Sprøytestøpingsprosess og ytelse av PA

PA - Polyamid, også kjent som nylon, er en generell betegnelse for en stor klasse polymerer av amidtype. De vanligste er PA6, PA66 og PA1010. Nylig, med utviklingen av IT-bransjen, har bruken av en ny type polyamid PA46 økt kraftig. Den brukes til å erstatte LCP (liquid crystal polymer) for å produsere plug-ins på datamaskiner. På grunn av sine utmerkede mekaniske egenskaper, seighet, slagfasthet, slitestyrke, selvsmøring, flammehemming, isolasjon, etc., er PA mye brukt i forskjellige felt som biler, maskiner, elektronikk, instrumenter, kjemiteknikk, etc., som tannhjul, trinser, lagre, impellere, bøssinger, beholdere, børster, glidelåser, etc.
PA6, PA66 og PA46 er alle alifatiske polyamider, som er lineære polymerer. Deres molekylære strukturer har ekstremt polare amidgrupper, så de har høy krystallinitet. Ytelsen til PA-produkter avhenger av deres krystallinske morfologi og krystallinitet. Bearbeidingsforholdene har innvirkning på krystallmorfologien og krystalliniteten. Ulike prosessforhold kan resultere i en krystalliseringsendring på opptil 40 prosent i PA-produkter, langsom avkjøling, høy krystallinitet og dannelse av større krystallinske former. Vannabsorpsjon påvirker også krystalliniteten.
I tillegg, under behandlingen av PA, på grunn av strømnings- og skjæreffekter, kan en viss grad av orientering genereres, noe som fører til anisotropi i produktytelsen. Styrken langs orienteringsretningen er bedre enn den i ikke-orienteringsretningen, og orienteringen bidrar også til krystalliseringsprosessen. Denne faktoren bør vurderes i formdesign.
Ytelse av PA
Fysisk ytelse
Luktfri, ikke mugne, halvgjennomsiktig eller gjennomsiktig i utseende, melkehvit eller lys gul, med en tetthet på 1.04-1.36. Når den brennes, avgir den en spesiell proteinsmak, og flammen er blå med en gul øvre ende.
Mekaniske egenskaper
God stivhet og seighet, motstandsdyktig mot gjentatte støt og vibrasjoner, med en driftstemperatur på -40-100 grader. Den er motstandsdyktig mot friksjon, slitasje og selvsmøring, men har dårlig krypemotstand og dårlig dimensjonsstabilitet. Denne ulempen kan overvinnes ved å legge til glassfiberarmering eller blande med andre materialer.
Kjemikaliebestandighet og værbestandighet
Det er få organiske løsemidler i PA, men deres kjemiske egenskaper er gode. De organiske løsningsmidlene i PA er maursyre og fenolforbindelser. Ulike konsentrasjoner av uorganiske syrer, baser og salter kan få PA til å svelle, oppløses eller hydrolyseres. Forutsatt at den ikke utsettes for sollys, er dens aldringsmotstand god, men den eldes raskt, misfarger produktet, og ytelsen reduseres under varme-, lys- og strålingsforhold.
Behandlingsytelse
Lett å absorbere fuktighet og må tørkes før forming.
Smeltepunktet er høyt, smeltegrensen er smal, og smeltepunktene er henholdsvis PA6: 215 grader, PA66: 255 grader og PA46: 290 grader.
PA-smelteviskositet har høy temperaturfølsomhet og skjærfølsomhet, lav smelteviskositet og god flytbarhet.
PA har dårlig termisk stabilitet i sin smeltede tilstand og er utsatt for nedbrytning ved høye temperaturer.
Avkjølingshastigheten til smelten har en betydelig innvirkning på strukturen og egenskapene til produktet.
Formingsprosessen er ledsaget av krystallisering, noe som resulterer i en høy krympehastighet.
Formingsutstyr og former
Utvalg av sprøytestøpemaskiner
Skrue og fat
På grunn av sin seighet, selvsmøring, vanskeligheter med å mate, høy skjærvarmeutvikling, høye smeltepunkt, raske smeltehastighet og enkle nedbrytning, er PA karakterisert. Det kreves at skruen har komprimert eksoskonsentrasjon, sterk mateevne, stor drivkraft og god slitestyrke. Derfor er plastifiseringssystemet for PA-sprøytestøping som følger: matingsdelen av skruen er lengre, skruesporet i matedelen er dypere, kompresjonsdelen og homogeniseringsdelen er kortere, og sporet trekkes i matedelen. av fatet for å øke kraften til oljemotoren. Skruen er utstyrt med en effektiv sjekkring.
