Procés d'emmotllament per injecció i rendiment de PA

PA - Poliamida, també coneguda com niló, és un terme general per a una gran classe de polímers de tipus amida. Els més comuns són PA6, PA66 i PA1010. Recentment, amb el desenvolupament de la indústria informàtica, l'ús d'un nou tipus de poliamida PA46 ha augmentat considerablement. S'utilitza per substituir LCP (polímer de cristall líquid) per produir plug-ins en ordinadors. A causa de les seves excel·lents propietats mecàniques, duresa, resistència a l'impacte, resistència al desgast, autolubricació, retard de flama, aïllament, etc., PA s'utilitza àmpliament en diversos camps com ara automòbils, maquinària, electrònica, instruments, enginyeria química, etc., com engranatges, politges, coixinets, impulsors, casquilles, contenidors, raspalls, cremalleres, etc.
PA6, PA66 i PA46 són totes poliamides alifàtiques, que són polímers lineals. Les seves estructures moleculars tenen grups amida extremadament polars, de manera que tenen una alta cristalinitat. El rendiment dels productes PA depèn de la seva morfologia i cristal·linitat cristal·lina. Les condicions de processament tenen un impacte en la morfologia i cristal·linitat del cristall. Les diferents condicions de processament poden provocar un canvi de cristal·lització de fins a un 40 per cent en els productes PA, un refredament lent, una alta cristal·linitat i la formació de formes cristal·lines més grans. L'absorció d'aigua també afecta la seva cristal·linitat.
A més, durant el processament de PA, a causa dels efectes de flux i cisalla, es pot generar un cert grau d'orientació, donant lloc a una anisotropia en el rendiment del producte. La força al llarg de la direcció d'orientació és millor que la de la direcció no orientada, i l'orientació també és favorable al procés de cristal·lització. Aquest factor s'ha de tenir en compte en el disseny del motlle.
Rendiment de PA
Rendiment físic
Inodor, no florit, d'aspecte semitransparent o transparent, blanc lletós o groc clar, amb una densitat d'1.04-1.36. Quan es crema, emet un sabor proteic especial i la flama és blava amb un extrem superior groc.
Propietats mecàniques
Bona rigidesa i duresa, resistent als impactes i vibracions repetits, amb una temperatura de servei de -40-100 graus. És resistent a la fricció, al desgast i a l'autolubricació, però té una poca resistència a la fluència i una poca estabilitat dimensional. Aquest inconvenient es pot superar afegint un reforç de fibra de vidre o barrejant-lo amb altres materials.
Resistència química i resistència a la intempèrie
Hi ha pocs dissolvents orgànics en PA, però les seves propietats químiques són bones. Els dissolvents orgànics en PA són àcid fòrmic i compostos fenòlics. Les diferents concentracions d'àcids inorgànics, bases i sals poden provocar que l'AP s'infle, dissolgui o hidrolitzi. Amb la condició de no estar exposat a la llum solar, la seva resistència a l'envelliment és bona, però envelleix ràpidament, decolora el producte i el seu rendiment disminueix en condicions de calor, llum i radiació.
Rendiment del processament
Fàcil d'absorbir la humitat i s'ha d'assecar abans de formar-se.
El punt de fusió és alt, el límit de fusió és estret i els punts de fusió són PA6: 215 graus, PA66: 255 graus i PA46: 290 graus, respectivament.
La viscositat de fusió PA té una alta sensibilitat a la temperatura i sensibilitat al cisallament, una viscositat baixa a la fusió i una bona fluïdesa.
El PA té poca estabilitat tèrmica en estat fos i és propens a la descomposició a altes temperatures.
La velocitat de refredament de la fosa té un impacte significatiu en l'estructura i les propietats del producte.
El procés de conformació s'acompanya de la cristal·lització, donant lloc a una alta taxa de contracció.
Equips de conformació i motlles
Selecció de màquines d'emmotllament per injecció
Cargol i canó
A causa de la seva duresa, autolubricació, dificultat per alimentar-se, generació d'alta calor de cisalla, alt punt de fusió, velocitat de fusió ràpida i fàcil descomposició, PA es caracteritza. El cargol ha de tenir una concentració d'escapament comprimit, una forta capacitat d'alimentació, una gran força motriu i una bona resistència al desgast. Per tant, el sistema de plastificació per a l'emmotllament per injecció PA és el següent: la secció d'alimentació del cargol és més llarga, la ranura del cargol a la secció d'alimentació és més profunda, la secció de compressió i la secció d'homogeneïtzació són més curtes i la ranura s'estira a la secció d'alimentació. del barril per augmentar la potència del motor d'oli. El cargol està equipat amb un anell de control eficient.
