusrenkaalla.
Ammusuutin
Johtuen PA:n alhaisesta viskositeetista ja hyvästä juoksevuudesta sulassa tilassa, tynnyrin sisällä on väistämättä jäännöspainetta. Avointa suutinta käytettäessä sula valuu ulos suuttimesta, kun tuotetta otetaan ulos muotin avautumisen yhteydessä (eli syljeneritysilmiö), mikä ei vain hukkaa materiaaleja, vaan vaikuttaa myös normaaliin tuotantoon. Siksi tarvitaan itselukittuva suutin, jota käytetään yleisesti jousineulaventtiilin suuttimena.
Tuotteiden valmistus ja muottien suunnittelu
Tuotteen suorituskyvyn takaamiseksi seinämän paksuus tulee ottaa mahdollisimman pieneksi. Mitä paksumpi tuote, sitä suurempi kutistuminen, ja jos lujuus on riittämätön, voidaan lisätä raudoitustankoja. Tuotteella on korkea kutistuvuus ja se on helppo irrottaa muotista 40 ′ -1 astetta 40 ′.
Juoksija ja portti
Virtaushalkaisija Ф {{0}}mm, portin halkaisija 2/3-3/4 seinämän paksuudesta. Mutta vähintään 0,8 mm. Pieni portti voi aiheuttaa sulan leikkauksen ja ylikuumenemisen, mikä johtaa huonontumiseen ja vaikuttaa tuotteen suorituskykyyn.
Lisää
Nailonin lämpölaajenemiskerroin on 9-10 kertaa suurempi kuin teräksen ja 4-5 kertaa suurempi kuin alumiinin. Metalliosa estää nailonin kutistumisen ja aiheuttaa suurta jännitystä, joka voi aiheuttaa halkeilua. Sisäosan ympärillä olevan paksuuden ei ole oltava pienempi kuin sisäkkeen metallin halkaisija.
Pakokaasu
PA:n viskositeetti on alhainen, ja korkeapaineruiskutuksessa se voi täyttää muotin nopeasti. Jos kaasua ei voida poistaa ajoissa, tuotteessa on alttiita vikoja, kuten kuplia ja palovammoja. Muotissa on oltava poistoaukko tai rako, joka sijaitsee yleensä porttia vastapäätä ja jonka halkaisija on Ф 1.5-1mm ja pakoaukon syvyys alle 0,03 mm.
Muodostusprosessi
1. Raaka-aineiden valmistus
PA:n korkean kosteuden imeytymisen ansiosta sillä on vaikutusta prosessointiprosessiin, kuten sulaviskositeetin lasku ja kuplien, hopeaviivojen jne. esiintyminen tuotteen pinnalla. Lisäksi tuotteiden mekaaniset ominaisuudet ovat heikentyneet merkittävästi. Siksi kuivauskäsittely on suoritettava ennen muovausta. PA on alttiina hapettumiselle, värjäytymiselle ja hajoamiselle korkeissa lämpötiloissa, joten on parasta käyttää tyhjiökuivausta. Tyhjiökuivausolosuhteiden puuttuessa voidaan kuitenkin käyttää myös ilmakehän kuumailmakuivausta.
Tyhjiökuivauslämpötila on 85-95 astetta ja aika on 4-6 tuntia. Kuumailmakuivauslämpötila on 90-100 astetta ja aika on 8-10 tuntia. Kuivunutta PA-materiaalia ei saa jättää ilmaan pitkäksi aikaa (enintään 1-3 tuntia).
Muodostumislämpötila
Tynnyrin lämpötilan valinta perustuu pääasiassa PA:n sulamispisteeseen, ja se liittyy myös ruiskuvalukoneen tyyppiin, tuotteen muotoon ja kokoon. Yleensä 220-320 asteessa, PA6: 220-300 aste ; PA66: 260-320 tutkinto . PA:n kapeasta käsittelylämpötilasta johtuen koneen piipun lämpötilaa on valvottava tiukasti, jotta vältetään sulan materiaalin hajoaminen ja tuotteen huononeminen.
Tynnyrin lämpötilan asetuksella on merkittävä vaikutus muovin plastisoitumiseen ja sulamisnopeuteen. Tynnyrin keskiosan lämpötila on 20-40 astetta korkeampi kuin sulamispiste ja 20-30 astetta alempi kuin hajoamislämpötila. Etuosan lämpötila on 5-10 astetta alhaisempi kuin keskiosan lämpötila ja takaosan (syöttöosan) lämpötila on 20-50 astetta alhaisempi kuin keskiosan lämpötila; Syöttöaukon jäähdytyksen tulee olla tehokasta; Jos keskiosan lämpötila on liian alhainen ja ruuvin nopeus liian nopea, voi olla juuttumisilmiö. Jos takaosan lämpötila on liian korkea, se vaikuttaa kuljetuskapasiteettiin ja ruuvi syö hitaasti, mikä vaikuttaa tuotannon tehokkuuteen.
3. Ruiskutuspaine
Ruiskutuspaineella on vain vähän vaikutusta PA:n mekaanisiin ominaisuuksiin. Ruiskutuspaineen valinta riippuu pääasiassa ruiskuvalukoneen tyypistä, tynnyrin lämpötilasta, tuotteen muodosta, koosta, muotin rakenteesta sekä tekijöistä, kuten ruiskutusnopeus, ruiskutusaika ja pitoaika.
