Quá trình ép phun và hiệu suất của PA

PA - Polyamide, còn được gọi là nylon, là một thuật ngữ chung cho một nhóm lớn các polyme loại amide. Những cái phổ biến nhất là PA6, PA66 và PA1010. Gần đây, với sự phát triển của ngành CNTT, việc sử dụng một loại polyamide PA46 mới đã tăng mạnh. Nó được dùng để thay thế LCP (polyme tinh thể lỏng) để sản xuất plug-in trên máy tính. Do tính chất cơ học tuyệt vời, độ bền, khả năng chống va đập, chống mài mòn, tự bôi trơn, chống cháy, cách nhiệt, v.v., PA được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như ô tô, máy móc, điện tử, dụng cụ, kỹ thuật hóa học, v.v. chẳng hạn như bánh răng, ròng rọc, vòng bi, cánh quạt, ống lót, thùng chứa, bàn chải, dây kéo, v.v.
PA6, PA66 và PA46 đều là các polyamit béo, là các polyme tuyến tính. Cấu trúc phân tử của chúng có các nhóm amit cực phân cực nên có độ kết tinh cao. Hiệu suất của các sản phẩm PA phụ thuộc vào hình thái tinh thể và độ kết tinh của chúng. Các điều kiện xử lý có ảnh hưởng đến hình thái tinh thể và độ kết tinh. Các điều kiện xử lý khác nhau có thể dẫn đến sự thay đổi kết tinh lên đến 40 phần trăm trong các sản phẩm PA, làm lạnh chậm, độ kết tinh cao và hình thành các dạng tinh thể lớn hơn. Sự hấp thụ nước cũng ảnh hưởng đến độ kết tinh của nó.
Ngoài ra, trong quá trình xử lý PA, do hiệu ứng dòng chảy và lực cắt, có thể tạo ra một mức độ định hướng nhất định, dẫn đến tính dị hướng trong hiệu suất sản phẩm. Sức mạnh dọc theo hướng định hướng tốt hơn so với hướng không định hướng và hướng cũng có lợi cho quá trình kết tinh. Yếu tố này cần được xem xét trong thiết kế khuôn.
Hiệu suất của PA
Hoạt động thể chất
Không mùi, không mốc, có dạng bán trong suốt hoặc trong suốt, màu trắng sữa hoặc vàng nhạt, tỷ trọng là 1.04-1.36. Khi bị đốt cháy, nó phát ra một hương vị protein đặc biệt và ngọn lửa có màu xanh lam với phần trên màu vàng.
Tính chất cơ học
Độ cứng và dẻo dai tốt, chịu được va đập và rung lắc lặp đi lặp lại với nhiệt độ sử dụng là -40-100 độ . Nó có khả năng chống ma sát, mài mòn và tự bôi trơn, nhưng có khả năng chống rão kém và độ ổn định kích thước kém. Nhược điểm này có thể được khắc phục bằng cách thêm cốt sợi thủy tinh hoặc pha trộn với các vật liệu khác.
Kháng hóa chất và kháng thời tiết
Có ít dung môi hữu cơ trong PA, nhưng tính chất hóa học của chúng rất tốt. Các dung môi hữu cơ trong PA là axit formic và các hợp chất phenolic. Các nồng độ axit, bazơ và muối vô cơ khác nhau có thể làm cho PA trương nở, hòa tan hoặc thủy phân. Trong điều kiện không tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, khả năng chống lão hóa của nó là tốt, nhưng nó bị lão hóa nhanh chóng, làm mất màu sản phẩm và hiệu suất của nó giảm trong điều kiện nhiệt, ánh sáng và bức xạ.
Hiệu suất xử lý
Dễ hút ẩm và phải sấy khô trước khi tạo hình.
Điểm nóng chảy cao, giới hạn nóng chảy hẹp và các điểm nóng chảy lần lượt là PA6: 215 độ, PA66: 255 độ và PA46: 290 độ.
Độ nhớt nóng chảy PA có độ nhạy nhiệt độ cao và độ nhạy cắt, độ nhớt nóng chảy thấp và khả năng chảy tốt.
PA có tính ổn định nhiệt kém ở trạng thái nóng chảy và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.
Tốc độ làm mát của tan chảy có tác động đáng kể đến cấu trúc và tính chất của sản phẩm.
Quá trình hình thành đi kèm với quá trình kết tinh, dẫn đến tỷ lệ co ngót cao.
