Spuitgietproces en prestaties van PA

PA - Polyamide, ook wel nylon genoemd, is een algemene term voor een grote klasse polymeren van het amidetype. De meest voorkomende zijn PA6, PA66 en PA1010. Met de ontwikkeling van de IT-industrie is het gebruik van een nieuw type polyamide PA46 de laatste tijd sterk toegenomen. Het wordt gebruikt om LCP (liquid crystal polymer) te vervangen om plug-ins op computers te produceren. Vanwege zijn uitstekende mechanische eigenschappen, taaiheid, slagvastheid, slijtvastheid, zelfsmering, vlamvertraging, isolatie, enz., Wordt PA veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals auto's, machines, elektronica, instrumenten, chemische technologie, enz., zoals tandwielen, katrollen, lagers, waaiers, bussen, containers, borstels, ritsen, enz.
PA6, PA66 en PA46 zijn allemaal alifatische polyamiden, dit zijn lineaire polymeren. Hun moleculaire structuren hebben extreem polaire amidegroepen, dus ze hebben een hoge kristalliniteit. De prestaties van PA-producten zijn afhankelijk van hun kristallijne morfologie en kristalliniteit. De verwerkingsomstandigheden hebben invloed op de kristalmorfologie en kristalliniteit. Verschillende verwerkingsomstandigheden kunnen resulteren in een kristallisatieverandering van maximaal 40 procent in PA-producten, langzame afkoeling, hoge kristalliniteit en de vorming van grotere kristallijne vormen. Waterabsorptie beïnvloedt ook de kristalliniteit.
Bovendien kan tijdens de verwerking van PA vanwege stromings- en afschuifeffecten een zekere mate van oriëntatie worden gegenereerd, wat leidt tot anisotropie in productprestaties. De sterkte langs de oriëntatierichting is beter dan die in de niet-oriëntatierichting, en de oriëntatie is ook bevorderlijk voor het kristallisatieproces. Met deze factor moet rekening worden gehouden bij het ontwerp van de matrijs.
Prestaties van PA
Fysieke prestatie
Geurloos, niet beschimmeld, semi-transparant of transparant van uiterlijk, melkwit of lichtgeel, met een dichtheid van 1.04-1.36. Bij verbranding geeft het een speciale eiwitsmaak af en de vlam is blauw met een gele bovenkant.
Mechanische eigenschappen
Goede stijfheid en taaiheid, bestand tegen herhaalde schokken en trillingen, met een gebruikstemperatuur van -40-100 graden. Het is bestand tegen wrijving, slijtage en zelfsmering, maar heeft een slechte kruipweerstand en een slechte maatvastheid. Dit nadeel kan worden ondervangen door glasvezelversterking toe te voegen of te mengen met andere materialen.
Chemische weerstand en weersbestendigheid
Er zijn weinig organische oplosmiddelen in PA, maar hun chemische eigenschappen zijn goed. De organische oplosmiddelen in PA zijn mierenzuur en fenolverbindingen. Verschillende concentraties van anorganische zuren, basen en zouten kunnen ervoor zorgen dat PA opzwelt, oplost of hydrolyseert. Als het niet wordt blootgesteld aan zonlicht, is de weerstand tegen veroudering goed, maar het veroudert snel, verkleurt het product en de prestaties nemen af ​​onder hitte, licht en straling.
Verwerkingsprestaties
Gemakkelijk om vocht op te nemen en moet worden gedroogd voordat het wordt gevormd.
Het smeltpunt is hoog, de smeltgrens is smal en de smeltpunten zijn respectievelijk PA6: 215 graden, PA66: 255 graden en PA46: 290 graden.
PA-smeltviscositeit heeft een hoge temperatuurgevoeligheid en afschuifgevoeligheid, lage smeltviscositeit en goede vloeibaarheid.
PA heeft een slechte thermische stabiliteit in zijn gesmolten toestand en is gevoelig voor ontleding bij hoge temperaturen.
De afkoelsnelheid van de smelt heeft een grote invloed op de structuur en eigenschappen van het product.
Het vormproces gaat gepaard met kristallisatie, wat resulteert in een hoge krimpsnelheid.
Het vormen van apparatuur en mallen
Selectie van spuitgietmachines
Schroef en vat
Vanwege zijn taaiheid, zelfsmering, moeilijk te voeden, hoge afschuifwarmteontwikkeling, hoog smeltpunt, hoge smeltsnelheid en gemakkelijke ontleding, wordt PA gekenmerkt. De schroef moet een gecomprimeerde uitlaatconcentratie, een sterk voedingsvermogen, een grote aandrijfkracht en een goede slijtvastheid hebben. Daarom is het weekmakingssysteem voor PA-spuitgieten als volgt: het toevoergedeelte van de schroef is langer, de schroefgroef in het toevoergedeelte is dieper, het compressiegedeelte en het homogenisatiegedeelte zijn korter en de groef wordt getrokken bij het toevoergedeelte van het vat om het vermogen van de oliemotor te vergroten. De schroef is voorzien van een efficiënte keerring.