Broquet de tir
A causa de la baixa viscositat i la bona fluïdesa del PA en estat fos, hi ha inevitablement pressió residual a l'interior del barril. Si s'utilitza un broquet obert, la fosa sortirà del broquet quan el producte es tregui durant l'obertura del motlle (és a dir, el fenomen de la salivació), que no només malbarata materials sinó que també afecta la producció normal. Per tant, es necessita un broquet autoblocant, que s'utilitza habitualment com a broquet de vàlvula d'agulla de molla.
Fabricació de productes i disseny de motlles
A partir de la premissa de garantir el rendiment del producte, el gruix de la paret s'ha de prendre el més petit possible. Com més gruixut sigui el producte, més gran serà la contracció, i si la resistència és insuficient, es poden afegir barres de reforç. El producte té una alta taxa de contracció i és fàcil de desemmotllar, amb un angle de desemmotllament de 40′ -1 grau 40′.
Corredor i Porta
Diàmetre de flux Ф {{0}}mm, amb un diàmetre de la porta de 2/3-3/4 del gruix de la paret. Però no menys de 0,8 mm. Una petita porta pot provocar que la fusió es talli i s'escalfi, provocant una degradació i afectant el rendiment del producte.
Insereix
El coeficient d'expansió tèrmica del niló és 9-10 vegades més gran que el de l'acer i 4-5 vegades més gran que el de l'alumini. La inserció metàl·lica dificulta la contracció del niló i genera una gran tensió, que pot provocar esquerdes. Cal que el gruix al voltant de la inserció no sigui inferior al diàmetre del metall de la inserció.
Escapament
La viscositat de PA és baixa i, amb injecció d'alta pressió, pot omplir el motlle ràpidament. Si el gas no es pot descarregar de manera oportuna, el producte és propens a defectes com ara bombolles i cremades. El motlle ha de tenir un forat o ranura d'escapament, normalment situat davant de la porta, amb un diàmetre de Ф 1,5-1mm, amb una profunditat de la ranura d'escapament inferior a 0,03 mm.
Procés de conformació
1. Preparació de matèries primeres
A causa de l'elevada absorció d'humitat de PA, té un impacte en el procés de processament, com ara una disminució de la viscositat de la fosa i la presència de bombolles, línies de plata, etc. a la superfície del producte. A més, les propietats mecàniques dels productes han disminuït significativament. Per tant, el tractament d'assecat s'ha de dur a terme abans de l'emmotllament. El PA és propens a l'oxidació, la decoloració i la degradació a altes temperatures, per la qual cosa és millor utilitzar l'assecat al buit. Tanmateix, en absència de condicions d'assecat al buit, també es pot utilitzar l'assecat per aire calent atmosfèric.
La temperatura d'assecat al buit és de 85-95 graus i el temps és de 4-6 hores. La temperatura d'assecat de l'aire calent és de 90-100 graus i el temps és de 8-10 hores. El material de PA sec no s'ha de deixar a l'aire durant molt de temps (no més de 1-3 hores).
Temperatura de formació
La selecció de la temperatura del barril es basa principalment en el punt de fusió de PA i també està relacionada amb el tipus de màquina d'emmotllament per injecció, la forma i la mida del producte. Generalment a 220-320 grau , PA6: 220-300 grau ; PA66: 260-320 grau . A causa de l'estreta temperatura de processament de PA, la temperatura del barril de la màquina s'ha de controlar estrictament per evitar la degradació del material fos i el deteriorament del producte.
La configuració de la temperatura del barril té un impacte significatiu en la plastificació i la velocitat de fusió dels plàstics. La temperatura de la secció mitjana del barril és 20-40 grau superior al punt de fusió i 20-30 grau inferior a la temperatura de descomposició. La temperatura de la secció frontal és 5-10 grau inferior a la temperatura de la secció mitjana, i la temperatura de la secció posterior (secció d'alimentació) és 20-50 grau inferior a la temperatura de la secció mitjana; El refredament al port d'alimentació ha de ser efectiu; Si la temperatura a la secció mitjana és massa baixa i la velocitat del cargol és massa ràpida, pot haver-hi un fenomen d'encallament. Si la temperatura a la secció posterior és massa alta, afectarà la capacitat de transport i el cargol es menjarà lentament, afectant l'eficiència de producció.
