Процесс литья под давлением и производительность ПА

PA - полиамид, также известный как нейлон, является общим термином для большого класса полимеров амидного типа. Наиболее распространенными являются PA6, PA66 и PA1010. В последнее время, с развитием IT-индустрии, использование нового типа полиамида PA46 резко увеличилось. Он используется для замены LCP (жидкокристаллический полимер) для создания подключаемых модулей к компьютерам. Благодаря своим превосходным механическим свойствам, прочности, ударопрочности, износостойкости, самосмазыванию, огнестойкости, изоляции и т. д., полиамид широко используется в различных областях, таких как автомобили, машины, электроника, инструменты, химическое машиностроение и т. д., такие как шестерни, шкивы, подшипники, рабочие колеса, втулки, контейнеры, щетки, молнии и т. д.
PA6, PA66 и PA46 — все алифатические полиамиды, представляющие собой линейные полимеры. Их молекулярные структуры имеют чрезвычайно полярные амидные группы, поэтому они обладают высокой степенью кристалличности. Характеристики продуктов PA зависят от их кристаллической морфологии и кристалличности. Условия обработки влияют на морфологию и кристалличность кристаллов. Различные условия обработки могут привести к изменению кристаллизации до 40 процентов в продуктах ПА, медленному охлаждению, высокой кристалличности и образованию более крупных кристаллических форм. Водопоглощение также влияет на его кристалличность.
Кроме того, во время обработки ПА из-за эффектов течения и сдвига может возникнуть определенная степень ориентации, что приводит к анизотропии характеристик продукта. Прочность в направлении ориентации лучше, чем в направлении без ориентации, и ориентация также способствует процессу кристаллизации. Этот фактор следует учитывать при проектировании формы.
Производительность ПА
Физическая производительность
Без запаха, без плесени, полупрозрачный или прозрачный на вид, молочно-белый или светло-желтый, плотностью 1.04-1.36. При горении выделяет особый белковый аромат, а пламя синее с желтым верхним концом.
Механические свойства
Хорошая жесткость и ударная вязкость, устойчивость к многократным ударам и вибрации, рабочая температура -40-100 градусов. Он устойчив к трению, износу и самосмазыванию, но имеет плохое сопротивление ползучести и плохую стабильность размеров. Этот недостаток можно преодолеть, добавив армирование стекловолокном или смешав его с другими материалами.
Химическая стойкость и атмосферостойкость
В ПА мало органических растворителей, но их химические свойства хорошие. Органическими растворителями в ПА являются муравьиная кислота и фенольные соединения. Различные концентрации неорганических кислот, оснований и солей могут вызвать набухание, растворение или гидролиз PA. В условиях отсутствия воздействия солнечного света его устойчивость к старению хорошая, но он быстро стареет, обесцвечивает продукт, а его характеристики ухудшаются в условиях тепла, света и излучения.
Производительность обработки
Легко впитывает влагу и должен быть высушен перед формованием.
Температура плавления высокая, предел плавления узкий, а точки плавления PA6: 215 градусов, PA66: 255 градусов и PA46: 290 градусов соответственно.
Вязкость расплава PA имеет высокую чувствительность к температуре и сдвигу, низкую вязкость расплава и хорошую текучесть.
ПА имеет плохую термическую стабильность в расплавленном состоянии и склонен к разложению при высоких температурах.
Скорость охлаждения расплава оказывает существенное влияние на структуру и свойства продукта.
Процесс формования сопровождается кристаллизацией, что приводит к высокой степени усадки.
Формовочное оборудование и пресс-формы
Выбор термопластавтоматов
Винт и ствол
Из-за своей прочности, самосмазывания, сложности подачи, высокого выделения тепла при сдвиге, высокой температуры плавления, высокой скорости плавления и легкого разложения ПА характеризуется. Шнек должен иметь сжатую концентрацию выхлопных газов, высокую способность подачи, большую движущую силу и хорошую износостойкость. Таким образом, система пластификации для литья под давлением из ПА выглядит следующим образом: секция подачи шнека длиннее, канавка шнека в секции подачи глубже, секция сжатия и секция гомогенизации короче, а канавка вытягивается в секции подачи. ствола для увеличения мощности масляного двигателя. Винт оснащен эффективным стопорным кольцом.