Schietend mondstuk
Vanwege de lage viscositeit en goede vloeibaarheid van PA in gesmolten toestand, is er onvermijdelijk een restdruk in het vat. Als een open mondstuk wordt gebruikt, zal de smelt uit het mondstuk stromen wanneer het product tijdens het openen van de vorm wordt verwijderd (dwz speekselvormingsverschijnsel), wat niet alleen materialen verspilt maar ook de normale productie beïnvloedt. Daarom is een zelfremmend mondstuk nodig, dat gewoonlijk wordt gebruikt als een veernaaldventielmondstuk.
Productproductie en matrijsontwerp
Om de prestaties van het product te waarborgen, moet de wanddikte zo klein mogelijk worden gehouden. Hoe dikker het product, hoe groter de krimp, en als de sterkte onvoldoende is, kunnen wapeningsstaven worden toegevoegd. Het product heeft een hoge krimpsnelheid en is gemakkelijk te ontvormen, met een ontvormhoek van 40 ′ -1 graad 40 ′.
Loper en Poort
Stroomdiameter Ф {{0}}mm, met een schuifdiameter van 2/3-3/4 van de wanddikte. Maar niet minder dan 0,8 mm. Een kleine poort kan ervoor zorgen dat de smelt afschuift en oververhit raakt, wat leidt tot degradatie en de productprestaties aantast.
Invoegen
De thermische uitzettingscoëfficiënt van nylon is 9-10 keer groter dan die van staal en 4-5 keer groter dan die van aluminium. Het metalen inzetstuk belemmert de samentrekking van nylon en genereert grote spanningen, die scheuren kunnen veroorzaken. De dikte rond het inzetstuk mag niet minder zijn dan de diameter van het inzetmetaal.
Uitlaat
De viscositeit van PA is laag en onder hogedrukinjectie kan de vorm snel worden gevuld. Als het gas niet tijdig kan worden afgevoerd, is het product vatbaar voor defecten zoals luchtbellen en brandwonden. De mal moet een uitlaatgat of -sleuf hebben, meestal tegenover de poort, met een diameter van Ф 1,5-1mm, met een uitlaatgroefdiepte van minder dan 0,03 mm.
Vormingsproces
1. Bereiding van grondstoffen
Door de hoge vochtopname van PA heeft het invloed op het verwerkingsproces, zoals een afname van de smeltviscositeit en de aanwezigheid van bellen, zilverlijnen etc. op het oppervlak van het product. Bovendien zijn de mechanische eigenschappen van de producten aanzienlijk afgenomen. Daarom moet vóór het gieten een droogbehandeling worden uitgevoerd. PA is gevoelig voor oxidatie, verkleuring en degradatie bij hoge temperaturen, dus het is het beste om vacuümdrogen te gebruiken. Bij afwezigheid van vacuümdroogcondities kan echter ook atmosferische heteluchtdroging worden gebruikt.
De vacuümdroogtemperatuur is 85-95 graden en de tijd is 4-6 uur. De temperatuur voor het drogen met hete lucht is 90-100 graden en de tijd is 8-10 uur. Het gedroogde PA-materiaal mag niet lang in de lucht blijven (niet langer dan 1-3 uur).
Vormingstemperatuur
De selectie van de vattemperatuur is voornamelijk gebaseerd op het smeltpunt van PA en is ook gerelateerd aan het type spuitgietmachine, productvorm en grootte. Over het algemeen op 220-320 graad, PA6: 220-300 graad; PA66: 260-320 graad . Vanwege de smalle verwerkingstemperatuur van PA moet de temperatuur van de machinecilinder strikt worden gecontroleerd om degradatie van het gesmolten materiaal en achteruitgang van het product te voorkomen.
De instelling van de vattemperatuur heeft een aanzienlijke invloed op de weekmaking en smeltsnelheid van kunststoffen. De temperatuur van het middelste gedeelte van het vat is 20-40 graad hoger dan het smeltpunt en 20-30 graad lager dan de ontledingstemperatuur. De temperatuur van het voorste gedeelte is 5-10 graad lager dan de temperatuur van het middelste gedeelte en de temperatuur van het achterste gedeelte (voedingsgedeelte) is 20-50 graad lager dan de temperatuur van het middelste gedeelte; De koeling bij de voerpoort moet effectief zijn; Als de temperatuur in het middelste gedeelte te laag is en de schroefsnelheid te hoog is, kan er een storing optreden. Als de temperatuur in het achterste gedeelte te hoog is, heeft dit invloed op de transportcapaciteit en zal de schroef langzaam opeten, wat de productie-efficiëntie beïnvloedt.
