กระบวนการฉีดขึ้นรูปและประสิทธิภาพของ PA

PA - โพลีอะไมด์หรือที่เรียกว่าไนลอนเป็นคำทั่วไปสำหรับโพลิเมอร์ประเภทเอไมด์ขนาดใหญ่ ที่พบมากที่สุดคือ PA6, PA66 และ PA1010 เมื่อเร็ว ๆ นี้ ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมไอที การใช้โพลีเอไมด์ PA46 ชนิดใหม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ใช้แทน LCP (liquid crystal polymer) เพื่อผลิตปลั๊กอินในคอมพิวเตอร์ เนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม มีความเหนียว ทนทานต่อแรงกระแทก ทนต่อการสึกหรอ หล่อลื่นในตัวเอง สารหน่วงการติดไฟ ความเป็นฉนวน ฯลฯ PA จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น รถยนต์ เครื่องจักร อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือ วิศวกรรมเคมี ฯลฯ เช่น เฟือง มู่เลย์ ลูกปืน ใบพัด บูช ภาชนะ แปรง ซิป ฯลฯ
PA6, PA66 และ PA46 ทั้งหมดเป็นอะลิฟาติกโพลีเอไมด์ ซึ่งเป็นโพลีเมอร์เชิงเส้น โครงสร้างโมเลกุลของพวกมันมีหมู่เอไมด์ที่มีขั้วมาก ดังนั้นจึงมีความเป็นผลึกสูง ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ PA ขึ้นอยู่กับสัณฐานวิทยาของผลึกและความเป็นผลึก สภาวะการประมวลผลมีผลกระทบต่อสัณฐานวิทยาของผลึกและความเป็นผลึก สภาวะการประมวลผลที่แตกต่างกันอาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการตกผลึกได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ในผลิตภัณฑ์ PA การเย็นตัวช้า ความเป็นผลึกสูง และการก่อตัวของรูปแบบผลึกที่ใหญ่ขึ้น การดูดซึมน้ำยังส่งผลต่อความเป็นผลึกด้วย
นอกจากนี้ ในระหว่างการประมวลผลของ PA เนื่องจากผลกระทบของการไหลและแรงเฉือน สามารถสร้างการวางแนวได้ในระดับหนึ่ง ซึ่งนำไปสู่ ​​anisotropy ในประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ความแข็งแรงตามทิศทางการวางแนวจะดีกว่าในทิศทางที่ไม่ได้วางแนว และการวางแนวยังเอื้อต่อกระบวนการตกผลึกอีกด้วย ปัจจัยนี้ควรคำนึงถึงในการออกแบบแม่พิมพ์
การปฏิบัติงานของ อปท
สมรรถภาพทางกาย
ไม่มีกลิ่น ไม่ขึ้นรา มีลักษณะกึ่งใสหรือโปร่งแสง สีขาวคล้ายน้ำนมหรือสีเหลืองอ่อน มีความหนาแน่น 1.04-1.36. เมื่อถูกเผา มันจะปล่อยรสชาติของโปรตีนพิเศษออกมา และเปลวไฟจะเป็นสีน้ำเงินโดยมีปลายด้านบนเป็นสีเหลือง
คุณสมบัติทางกล
ความแข็งแกร่งและความเหนียวที่ดี ทนต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือนซ้ำๆ โดยมีอุณหภูมิการใช้งาน -40-100 องศา มีความทนทานต่อการเสียดสี การสึกหรอ และการหล่อลื่นตัวเอง แต่มีความต้านทานการคืบต่ำและเสถียรภาพของมิติต่ำ ข้อเสียนี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการเสริมใยแก้วหรือผสมกับวัสดุอื่น
ทนต่อสารเคมีและทนต่อสภาพอากาศ
มีตัวทำละลายอินทรีย์ไม่กี่ตัวใน PA แต่คุณสมบัติทางเคมีของตัวทำละลายนั้นดี ตัวทำละลายอินทรีย์ใน PA คือกรดฟอร์มิกและสารประกอบฟีนอลิก ความเข้มข้นที่แตกต่างกันของกรดอนินทรีย์ เบส และเกลืออาจทำให้ PA บวม ละลาย หรือไฮโดรไลซ์ ภายใต้สภาวะที่ไม่โดนแสงแดด ความต้านทานการแก่ของมันนั้นดี แต่มันจะแก่เร็ว เปลี่ยนสีของผลิตภัณฑ์ และประสิทธิภาพของมันจะลดลงภายใต้สภาวะความร้อน แสง และรังสี
ประสิทธิภาพการประมวลผล
ดูดความชื้นได้ง่ายและต้องทำให้แห้งก่อนขึ้นรูป
จุดหลอมเหลวสูง ขีดจำกัดการหลอมเหลวแคบ และจุดหลอมเหลวคือ PA6: 215 องศา , PA66: 255 องศา และ PA46: 290 องศา ตามลำดับ
ความหนืดของการหลอมเหลวของ PA มีความไวต่ออุณหภูมิสูงและความไวต่อแรงเฉือน ความหนืดของการหลอมละลายต่ำ และความสามารถในการไหลที่ดี
PA มีความเสถียรทางความร้อนต่ำในสถานะหลอมเหลว และมีแนวโน้มที่จะสลายตัวที่อุณหภูมิสูง
อัตราการเย็นตัวของการหลอมมีผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์
กระบวนการขึ้นรูปจะมาพร้อมกับการตกผลึก ทำให้มีอัตราการหดตัวสูง
อุปกรณ์ขึ้นรูปและแม่พิมพ์
การเลือกเครื่องฉีดพลาสติก
สกรูและบาร์เรล