4. Ruiskutusnopeus
Ruiskutusnopeuden valinta riippuu tuotteen seinämän paksuudesta, sulatteen lämpötilasta ja portin koosta. Ohutseinäisissä tuotteissa ruiskutusnopeus voi olla nopeampi, kun taas paksuseinäisissä tuotteissa ruiskutusnopeus voi olla hitaampi. Jos sulamislämpötila on korkea, ruiskutusnopeuden tulee olla hitaampi. Portin koko on pieni, eikä ruiskutusnopeus saa olla liian nopea. Muuten liiallinen leikkaus voi nostaa sulan lämpötilan liian korkeaksi ja heikentää, mikä johtaa värin muuttumiseen ja tuotteen mekaanisten ominaisuuksien heikkenemiseen. Jos ruiskutusnopeus on liian nopea, se voi myös aiheuttaa vikoja, kuten kuplia ja hiiltymistä tuotteeseen.
Ruuvin nopeus
Sopii käytettäväksi keskinopeudella. Jos nopeus on liian nopea, muovi hajoaa liiallisen leikkauksen vuoksi, mikä johtaa värin muuttumiseen ja tuotteen suorituskyvyn heikkenemiseen. Jos nopeus on liian hidas, se vaikuttaa sulateliiman laatuun ja myös tuotannon tehokkuuteen pitkän sulateliima-ajan vuoksi.
Selkäpaine
Lähtökohtana on tuotteen laadun varmistaminen, että mitä pienempi vastapaine, sitä parempi. Korkea vastapaine saa sulan leikkaamaan liikaa ja ylikuumenemaan ja hajoamaan.
Muotin lämpötila
Korkea muotin lämpötila lisää tuotteen kovuutta, tiheyttä, vetolujuutta ja kimmokerrointa. Muotin lämpötila liittyy tuotteen suorituskykyvaatimuksiin. Ohuille tuotteille, jotka vaativat hyvää venymistä ja läpinäkyvyyttä, on parempi alentaa muotin lämpötilaa; Jos vaaditaan paksuja tuotteita, joilla on korkea lujuus, hyvä kulutuskestävyys ja pieni muodonmuutos, on parempi käyttää korkeampaa muotin lämpötilaa.
Yksityiskohdat ovat seuraavat:
Tuotteen paksuus muotin lämpötila: alle 3 mm 20-40 astetta, 3-6 mm 40-60 astetta, 6-10 mm 60-90 astetta, yli 10 mm 100 asteen muotin lämpötila on merkittävä vaikutus tuotteen kutistumisnopeuteen. Mitä korkeampi muotin lämpötila, sitä suurempi kutistumisnopeus ja päinvastoin.
Muodostussykli
Se riippuu pääasiassa tuotteen seinämän paksuudesta. Ohutseinämäisten tuotteiden ruiskutusaika, paineenpitoaika ja jäähdytysaika voivat olla lyhyempiä. Paksuseinäisten tuotteiden ruiskutusajan ja paineenkestoajan tulee olla vastaavasti pidempiä kutistumisen muodonmuutosten, kolhujen, kuplien jne. estämiseksi. Käytettäessä korkeaa muotin lämpötilaa jäähdytysajan tulee olla pidempi.
Tuotteiden jälkikäsittely
PA:n molekyyliorientaatio muovausprosessin aikana ja kiteytyminen jäähdytysprosessin aikana aiheuttavat tiettyjä sisäisiä jännityksiä tuotteessa. Tulevan varastoinnin tai käytön aikana tuotteen koko ja muoto voivat muuttua. Siksi hehkutus- ja kostutuskäsittelyä tarvitaan.
Hehkutus
Käytä tuotteita, joiden lämpötila on yli 80 astetta tai joiden tarkkuusvaatimukset ovat korkeat. Kun tuotteet on purettu, hehkuta ne öljyssä tai parafiinissa. Hehkutuslämpötila on 10-20 astetta korkeampi kuin käyttölämpötila ja aika on 10-60 minuuttia. (Riippuen tuotteen paksuudesta)
Kosteuttava
Tuotteet, joita on käytetty pitkään kosteissa tai vesiliuoksissa, otetaan muovauksen aikana pois ja laitetaan kiehuvaan veteen tai kaliumasetaatin vesiliuokseen 1-2 päiväksi.
Tynnyrin retentioaika
Valmistusprosessin aikana, jos liiman lämpötila on yli 300 astetta, on vältettävä sulan jäämistä tynnyrissä liian pitkään (20 minuuttia), muuten se ylikuumenee ja hajoaa, jolloin tuote värjäytyy tai tulee hauraaksi. Jos väliaikainen sammutus vaaditaan yli 20 minuutiksi, tynnyrin lämpötila voidaan laskea 200 asteeseen. Pitkän seisokin aikana koneen piipun puhdistamiseen on käytettävä korkeamman viskositeetin omaavaa polymeeriä, joka voidaan puhdistaa HDPE:llä tai PP:llä.