3. Injectiedruk
De injectiedruk heeft weinig invloed op de mechanische eigenschappen van PA. De selectie van injectiedruk hangt voornamelijk af van het type spuitgietmachine, vattemperatuur, productvorm, grootte, vormstructuur, evenals factoren zoals injectiesnelheid, injectietijd en houdtijd.
4. Injectiesnelheid
De selectie van injectiesnelheid is gerelateerd aan de wanddikte van het product, de temperatuur van de smelt en de grootte van de poort. Voor dunwandige producten kan de injectiesnelheid sneller zijn, terwijl voor dikwandige producten de injectiesnelheid lager kan zijn. Als de smelttemperatuur hoog is, moet de injectiesnelheid lager zijn. De grootte van de poort is klein en de injectiesnelheid mag niet te hoog zijn. Anders kan overmatige afschuiving ervoor zorgen dat de smelttemperatuur te hoog wordt en degradeert, wat leidt tot kleurverandering en achteruitgang van de mechanische eigenschappen van het product. Als de injectiesnelheid te hoog is, kan dit ook defecten zoals luchtbellen en verkoling in het product veroorzaken.
Schroef snelheid
Het is geschikt om gemiddelde snelheid te gebruiken. Als de snelheid te hoog is, zal het plastic verslechteren als gevolg van overmatige afschuiving, wat leidt tot verkleuring en verslechtering van de prestaties van het product. Als de snelheid te laag is, zal dit de kwaliteit van de smeltlijm beïnvloeden en ook de productie-efficiëntie beïnvloeden vanwege de lange smeltlijmtijd.
Tegendruk
Op het uitgangspunt van het waarborgen van de productkwaliteit, hoe lager de tegendruk, hoe beter. Hoge tegendruk zorgt ervoor dat de smelt overmatig afschuift en oververhit raakt en achteruitgaat.
Schimmel temperatuur
Hoge matrijstemperatuur verhoogt de hardheid, dichtheid, treksterkte en elasticiteitsmodulus van het product. De matrijstemperatuur is gerelateerd aan de prestatie-eisen van het product. Voor dunne producten die een goede rek en transparantie vereisen, is het beter om de vormtemperatuur te verlagen; Als dikke producten met hoge sterkte, goede slijtvastheid en kleine vervorming vereist zijn, is het beter om een ​​hogere vormtemperatuur te hebben.
De details zijn als volgt:
Matrijstemperatuur productdikte: minder dan 3 mm 20-40 graden, 3-6 mm 40-60 graden, 6-10 mm 60-90 graden, meer dan 10 mm 100 graden matrijstemperatuur heeft een aanzienlijke invloed op de krimpsnelheid van het product. Hoe hoger de matrijstemperatuur, hoe groter de krimpsnelheid en vice versa.
Vormingscyclus
Het hangt voornamelijk af van de wanddikte van het product. Voor dunwandige producten kunnen de injectietijd, drukhoudtijd en koeltijd korter zijn. Voor dikwandige producten, om krimpvervorming, deuken, luchtbellen enz. te voorkomen, moeten de injectietijd en de drukhoudtijd navenant langer zijn. Bij gebruik van een hoge vormtemperatuur moet de koeltijd langer zijn.
Nabewerking van producten
De moleculaire oriëntatie van PA tijdens het vormproces en de kristallisatie tijdens het koelproces leiden tot bepaalde interne spanningen in het product. Tijdens toekomstige opslag of gebruik kunnen de grootte en vorm van het product veranderen. Daarom is een uitgloei- en bevochtigingsbehandeling vereist.
Gloeien
Gebruik producten met een temperatuur hoger dan 80 graden of hoge precisie-eisen. Na het ontvormen van de producten, uitgloeien in olie of paraffine. De gloeitemperatuur is 10-20 graden hoger dan de gebruikstemperatuur en de tijd is 10-60 minuten. (Afhankelijk van de dikte van het product)
Bevochtigen
Voor producten die lange tijd in vochtige of waterige oplossingen zijn gebruikt, worden de producten tijdens het vormingsproces eruit gehaald en gedurende 1-2 dagen in kokend water of een waterige kaliumacetaatoplossing geplaatst.
Vat retentietijd
Tijdens het productieproces, als de lijmtemperatuur hoger is dan 300 graden, is het noodzakelijk om te voorkomen dat de smelt te lang (20 minuten) in het vat blijft, anders zal het oververhitten en ontbinden, waardoor het product verkleurt of broos wordt. Als een tijdelijke uitschakeling langer dan 20 minuten nodig is, kan de vattemperatuur worden verlaagd tot 200 graden. Bij langdurige stilstand is het noodzakelijk om een ​​polymeer met een hogere viscositeit te gebruiken om de machinecilinder te reinigen, die kan worden gereinigd met HDPE of PP.