Стреляющее сопло
Из-за низкой вязкости и хорошей текучести ПА в расплавленном состоянии внутри ствола неизбежно возникает остаточное давление. Если используется открытая форсунка, расплав будет вытекать из форсунки при извлечении продукта во время открывания формы (т. е. явление слюноотделения), что не только расходует материалы, но и влияет на нормальное производство. Следовательно, необходимо самоблокирующееся сопло, обычно используемое в качестве сопла с пружинным игольчатым клапаном.
Производство продукции и проектирование пресс-форм
Из соображений обеспечения работоспособности изделия толщину стенки следует брать как можно меньшей. Чем толще изделие, тем больше усадка, а при недостаточной прочности можно добавить арматурные стержни. Продукт имеет высокую степень усадки и легко извлекается из формы с углом извлечения из формы 40 ′ -1 градусов 40 ′.
Бегун и ворота
Диаметр потока Ф {{0}}мм, при диаметре шибера 2/3-3/4 толщины стенки. Но не менее 0,8 мм. Небольшой литник может привести к сдвигу расплава и его перегреву, что приведет к деградации и ухудшению характеристик продукта.
Вставлять
Коэффициент теплового расширения нейлона в 9-10 раз больше, чем у стали, и в 4-5 раз больше, чем у алюминия. Металлическая вставка препятствует сжатию нейлона и создает большие напряжения, которые могут привести к растрескиванию. Толщина вокруг вставки должна быть не менее диаметра металла вставки.
выхлоп
Вязкость полиамида низкая, и при впрыске под высоким давлением он может быстро заполнить форму. Если газ не может быть отведен своевременно, продукт подвержен таким дефектам, как пузыри и прижоги. Форма должна иметь выпускное отверстие или щель, обычно расположенную напротив шибера, диаметром Ф 1,5-1мм, с глубиной выпускной канавки менее 0,03 мм.
Процесс формирования
1. Подготовка сырья
Благодаря высокому влагопоглощению ПА оказывает влияние на технологический процесс в виде снижения вязкости расплава и наличия пузырей, серебристых линий и т.п. на поверхности изделия. При этом механические свойства изделий значительно снизились. Поэтому перед формованием необходимо проводить сушку. ПА склонен к окислению, обесцвечиванию и деградации при высоких температурах, поэтому лучше всего использовать вакуумную сушку. Однако при отсутствии условий вакуумной сушки можно также использовать сушку горячим воздухом при атмосферном давлении.
Температура вакуумной сушки составляет 85-95 градусов, а время - 4-6 часов. Температура сушки горячим воздухом составляет 90-100 градусов, а время - 8-10 часов. Высушенный материал ПА нельзя оставлять на воздухе на длительное время (не более 1-3 часов).
Температура формования
Выбор температуры бочки в основном зависит от точки плавления полиамида, а также от типа машины для литья под давлением, формы и размера продукта. Обычно при 220-320 градусах, PA6: 220-300 градусах; PA66: 260-320 градус. Из-за узкой температуры обработки ПА необходимо строго контролировать температуру корпуса машины, чтобы избежать деградации расплавленного материала и порчи продукта.
Установка температуры ствола оказывает значительное влияние на пластификацию и скорость плавления пластмасс. Температура средней части бочки на 20-40 градусов выше температуры плавления и на 20-30 градусов ниже температуры разложения. Температура передней секции на 5-10 градусов ниже температуры средней секции, а температура задней секции (подающей секции) на 20-50 градусов ниже температуры средней секции; Охлаждение в порту питания должно быть эффективным; Если температура в средней части слишком низкая, а скорость шнека слишком высокая, может возникнуть явление заедания. Если температура в задней части слишком высока, это повлияет на пропускную способность, и шнек будет работать медленно, что повлияет на эффективность производства.