Skytedyse
På grunn av den lave viskositeten og den gode fluiditeten til PA i smeltet tilstand, er det uunngåelig resttrykk inne i fatet. Hvis det brukes åpen dyse, vil smelten strømme ut fra dysen når produktet tas ut under formåpning (dvs. spyttfenomen), noe som ikke bare sløser med materialer, men også påvirker normal produksjon. Derfor er det nødvendig med en selvlåsende dyse, vanligvis brukt som en fjærnålsventildyse.
Produktproduksjon og formdesign
Ut fra forutsetningen om å sikre produktets ytelse, bør veggtykkelsen tas så liten som mulig. Jo tykkere produktet er, desto større krymping, og hvis styrken er utilstrekkelig, kan det legges til armeringsjern. Produktet har en høy krympehastighet og er lett å avforme, med en avformingsvinkel på 40′ -1 grader 40′.
Løper og gate
Strømningsdiameter Ф {{0}}mm, med en portdiameter på 2/3-3/4 av veggtykkelsen. Men ikke mindre enn 0,8 mm. En liten port kan føre til at smelten skjæres og overopphetes, noe som fører til nedbrytning og påvirker produktets ytelse.
Sett inn
Termisk utvidelseskoeffisient for nylon er 9-10 ganger større enn for stål og 4-5 ganger større enn for aluminium. Metallinnsatsen hindrer sammentrekningen av nylon og genererer store påkjenninger, som kan forårsake sprekker. Tykkelsen rundt innsatsen må ikke være mindre enn diameteren på innsatsmetallet.
Eksos
Viskositeten til PA er lav, og under høytrykksinjeksjon kan den fylle formen raskt. Hvis gassen ikke kan slippes ut i tide, er produktet utsatt for defekter som bobler og brannskader. Formen må ha et eksoshull eller spor, vanligvis plassert på motsatt side av porten, med en diameter på Ф 1,5-1mm, med eksosspordybde mindre enn 0,03 mm.
Formingsprosess
1. Klargjøring av råvarer
På grunn av den høye fuktighetsabsorpsjonen av PA, har det en innvirkning på prosesseringsprosessen, for eksempel en reduksjon i smelteviskositet og tilstedeværelsen av bobler, sølvlinjer, etc. på overflaten av produktet. Dessuten er de mekaniske egenskapene til produktene betydelig redusert. Derfor må tørkebehandling utføres før støping. PA er utsatt for oksidasjon, misfarging og nedbrytning ved høye temperaturer, så det er best å bruke vakuumtørking. Men i fravær av vakuumtørkingsbetingelser kan atmosfærisk varmlufttørking også brukes.
Vakuumtørketemperaturen er 85-95 grader, og tiden er 4-6 timer. Varmlufttørketemperaturen er 90-100 grader, og tiden er 8-10 timer. Det tørkede PA-materialet bør ikke stå i luften i lang tid (ikke over 1-3 timer).
Formingstemperatur
Valget av tønnetemperatur er hovedsakelig basert på smeltepunktet til PA, og er også relatert til typen sprøytestøpemaskin, produktform og størrelse. Vanligvis ved 220-320 grad , PA6: 220-300 grad ; PA66: 260-320 grader . På grunn av den smale behandlingstemperaturen til PA, må temperaturen på maskintønnen kontrolleres strengt for å unngå nedbrytning av det smeltede materialet og forringelse av produktet.
Innstillingen av tønnetemperaturen har en betydelig innvirkning på plastiseringen og smeltehastigheten til plast. Midtseksjonstemperaturen på fatet er 20-40 grad høyere enn smeltepunktet og 20-30 grad lavere enn dekomponeringstemperaturen. Temperaturen på den fremre delen er 5-10 grader lavere enn temperaturen på den midtre delen, og den bakre delen (matingsdelen) er 20-50 grader lavere enn temperaturen på den midtre delen; Kjølingen ved fôringsporten må være effektiv; Hvis temperaturen i midtseksjonen er for lav og skruhastigheten er for høy, kan det oppstå blokkeringsfenomen. Hvis temperaturen i den bakre delen er for høy, vil det påvirke transportkapasiteten, og skruen vil spise sakte, noe som påvirker produksjonseffektiviteten.