Thiết bị tạo hình và khuôn mẫu
Lựa chọn máy ép phun
vít và thùng
Do đặc tính dẻo dai, tự bôi trơn, khó cấp liệu, sinh nhiệt cắt cao, nhiệt độ nóng chảy cao, tốc độ nóng chảy nhanh, dễ phân hủy nên PA được đặc trưng. Vít được yêu cầu phải có nồng độ khí nén nén, khả năng ăn dao mạnh, lực truyền động lớn và khả năng chống mài mòn tốt. Do đó, hệ thống hóa dẻo cho ép phun PA như sau: phần cấp liệu của vít dài hơn, rãnh vít trong phần cấp liệu sâu hơn, phần nén và phần đồng nhất ngắn hơn, rãnh được kéo ở phần cấp liệu của thùng để tăng sức mạnh của động cơ dầu. Vít được trang bị một vòng kiểm tra hiệu quả.
vòi chụp
Do độ nhớt thấp và tính lưu động tốt của PA ở trạng thái nóng chảy, chắc chắn sẽ có áp suất dư bên trong thùng. Nếu sử dụng vòi mở, dung dịch chảy ra từ vòi khi sản phẩm được lấy ra trong quá trình mở khuôn (tức là hiện tượng tiết nước bọt), không chỉ gây lãng phí nguyên liệu mà còn ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bình thường. Do đó, cần có một vòi tự khóa, thường được sử dụng làm vòi van kim lò xo.
Sản xuất sản phẩm và thiết kế khuôn mẫu
Với tiền đề đảm bảo hiệu suất của sản phẩm, nên lấy độ dày thành càng nhỏ càng tốt. Sản phẩm càng dày thì độ co ngót càng lớn, nếu cường độ không đủ có thể bổ sung thêm các thanh gia cường. Sản phẩm có độ co ngót cao và dễ dàng tháo khuôn, với góc tháo khuôn là 40′ -1 độ 40′.
Người chạy và Cổng
Đường kính dòng chảy Ф {{0}}mm, với đường kính cửa bằng 2/3-3/4 độ dày thành. Nhưng không nhỏ hơn 0,8mm. Một cổng nhỏ có thể làm tan chảy bị cắt và quá nóng, dẫn đến suy thoái và ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm.
Chèn
Hệ số giãn nở nhiệt của nylon lớn hơn 9-10 lần so với thép và 4-5 lần so với nhôm. Miếng chèn kim loại cản trở sự co lại của nylon và tạo ra ứng suất lớn, có thể gây nứt. Độ dày xung quanh phần chèn được yêu cầu không nhỏ hơn đường kính của kim loại chèn.
Khí thải
Độ nhớt của PA thấp, và dưới áp suất cao, nó có thể lấp đầy khuôn một cách nhanh chóng. Nếu không xả khí kịp thời, sản phẩm dễ bị các khuyết tật như sủi bọt, cháy khét. Khuôn phải có lỗ hoặc rãnh thoát khí, thường nằm đối diện với cổng, có đường kính Ф 1.5-1mm, với độ sâu rãnh thoát khí nhỏ hơn 0.03 mm.
quá trình hình thành
1. Chuẩn bị nguyên liệu
Do PA có khả năng hút ẩm cao nên ảnh hưởng đến quá trình gia công như giảm độ nhớt nóng chảy, xuất hiện các bọt khí, đường bạc,… trên bề mặt sản phẩm. Hơn nữa, các tính chất cơ học của sản phẩm đã giảm đáng kể. Do đó, xử lý sấy khô phải được thực hiện trước khi đúc. PA dễ bị oxy hóa, biến màu và biến chất ở nhiệt độ cao, vì vậy tốt nhất nên sử dụng phương pháp sấy chân không. Tuy nhiên, trong trường hợp không có điều kiện sấy chân không, cũng có thể sử dụng phương pháp sấy không khí nóng trong khí quyển.
Nhiệt độ sấy chân không là 85-95 độ và thời gian là 4-6 giờ. Nhiệt độ làm khô bằng không khí nóng là 90-100 độ và thời gian là 8-10 giờ. Vật liệu PA đã khô không được để lâu trong không khí (không quá 1-3 giờ).
nhiệt độ hình thành
Việc lựa chọn nhiệt độ thùng chủ yếu dựa trên điểm nóng chảy của PA, và cũng liên quan đến loại máy ép phun, hình dạng và kích thước sản phẩm. Nói chung ở 220-320 độ , PA6: 220-300 độ ; PA66: 260-320 độ . Do nhiệt độ xử lý của PA hẹp, nhiệt độ của thùng máy phải được kiểm soát chặt chẽ để tránh sự xuống cấp của vật liệu nóng chảy và sự hư hỏng của sản phẩm.
Việc thiết lập nhiệt độ thùng có tác động đáng kể đến tốc độ dẻo hóa và nóng chảy của nhựa. Nhiệt độ phần giữa của thùng cao hơn 20-40 độ so với điểm nóng chảy và thấp hơn 20-30 độ so với nhiệt độ phân hủy. Nhiệt độ phần phía trước thấp hơn 5-10 độ so với nhiệt độ phần giữa và nhiệt độ phần sau (phần cấp liệu) thấp hơn 20-50 độ so với nhiệt độ phần giữa; Việc làm mát tại cổng cấp liệu phải hiệu quả; Nếu nhiệt độ ở phần giữa quá thấp và tốc độ vít quá nhanh, có thể xảy ra hiện tượng kẹt. Nếu nhiệt độ ở phần sau quá cao sẽ ảnh hưởng đến khả năng truyền tải, trục vít ăn chậm ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất.