3. Давление впрыска
Давление впрыска мало влияет на механические свойства ПА. Выбор давления впрыска в основном зависит от типа машины для литья под давлением, температуры цилиндра, формы продукта, размера, структуры пресс-формы, а также от таких факторов, как скорость впрыска, время впрыска и время выдержки.
4. Скорость впрыска
Выбор скорости впрыска связан с толщиной стенки изделия, температурой расплава и размером литника. Для тонкостенных изделий скорость впрыска может быть выше, а для толстостенных изделий скорость впрыска может быть ниже. Если температура расплава высокая, скорость впрыска должна быть меньше. Размер ворот небольшой, и скорость впрыска не должна быть слишком высокой. В противном случае чрезмерный сдвиг может привести к слишком высокой температуре расплава и деградации, что приведет к изменению цвета и ухудшению механических свойств продукта. Если скорость впрыска слишком высока, это также может вызвать дефекты, такие как пузыри и обугливание продукта.
Скорость винта
Целесообразно использовать среднюю скорость. Если скорость слишком высока, пластик будет деградировать из-за чрезмерного сдвига, что приведет к обесцвечиванию и снижению производительности продукта. Если скорость слишком низкая, это повлияет на качество расплавленного клея, а также на эффективность производства из-за длительного времени расплавления клея.
Обратное давление
С точки зрения обеспечения качества продукции, чем ниже противодавление, тем лучше. Высокое противодавление вызовет чрезмерный сдвиг расплава, перегрев и разрушение.
Температура формы
Высокая температура пресс-формы увеличивает твердость, плотность, прочность на растяжение и модуль упругости продукта. Температура пресс-формы связана с требованиями к производительности продукта. Для тонких изделий, требующих хорошего удлинения и прозрачности, температуру формы лучше понизить; Если требуются толстые изделия с высокой прочностью, хорошей износостойкостью и небольшой деформацией, лучше иметь более высокую температуру пресс-формы.
Подробности следующие:
Температура формы для толщины изделия: менее 3 мм 20-40 градусов, 3-6 мм 40-60 градусов, 6-10 мм 60-90 градусов, более 10 мм значительное влияние на скорость усадки продукта. Чем выше температура формы, тем больше скорость усадки, и наоборот.
Цикл формования
В основном это зависит от толщины стенки изделия. Для тонкостенных изделий время впрыска, время выдержки под давлением и время охлаждения могут быть короче. Для изделий с толстыми стенками для предотвращения усадочных деформаций, вмятин, пузырей и т. д. время впрыска и время выдержки под давлением должны быть соответственно больше. При использовании высокой температуры формы время охлаждения должно быть больше.
Постобработка продуктов
Молекулярная ориентация ПА в процессе формования и кристаллизация в процессе охлаждения приводят к возникновению определенных внутренних напряжений в изделии. При дальнейшем хранении или использовании размер и форма изделия могут измениться. Поэтому требуется отжиг и увлажнение.
Отжиг
Используйте продукты с температурой выше 80 градусов или высокими требованиями к точности. После распаковки изделий проводят их отжиг в масле или парафине. Температура отжига на 10-20 градусов выше температуры использования, а время составляет 10-60 минут. (в зависимости от толщины изделия)
Увлажнение
Для изделий, которые длительное время находились во влажных или водных растворах, в процессе формования изделия вынимают и помещают в кипящую воду или водный раствор ацетата калия на 1-2 дней.
Время удержания ствола
В процессе производства, если температура клея выше 300 градусов, необходимо избегать слишком длительного пребывания расплава в бочке (20 минут), иначе он перегреется и разложится, что приведет к обесцвечиванию или ломкости изделия. Если требуется временное отключение более чем на 20 минут, температуру ствола можно снизить до 200 градусов. При длительном отключении необходимо использовать полимер с более высокой вязкостью для очистки ствола машины, который можно очистить полиэтиленом высокой плотности или полипропиленом.