3. Injeksjonstrykk
Injeksjonstrykket har liten effekt på de mekaniske egenskapene til PA. Valget av injeksjonstrykk avhenger hovedsakelig av typen sprøytestøpemaskin, fattemperatur, produktform, størrelse, formstruktur, samt faktorer som injeksjonshastighet, injeksjonstid og holdetid.
4. Injeksjonshastighet
Valget av injeksjonshastighet er relatert til veggtykkelsen til produktet, temperaturen på smelten og størrelsen på porten. For tynnveggede produkter kan injeksjonshastigheten være høyere, mens for tykkveggede produkter kan injeksjonshastigheten være lavere. Hvis smeltetemperaturen er høy, bør injeksjonshastigheten være lavere. Størrelsen på porten er liten, og injeksjonshastigheten bør ikke være for høy. Ellers kan overdreven skjærkraft føre til at smeltetemperaturen blir for høy og degraderes, noe som fører til fargeendring og nedgang i de mekaniske egenskapene til produktet. Hvis injeksjonshastigheten er for høy, kan det også forårsake defekter som bobler og forkulling i produktet.
Skruehastighet
Det er egnet å bruke middels hastighet. Hvis hastigheten er for høy, vil plasten brytes ned på grunn av overdreven skjæring, noe som fører til misfarging og ytelsesforringelse av produktet. Hvis hastigheten er for lav, vil det påvirke kvaliteten på smeltelimet og også påvirke produksjonseffektiviteten på grunn av den lange smeltelimtiden.
Mottrykk
Ut fra forutsetningen om å sikre produktkvalitet, jo lavere mottrykk, jo bedre. Høyt mottrykk vil føre til at smelten skjæres for mye og overopphetes og brytes ned.
Muggtemperatur
Høy formtemperatur øker hardheten, tettheten, strekkstyrken og elastisitetsmodulen til produktet. Formtemperaturen er relatert til ytelseskravene til produktet. For tynne produkter som krever god forlengelse og gjennomsiktighet, er det bedre å senke formtemperaturen; Hvis det kreves tykke produkter med høy styrke, god slitestyrke og liten deformasjon, er det bedre å ha en høyere formtemperatur.
Detaljene er som følger:
Produkttykkelse formtemperatur: mindre enn 3 mm 20-40 grad, 3-6mm 40-60 grad, 6-10mm 60-90 grad, større enn 10 mm 100 grader formtemperatur har en betydelig innvirkning på produktets svinnhastighet. Jo høyere formtemperatur, desto større krympehastighet, og omvendt.
Formingssyklus
Det avhenger hovedsakelig av veggtykkelsen til produktet. For tynnveggede produkter kan injeksjonstiden, trykkholdetiden og kjøletiden være kortere. For tykke vegger bør injeksjonstiden og trykkholdetiden være tilsvarende lengre for å forhindre krympedeformasjon, bulker, bobler osv. Ved bruk av høy formtemperatur bør kjøletiden være lengre.
Etterbehandling av produkter
Den molekylære orienteringen av PA under støpeprosessen og krystalliseringen under kjøleprosessen resulterer i visse indre spenninger i produktet. Under fremtidig lagring eller bruk kan størrelsen og formen på produktet endres. Derfor er det nødvendig med gløding og fuktighetsbehandling.
Gløding
Bruk produkter med en temperatur høyere enn 80 grader eller høye presisjonskrav. Etter å ha fjernet produktene, glødet dem i olje eller parafin. Glødetemperaturen er 10-20 grader høyere enn brukstemperaturen, og tiden er 10-60 minutter. (Avhengig av tykkelsen på produktet)
Fuktende
For produkter som har vært brukt i lang tid i fuktige eller vandige løsninger, under støpeprosessen, tas produktene ut og legges i kokende vann eller kaliumacetat vandig løsning i 1-2 dager.
Tønneretensjonstid
Under produksjonsprosessen, hvis limtemperaturen er over 300 grader, er det nødvendig å unngå at smelten forblir i fatet for lenge (20 minutter), ellers vil den overopphetes og brytes ned, noe som får produktet til å misfarges eller bli sprøtt. Hvis det kreves en midlertidig stans i mer enn 20 minutter, kan tønnetemperaturen reduseres til 200 grader. Ved langvarig nedstenging er det nødvendig å bruke en polymer med høyere viskositet for å rengjøre maskintønnen, som kan rengjøres med HDPE eller PP.