3. Pressió d'injecció
La pressió d'injecció té poc efecte sobre les propietats mecàniques de PA. La selecció de la pressió d'injecció depèn principalment del tipus de màquina d'emmotllament per injecció, la temperatura del barril, la forma del producte, la mida, l'estructura del motlle, així com de factors com la velocitat d'injecció, el temps d'injecció i el temps de retenció.
4. Velocitat d'injecció
La selecció de la velocitat d'injecció està relacionada amb el gruix de la paret del producte, la temperatura de la fosa i la mida de la porta. Per als productes de parets primes, la velocitat d'injecció pot ser més ràpida, mentre que per als productes de parets gruixudes, la velocitat d'injecció pot ser més lenta. Si la temperatura de fusió és alta, la velocitat d'injecció hauria de ser més lenta. La mida de la porta és petita i la velocitat d'injecció no ha de ser massa ràpida. En cas contrari, un cisallament excessiu pot provocar que la temperatura de fusió sigui massa alta i es degradi, provocant un canvi de color i una disminució de les propietats mecàniques del producte. Si la velocitat d'injecció és massa ràpida, també pot provocar defectes com ara bombolles i carbonització al producte.
Velocitat del cargol
És adequat per utilitzar velocitat mitjana. Si la velocitat és massa ràpida, el plàstic es degradarà a causa d'una cisalla excessiva, provocant la decoloració i la degradació del rendiment del producte. Si la velocitat és massa lenta, afectarà la qualitat de l'adhesiu de fusió i també afectarà l'eficiència de producció a causa del llarg temps d'adhesiu de fusió.
Pressió posterior
Amb la premissa de garantir la qualitat del producte, com més baixa sigui la contrapressió, millor. La contrapressió alta farà que la massa fosa es talli excessivament i s'escalfi i es degradi.
Temperatura del motlle
La temperatura elevada del motlle augmenta la duresa, la densitat, la resistència a la tracció i el mòdul elàstic del producte. La temperatura del motlle està relacionada amb els requisits de rendiment del producte. Per a productes prims que requereixen un bon allargament i transparència, és millor baixar la temperatura del motlle; Si es requereixen productes gruixuts amb alta resistència, bona resistència al desgast i una petita deformació, és millor tenir una temperatura de motlle més alta.
Els detalls són els següents:
Temperatura del motlle de gruix del producte: menys de 3 mm 20-40 graus, 3-6 mm 40-60 graus, 6-10 mm 60-90 graus, superior a 10 mm 100 graus de temperatura del motlle té un impacte significatiu en la taxa de contracció del producte. Com més alta sigui la temperatura del motlle, més gran serà la taxa de contracció, i viceversa.
Cicle de formació
Depèn principalment del gruix de la paret del producte. Per als productes de parets primes, el temps d'injecció, el temps de retenció de la pressió i el temps de refredament poden ser més curts. Per als productes de paret gruixuda, per evitar la deformació per contracció, abollaments, bombolles, etc., el temps d'injecció i el temps de retenció de la pressió han de ser corresponentment més llargs. Quan s'utilitza una temperatura elevada del motlle, el temps de refredament hauria de ser més llarg.
Postprocés de productes
L'orientació molecular de PA durant el procés d'emmotllament i la cristal·lització durant el procés de refredament donen lloc a determinades tensions internes al producte. Durant l'emmagatzematge o l'ús futur, la mida i la forma del producte poden canviar. Per tant, cal un tractament de recuit i humidificació.
Recuit
Utilitzeu productes amb una temperatura superior a 80 graus o requisits d'alta precisió. Després de desemmotllar els productes, recuit-los en oli o parafina. La temperatura de recuit és 10-20 grau superior a la temperatura d'ús i el temps és de 10-60 minuts. (Depenent del gruix del producte)
Humidificant
Per als productes que s'han utilitzat durant molt de temps en solucions humides o aquoses, durant el procés d'emmotllament, els productes es treuen i es posen en aigua bullint o solució aquosa d'acetat de potassi durant 1-2 dies.
Temps de retenció del barril
Durant el procés de producció, si la temperatura de l'adhesiu és superior als 300 graus, cal evitar que la fosa es mantingui al barril durant massa temps (20 minuts), en cas contrari es sobreescalfarà i es descompondrà, provocant que el producte es decolori o es torni trencadís. Si es requereix un apagat temporal durant més de 20 minuts, la temperatura del barril es pot reduir a 200 graus. Quan s'apaga durant molt de temps, cal utilitzar un polímer amb una viscositat més alta per netejar el canó de la màquina, que es pot netejar amb HDPE o PP.