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您真的了解尼龙吗

文章出处:本站原创    发布时间:2018-09-29 06:12:27 【

 尼龙较易吸湿,如果长时间暴露在空气下,会吸收大气中的水分。如在注塑前吸收过量水分,其制件的外观和力学性能都会受损。在熔点以上温度(约254℃)时,水分子会与尼龙发生化学反应。这一化学反应称为水解或裂解,使尼龙氧化变色,树脂分子质量及其韧性相对减弱,流动性增大。不但带来加工上的困难,而且会对制件性能造成损害。注塑时喷嘴流涎,制件飞边严重。塑料所吸收的水分以及裂解出来的气体,共同夹击制件,轻则在表面形成不光洁、银经、斑纹、微孔、气泡,重则发生熔体膨胀无法成型或成型后机械强度显著下降。最后,经过这种水解裂解的尼龙,其性能完全不可还原,即使将其重新干燥,也不可能再次使用。

 

尼龙从空气申吸收水分,其吸收程度和大气中暴露的时间长短有关。

 

综上所述,尼龙料在注塑前的干燥作业是必须认真对待的,要干燥到什么程度由成品的要求来决定,通常是0.25%以下,最好不超过0.1%,只要原料干燥的好,注塑就容易,制件就不会带来质量上的诸多烦恼。

 

尼龙最好用真空干燥,因为常压干燥的温度条件较高,待干燥的原料仍然存在着司空气中氧气的接触而发生氧化变色的可能,过分的氧化还会产生反效果,使制件发脆。不过,在缺乏真空干燥设备的情况下,还是要采用常压干燥,虽然效果较差。常压干燥条件有许多不同提法,这里只举出几个。第一是60℃~70℃,料层厚20mm,烘24h~30h,第二是在90℃以下烘时不超过10h;第三个是93℃或以下,烘2h~3h,由于在空气温度超过93℃又连续3h 以上,有可能使尼龙产生颜色变化,故必须将温度降至79℃;第四个是将温度升至100℃以上,甚至150℃,那是因为考虑尼龙暴露于空气中过久或受干燥设备运转不力所致;第五个是注塑机热风料斗干燥,将通人料斗的热风温度提升到不低于100℃或更高,以使在塑料内的湿气蒸发。再由热风沿料斗顶部带走。具体执行哪一种干燥条件,视干燥净效果而定。温度过低于煤周期长,效率差;温度过高可能绦成塑料的缩聚或交联,使加工时熔融黏度增高。真空抽湿干燥器是一种密闭式锻构,在对内加热的同时,拍取塑料散排出来的水汽,所以无须将干燥温度特别提高,干燥的时间可以大为缩短,亦能获得良好的抽湿效果,不至于造成颜色的变化及力学性能的降低。

 

干燥好的塑料如果随便在空气中露置,会迅速在空气中吸收水分而使干燥效果丧失殆尽。即使在加盖的机台料朵内,存放的时间也不宜太长,一般雨天不超过1h,晴天限制在3h以内。

 

尼龙熔融温度虽然高,但当达到熔点后,其黏度远较一般热塑性塑料如聚苯乙烯等低很多,故成型时流动性不成问题。此外,因尼龙的流变特性使剪切速率增加时其表观黏度下降不突出,加之熔融温度范围较窄,在3℃~5℃之间,所以高的料温是顺利充模的保诬,与注射速度和压力的影响很小。

 

尼龙熔体黏度低,流动性大,容易充模成型,对薄壁制件更是如此。而且制件在模内能迅速固化,模塑周期短,这都是有利的一面,但也有不利的一面。

 

首先是在料筒内的情况,注射时虽有大量料向前推进,但螺槽内熔料的逆流和螺纹端面与斜筒内壁间的漏流也因流动性大而增大,结果不仅降低有效注射压力和供料量,而且有时还会妨碍加料的顺利进行,使螺杆打滑不能后退,所以在料筒前端一定要加装止回圈来防止倒流。但加装止回圈后,料温要相应提高10℃~20℃,使压力损失得到弥补。

 

其次是喷嘴的情况,注射动作完成,螺杆退回后,前炉的熔料在残余压力下不会从喷嘴自行流出,即所谓“流涎现象”。流涎出来的料如果进入型腔会使制件带冷料斑或难以充满,如果在喷嘴抵住模具前清除,又大大增加了操作上的麻烦,经济上也不合算,所以矿定要克服。喷嘴上设单独调整的加热圈悬对喷嘴温度控制的有效方法,但根本办法还是换用弹簧孔阀式喷嘴一类阻流结构的喷嘴。当然这类喷嘴所用的弹簧材料一定要耐高温,否则在高温顶反复受压退火而丧失弹性作用。

 

最后是塑料充模情况,由于尼龙的熔点高,反过来它的凝固点也高,进入冷的模具的熔料随时可因温度降到熔癀以下而凝固,妨碍充模动作的完成,所以必须采用高速注射,对薄壁制件或长流距的制件尤其是这样。此外,高速充模又带来一个型腔排气问题,尼龙模具要有较充分的排气措施。

 

尼龙在熔融状态时热稳定性较差,加工时过高的料温和太长的受热时间有可能导致高聚物的降解,使制件出现气泡,强度下降。因此,料筒每段温度都要严格控制,使得料粒在高熔化温度下,受热情况尽量合理一些,均匀一些,避免产生熔融不良和局部过热现象。就整个成型而论,料筒温度不宜超过300℃,料粒在料筒内加热时间不宜超过30min。

 

尼龙对模温的要求比一般热塑性塑料要高得多。一般说来,高的模温对流动有利。对复杂的制件更显得非常重要。问题是充满型腔后的熔体冷却速度对尼龙制件的结构和性能有明显的影响。主要在于它的结晶性,当它在高温下以无定型状态进人型腔后,结晶就开始了,结晶率的大小受制于模温的高低和传热速率的快慢。当要求得到伸长率高、透明性和韧性较好的薄制件时,模温应偏低,使结晶程度减小;当要求得到硬度高、耐磨性较好、使用时变形小的厚壁时,模温应偏高,使结晶程度增加。尼龙对模温要求高的另,一原因是它的成型收缩率大,当它从熔融态转变为固态时体积的收缩很大,尤以厚壁制作为甚,模温过低会造成内部的空隙。只有模温得到控制的制件尺寸才较稳定。

 

尼龙模具的温控范围20℃~90℃,最好同时兼备冷却(如自来水)和加热(如插入式电热棒)装置,对于使用温度高于80℃或精度要求严格的制件,成型后应在油或石蜡中退火。退火温度应高于使用温度

 

10℃~20℃,时间按厚度不同约需10min~60min,退火后应缓慢冷却。经退火热处理后的制件,可得到较大的尼龙晶体,刚性提高。结晶完全的制件,密度变化微小,不宜变形和开裂。用聚冷法固定的制件,结晶度低,晶体微小,韧性和透明度较高。

 

添加成核剂的尼龙,注塑时可生成结晶度大的结晶,可缩短注塑周期,制件的透明性和刚性都得到提高。

 

环境湿度变化可以改变尼龙制件的尺寸。尼龙本身收缩率较高,为了保持尽力相对稳定,可用水或水溶液对制件进行凋湿处理。办法是将制件浸人沸水或醋酸钾水溶液(醋酸钾与水的比例为1.25:100,沸点121℃)中,浸泡时间随制件最大壁厚而定,1.5mm 的2h,3mm的8h,6mm 的16h 。调湿处理对敢善塑料内的晶体结构,提高制件韧性,改善内应力分布情况也有好处,而且效果比退火处理更佳。

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