3. Áp suất phun
Áp suất phun ít ảnh hưởng đến tính chất cơ học của PA. Việc lựa chọn áp suất phun chủ yếu phụ thuộc vào loại máy ép phun, nhiệt độ thùng, hình dạng sản phẩm, kích thước, cấu trúc khuôn, cũng như các yếu tố như tốc độ phun, thời gian phun và thời gian giữ.
4. Tốc độ tiêm
Việc lựa chọn tốc độ phun có liên quan đến độ dày thành của sản phẩm, nhiệt độ nóng chảy và kích thước của cổng. Đối với các sản phẩm có thành mỏng, tốc độ phun có thể nhanh hơn, trong khi đối với các sản phẩm có thành dày, tốc độ phun có thể chậm hơn. Nếu nhiệt độ nóng chảy cao, tốc độ phun sẽ chậm hơn. Kích thước của cổng nhỏ và tốc độ tiêm không được quá nhanh. Nếu không, cắt quá mức có thể làm cho nhiệt độ nóng chảy quá cao và biến chất, dẫn đến thay đổi màu sắc và suy giảm tính chất cơ học của sản phẩm. Nếu tốc độ phun quá nhanh, nó cũng có thể gây ra các khuyết tật như bong bóng và cháy thành than trong sản phẩm.
tốc độ trục vít
Nó phù hợp để sử dụng tốc độ trung bình. Nếu tốc độ quá nhanh, nhựa sẽ bị biến chất do bị cắt quá mức, dẫn đến đổi màu và giảm hiệu suất của sản phẩm. Nếu tốc độ quá chậm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của keo nóng chảy và cũng ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất do thời gian keo nóng chảy lâu.
áp lực trở lại
Trên tiền đề đảm bảo chất lượng sản phẩm, áp suất ngược càng thấp thì càng tốt. Áp suất ngược cao sẽ làm cho vật liệu nóng chảy bị cắt quá mức, quá nóng và biến chất.
nhiệt độ khuôn
Nhiệt độ khuôn cao làm tăng độ cứng, mật độ, độ bền kéo và mô đun đàn hồi của sản phẩm. Nhiệt độ khuôn có liên quan đến các yêu cầu về hiệu suất của sản phẩm. Đối với các sản phẩm mỏng, cần độ giãn dài và độ trong suốt tốt, nên hạ nhiệt độ khuôn; Nếu cần các sản phẩm dày có độ bền cao, chống mài mòn tốt và biến dạng nhỏ, thì tốt hơn là nên có nhiệt độ khuôn cao hơn.
Cac chi tiêt như sau:
Độ dày sản phẩm nhiệt độ khuôn: nhỏ hơn 3mm 20-40 độ , 3-6mm 40-60 độ , 6-10mm 60-90 độ , lớn hơn 10mm Nhiệt độ khuôn 100 độ có một ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ co ngót của sản phẩm. Nhiệt độ khuôn càng cao thì tốc độ co ngót càng lớn và ngược lại.
chu kỳ hình thành
Nó chủ yếu phụ thuộc vào độ dày thành của sản phẩm. Đối với các sản phẩm có thành mỏng, thời gian phun, thời gian giữ áp suất và thời gian làm mát có thể ngắn hơn. Đối với các sản phẩm có thành dày, để tránh biến dạng co ngót, vết lõm, bong bóng, v.v., thời gian phun và thời gian giữ áp suất phải dài hơn tương ứng. Khi sử dụng nhiệt độ khuôn cao, thời gian làm mát sẽ lâu hơn.
Gia công sau sản phẩm
Sự định hướng phân tử của PA trong quá trình đúc khuôn và sự kết tinh trong quá trình làm nguội dẫn đến ứng suất bên trong nhất định trong sản phẩm. Trong quá trình bảo quản hoặc sử dụng sau này, kích thước và hình dạng của sản phẩm có thể thay đổi. Do đó, cần phải xử lý ủ và làm ẩm.
ủ
Sử dụng các sản phẩm có nhiệt độ cao hơn 80 độ hoặc yêu cầu độ chính xác cao. Sau khi tháo dỡ các sản phẩm, ủ chúng trong dầu hoặc parafin. Nhiệt độ ủ cao hơn 10-20 độ so với nhiệt độ sử dụng và thời gian là 10-60 phút. (Tùy thuộc vào độ dày của sản phẩm)
tạo ẩm
Đối với những sản phẩm đã sử dụng lâu ngày trong môi trường ẩm ướt hoặc dung dịch nước, trong quá trình đúc khuôn, sản phẩm được lấy ra và ngâm trong nước sôi hoặc dung dịch nước kali axetat trong 1-2 ngày.
Thời gian lưu thùng
Trong quá trình sản xuất, nếu nhiệt độ keo trên 300 độ, cần tránh để keo chảy trong thùng quá lâu (20 phút), nếu không sẽ bị quá nhiệt và phân hủy khiến sản phẩm bị biến màu, giòn. Nếu cần tắt máy tạm thời trong hơn 20 phút, nhiệt độ thùng có thể giảm xuống 200 độ. Khi ngừng hoạt động trong một thời gian dài, cần sử dụng polyme có độ nhớt cao hơn để làm sạch thùng máy, có thể làm sạch bằng nhựa HDPE hoặc PP.