Proces formowania wtryskowego i właściwości PA

PA - Poliamid, znany również jako nylon, to ogólne określenie dużej klasy polimerów typu amidowego. Najpopularniejsze to PA6, PA66 i PA1010. W ostatnim czasie, wraz z rozwojem branży IT, gwałtownie wzrosło zastosowanie nowego rodzaju poliamidu PA46. Służy do zastąpienia LCP (polimeru ciekłokrystalicznego) do produkcji wtyczek do komputerów. Ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne, wytrzymałość, odporność na uderzenia, odporność na zużycie, samosmarowność, trudnopalność, izolację itp. PA jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach, takich jak samochody, maszyny, elektronika, instrumenty, inżynieria chemiczna itp., takich jak koła zębate, koła pasowe, łożyska, wirniki, tuleje, pojemniki, szczotki, zamki błyskawiczne itp.
PA6, PA66 i PA46 to poliamidy alifatyczne, które są polimerami liniowymi. Ich struktury molekularne mają wyjątkowo polarne grupy amidowe, dzięki czemu mają wysoką krystaliczność. Wydajność produktów PA zależy od ich morfologii i krystaliczności. Warunki przetwarzania mają wpływ na morfologię i krystaliczność kryształów. Różne warunki przetwarzania mogą spowodować zmianę krystalizacji do 40 procent w produktach PA, powolne chłodzenie, wysoką krystaliczność i tworzenie większych form krystalicznych. Wodochłonność wpływa również na jego krystaliczność.
Ponadto podczas przetwarzania PA, ze względu na efekty przepływu i ścinania, może powstać pewien stopień orientacji, co prowadzi do anizotropii w działaniu produktu. Wytrzymałość wzdłuż kierunku orientacji jest lepsza niż w kierunku niezorientowanym, a orientacja sprzyja również procesowi krystalizacji. Czynnik ten należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu formy.
Występ PA
Sprawności fizycznej
Bezwonny, nie pleśniowy, z wyglądu półprzezroczysty lub przezroczysty, mlecznobiały lub jasnożółty, o gęstości 1,04-1,36. Podczas spalania wydziela specjalny smak białka, a płomień jest niebieski z żółtym górnym końcem.
Właściwości mechaniczne
Dobra sztywność i wytrzymałość, odporność na powtarzające się uderzenia i wibracje, przy temperaturze roboczej -40-100 stopni. Jest odporny na tarcie, zużycie i samosmarowanie, ale ma słabą odporność na pełzanie i słabą stabilność wymiarową. Wadę tę można przezwyciężyć, dodając wzmocnienie z włókna szklanego lub mieszając z innymi materiałami.
Odporność chemiczna i odporność na warunki atmosferyczne
W PA występuje niewiele rozpuszczalników organicznych, ale ich właściwości chemiczne są dobre. Rozpuszczalniki organiczne w PA to kwas mrówkowy i związki fenolowe. Różne stężenia kwasów nieorganicznych, zasad i soli mogą powodować pęcznienie, rozpuszczanie lub hydrolizę PA. Pod warunkiem, że nie jest narażony na działanie promieni słonecznych, jego odporność na starzenie jest dobra, ale szybko się starzeje, odbarwia produkt, a jego wydajność spada w warunkach ciepła, światła i promieniowania.
Wydajność przetwarzania
Łatwo wchłania wilgoć i musi zostać wysuszony przed uformowaniem.
Temperatura topnienia jest wysoka, granica topnienia jest wąska, a temperatury topnienia to odpowiednio PA6: 215 stopni, PA66: 255 stopni i PA46: 290 stopni.
Lepkość stopu PA ma wysoką wrażliwość na temperaturę i wrażliwość na ścinanie, niską lepkość stopu i dobrą płynność.
PA ma słabą stabilność termiczną w stanie stopionym i jest podatny na rozkład w wysokich temperaturach.
Szybkość chłodzenia stopu ma istotny wpływ na strukturę i właściwości produktu.
Procesowi formowania towarzyszy krystalizacja, co skutkuje dużą szybkością skurczu.
Urządzenia i formy do formowania
Dobór wtryskarek
Śruba i lufa
Ze względu na swoją wytrzymałość, samosmarowność, trudności w podawaniu, wytwarzanie ciepła przy silnym ścinaniu, wysoką temperaturę topnienia, dużą prędkość topnienia i łatwy rozkład, charakteryzuje się PA. Śruba musi mieć sprężone stężenie spalin, dużą zdolność podawania, dużą siłę napędową i dobrą odporność na zużycie. Dlatego układ uplastyczniający do formowania wtryskowego PA jest następujący: sekcja podająca ślimaka jest dłuższa, rowek ślimaka w sekcji podającej jest głębszy, sekcja kompresji i sekcja homogenizacji są krótsze, a rowek jest ciągnięty w sekcji podającej lufy, aby zwiększyć moc silnika olejowego. Śruba wyposażona jest w wydajny pierścień zwrotny.
Dysza strzelająca
Ze względu na niską lepkość i dobrą płynność PA w stanie stopionym, wewnątrz cylindra nieuchronnie występuje ciśnienie resztkowe. Jeśli używana jest otwarta dysza, stopiony materiał wypłynie z dyszy, gdy produkt zostanie wyjęty podczas otwierania formy (tj. zjawisko wydzielania śliny), co nie tylko powoduje marnotrawstwo materiałów, ale także wpływa na normalną produkcję. Dlatego potrzebna jest dysza samozamykająca, powszechnie stosowana jako dysza z iglicą sprężynową.
Produkcja wyrobów i projektowanie form
Ze względu na zapewnienie właściwości użytkowych produktu, grubość ścianki powinna być jak najmniejsza. Im grubszy produkt, tym większy skurcz, a jeśli wytrzymałość jest niewystarczająca, można dodać pręty zbrojeniowe. Produkt ma wysoki współczynnik skurczu i jest łatwy do wyjęcia z formy, przy kącie wyjęcia z formy wynoszącym 40 ′ -1 stopień 40 ′.
Biegacz i brama
Średnica przepływu Ф {{0}}mm, przy średnicy zalewu 2/3-3/4 grubości ścianki. Ale nie mniej niż 0,8 mm. Mała bramka może spowodować ścinanie i przegrzanie stopu, co prowadzi do degradacji i wpływa na wydajność produktu.
Wstawić
Współczynnik rozszerzalności cieplnej nylonu jest 9-10 razy większy niż stali i 4-5 razy większy niż aluminium. Metalowa wkładka utrudnia skurcz nylonu i generuje duże naprężenia, które mogą powodować pękanie. Grubość wokół wkładki musi być nie mniejsza niż średnica metalu wkładki.
Wydechowy
Lepkość PA jest niska, a przy wtrysku pod wysokim ciśnieniem może szybko wypełnić formę. Jeśli gaz nie może zostać rozładowany w odpowiednim czasie, produkt jest podatny na wady, takie jak pęcherzyki powietrza i przypalenia. Forma musi mieć otwór lub szczelinę wylotową, zwykle umieszczoną naprzeciw wlewu, o średnicy Ф 1,{2}}mm, z głębokością rowka wylotowego mniejszą niż 0,03 mm.
Proces formowania
1. Przygotowanie surowców
Ze względu na wysoką chłonność PA ma wpływ na proces przetwórczy, taki jak spadek lepkości stopu oraz obecność pęcherzyków, srebrnych linii itp. na powierzchni produktu. Ponadto właściwości mechaniczne wyrobów uległy znacznemu pogorszeniu. Dlatego suszenie należy przeprowadzić przed formowaniem. PA jest podatny na utlenianie, odbarwianie i degradację w wysokich temperaturach, dlatego najlepiej stosować suszenie próżniowe. Jednak w przypadku braku warunków suszenia próżniowego można również zastosować suszenie gorącym powietrzem atmosferycznym.
Temperatura suszenia próżniowego wynosi 85-95 stopień , a czas to 4-6 godzin. Temperatura suszenia gorącym powietrzem wynosi 90-100 stopień , a czas to 8-10 godzin. Wysuszony materiał PA nie powinien pozostawać na powietrzu przez dłuższy czas (nie dłużej niż 1-3 godzin).
Temperatura formowania
Wybór temperatury bębna opiera się głównie na temperaturze topnienia PA, a także jest związany z rodzajem wtryskarki, kształtem i rozmiarem produktu. Ogólnie przy 220-320 stopniu, PA6: 220-300 stopniu; PA66: 260-320 stopień . Ze względu na wąską temperaturę przetwarzania PA temperatura bębna maszyny musi być ściśle kontrolowana, aby uniknąć degradacji stopionego materiału i pogorszenia jakości produktu.
Ustawienie temperatury bębna ma istotny wpływ na uplastycznienie i szybkość topnienia tworzyw sztucznych. Temperatura środkowej części beczki jest o 20-40 stopień wyższa niż temperatura topnienia i o 20-30 stopień niższa niż temperatura rozkładu. Temperatura w sekcji przedniej jest o 5-10 stopień niższa niż temperatura w sekcji środkowej, a temperatura w sekcji tylnej (sekcja zasilająca) jest o 20-50 stopień niższa niż temperatura w sekcji środkowej; Chłodzenie w porcie zasilającym musi być skuteczne; Jeśli temperatura w środkowej części jest zbyt niska, a prędkość ślimaka jest zbyt duża, może wystąpić zjawisko zakleszczania. Jeśli temperatura w tylnej części jest zbyt wysoka, wpłynie to na wydajność przenoszenia, a ślimak będzie się powoli zjadał, co wpłynie na wydajność produkcji.
3. Ciśnienie wtrysku
Ciśnienie wtrysku ma niewielki wpływ na właściwości mechaniczne PA. Dobór ciśnienia wtrysku zależy głównie od typu wtryskarki, temperatury bębna, kształtu produktu, wielkości, struktury formy, a także czynników takich jak prędkość wtrysku, czas wtrysku i czas utrzymywania.
4. Szybkość wtrysku
Dobór prędkości wtrysku jest powiązany z grubością ścianki wyrobu, temperaturą wytopu oraz wielkością przewężki. W przypadku produktów cienkościennych prędkość wtrysku może być większa, natomiast w przypadku produktów grubościennych prędkość wtrysku może być mniejsza. Jeśli temperatura stopu jest wysoka, prędkość wtrysku powinna być mniejsza. Rozmiar bramy jest mały, a prędkość wtrysku nie powinna być zbyt duża. W przeciwnym razie nadmierne ścinanie może spowodować zbyt wysoką temperaturę stopu i degradację, prowadząc do zmiany koloru i pogorszenia właściwości mechanicznych produktu. Jeśli prędkość wtrysku jest zbyt duża, może to również powodować wady, takie jak pęcherzyki powietrza i zwęglenie produktu.
Prędkość śruby
Nadaje się do używania ze średnią prędkością. Jeśli prędkość jest zbyt duża, tworzywo sztuczne ulegnie degradacji z powodu nadmiernego ścinania, co prowadzi do odbarwień i pogorszenia wydajności produktu. Jeśli prędkość jest zbyt niska, wpłynie to na jakość kleju topliwego, a także wpłynie na wydajność produkcji ze względu na długi czas klejenia stopionego.
Ciśnienie zwrotne
Zakładając zapewnienie jakości produktu, im niższe przeciwciśnienie, tym lepiej. Wysokie ciśnienie wsteczne spowoduje nadmierne ścinanie stopu, przegrzanie i degradację.
Temperatura formy
Wysoka temperatura formy zwiększa twardość, gęstość, wytrzymałość na rozciąganie i moduł sprężystości produktu. Temperatura formy jest związana z wymaganiami dotyczącymi wydajności produktu. W przypadku produktów cienkich, które wymagają dobrej rozciągliwości i przezroczystości, lepiej jest obniżyć temperaturę formy; Jeśli wymagane są grube produkty o wysokiej wytrzymałości, dobrej odporności na zużycie i niewielkich odkształceniach, lepiej jest mieć wyższą temperaturę formy.
Szczegóły są następujące:
Temperatura formy o grubości produktu: mniej niż 3 mm 20-40 stopień, 3-6 mm 40-60 stopień, 6-10 mm 60-90 stopień, więcej niż 10 mm 100 stopni Temperatura formy ma znaczący wpływ na szybkość skurczu produktu. Im wyższa temperatura formy, tym większa szybkość skurczu i odwrotnie.
Cykl formowania
Zależy to głównie od grubości ścianki produktu. W przypadku produktów cienkościennych czas wtrysku, czas utrzymywania ciśnienia i czas chłodzenia mogą być krótsze. W przypadku wyrobów grubościennych, aby zapobiec odkształceniom skurczowym, wgnieceniom, pęcherzom itp., czas wtrysku i utrzymywania ciśnienia powinien być odpowiednio dłuższy. W przypadku stosowania wysokiej temperatury formy czas chłodzenia powinien być dłuższy.
Postprocessing produktów
Orientacja cząsteczkowa PA podczas procesu formowania i krystalizacja podczas procesu chłodzenia powodują pewne naprężenia wewnętrzne w produkcie. Podczas przyszłego przechowywania lub użytkowania rozmiar i kształt produktu mogą ulec zmianie. Dlatego wymagana jest obróbka wyżarzania i nawilżania.
Wyżarzanie
Używaj produktów o temperaturze wyższej niż 80 stopni lub wymagających wysokiej precyzji. Po wyjęciu produktów z formy, wyżarzaniu ich w oleju lub parafinie. Temperatura wyżarzania jest o 10-20 stopień wyższa niż temperatura użytkowania, a czas to 10-60 minut. (W zależności od grubości produktu)
Nawilżanie
W przypadku produktów, które były używane przez długi czas w wilgotnych lub wodnych roztworach, podczas procesu formowania produkty są wyjmowane i umieszczane we wrzącej wodzie lub wodnym roztworze octanu potasu na 1-2 dni.
Czas retencji beczki
Podczas procesu produkcyjnego, jeśli temperatura kleju przekracza 300 stopni, należy unikać zbyt długiego przebywania stopu w beczce (20 minut), w przeciwnym razie ulegnie on przegrzaniu i rozkładowi, powodując odbarwienie lub kruszenie produktu. Jeśli wymagane jest tymczasowe wyłączenie na dłużej niż 20 minut, temperaturę beczki można obniżyć do 200 stopni. Przy dłuższym postoju konieczne jest użycie polimeru o większej lepkości do czyszczenia bębna maszyny, który można czyścić HDPE lub PP.