เนื่องจากความเหนียว การหล่อลื่นในตัวเอง ความยากในการป้อน การเกิดความร้อนเฉือนสูง จุดหลอมเหลวสูง ความเร็วในการหลอมเหลว และการสลายตัวง่าย PA จึงมีลักษณะเฉพาะ สกรูจำเป็นต้องมีความเข้มข้นของไอเสียที่ถูกบีบอัด ความสามารถในการป้อนที่แข็งแกร่ง แรงขับขนาดใหญ่ และความต้านทานการสึกหรอที่ดี ดังนั้นระบบการทำให้เป็นพลาสติกสำหรับการฉีดขึ้นรูป PA จึงเป็นดังนี้: ส่วนป้อนของสกรูยาวขึ้น ร่องสกรูในส่วนป้อนลึกขึ้น ส่วนอัดและส่วนโฮโมจีไนเซชันสั้นลง และร่องถูกดึงที่ส่วนป้อน ของลำกล้องเพื่อเพิ่มกำลังให้กับมอเตอร์น้ำมัน สกรูมาพร้อมกับแหวนตรวจสอบที่มีประสิทธิภาพ
หัวฉีดน้ำ
เนื่องจากความหนืดต่ำและการไหลที่ดีของ PA ในสถานะหลอมเหลว จึงมีแรงดันตกค้างอยู่ภายในถังอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หากใช้หัวฉีดแบบเปิด ของเหลวที่หลอมละลายจะไหลออกจากหัวฉีดเมื่อนำผลิตภัณฑ์ออกระหว่างการเปิดแม่พิมพ์ (เช่น ปรากฏการณ์น้ำลายไหล) ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้วัสดุสิ้นเปลืองเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการผลิตตามปกติอีกด้วย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้หัวฉีดแบบล็อคตัวเองซึ่งใช้กันทั่วไปเป็นหัวฉีดวาล์วเข็มสปริง
การผลิตผลิตภัณฑ์และการออกแบบแม่พิมพ์
บนพื้นฐานของการรับประกันประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ควรใช้ความหนาของผนังให้เล็กที่สุด ผลิตภัณฑ์ที่หนาขึ้น การหดตัวก็จะยิ่งมากขึ้น และหากความแข็งแรงไม่เพียงพอ ก็สามารถเสริมเหล็กเส้นเสริมได้ ผลิตภัณฑ์มีอัตราการหดตัวสูงและง่ายต่อการถอดแบบ โดยมีมุมการขึ้นรูป 40 ′-1 องศา 40 ′
นักวิ่งและประตู
เส้นผ่านศูนย์กลางการไหล Ф {{0}}มม. โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเกต 2/3-3/4 ของความหนาของผนัง แต่ไม่น้อยกว่า 0.8 มม. ประตูขนาดเล็กอาจทำให้การหลอมเฉือนและความร้อนสูงเกินไป นำไปสู่การเสื่อมสภาพและส่งผลต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์
แทรก
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของไนลอนมีค่ามากกว่าเหล็ก 9-10 เท่า และมากกว่าอะลูมิเนียม 4-5 เท่า เม็ดมีดโลหะขัดขวางการหดตัวของไนลอนและทำให้เกิดแรงเค้นมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกร้าวได้ ความหนารอบเม็ดมีดต้องไม่น้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดมีดโลหะ
ไอเสีย
ความหนืดของ PA ต่ำ และภายใต้การฉีดแรงดันสูง มันสามารถเติมแม่พิมพ์ได้อย่างรวดเร็ว หากไม่สามารถปล่อยก๊าซได้ทันเวลา ผลิตภัณฑ์มีแนวโน้มที่จะมีข้อบกพร่อง เช่น ฟองอากาศและรอยไหม้ แม่พิมพ์ต้องมีรูหรือช่องไอเสีย ซึ่งมักจะอยู่ตรงข้ามประตู โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง Ф 1.5-1มม. โดยมีความลึกของร่องไอเสียน้อยกว่า 0.03 มม.
กระบวนการขึ้นรูป
1. การเตรียมวัตถุดิบ
เนื่องจากการดูดซับความชื้นสูงของ PA จึงส่งผลกระทบต่อกระบวนการแปรรูป เช่น ความหนืดที่หลอมละลายลดลง และการเกิดฟอง เส้นสีเงิน ฯลฯ บนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้คุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ยังลดลงอย่างมาก ดังนั้นจึงต้องทำการอบแห้งก่อนการขึ้นรูป PA มีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชัน การเปลี่ยนสี และการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงควรใช้การทำให้แห้งด้วยสุญญากาศ อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ไม่มีสภาวะการทำให้แห้งแบบสุญญากาศ สามารถใช้การทำให้แห้งด้วยลมร้อนในบรรยากาศได้เช่นกัน
อุณหภูมิในการทำให้แห้งด้วยสุญญากาศคือ 85-95 องศา และเวลาคือ 4-6 ชั่วโมง อุณหภูมิในการทำให้แห้งด้วยลมร้อนคือ 90-100 องศา และเวลาคือ 8-10 ชั่วโมง ไม่ควรทิ้งวัสดุ PA ที่แห้งไว้ในอากาศเป็นเวลานาน (ไม่เกิน 1-3 ชั่วโมง)
อุณหภูมิในการขึ้นรูป
การเลือกอุณหภูมิถังจะขึ้นอยู่กับจุดหลอมเหลวของ PA เป็นหลัก และยังเกี่ยวข้องกับประเภทของเครื่องฉีดพลาสติก รูปร่างของผลิตภัณฑ์ และขนาดอีกด้วย โดยทั่วไปที่ 220-320 องศา , PA6: 220-300 องศา ; PA66: 260-320 องศา เนื่องจากอุณหภูมิการประมวลผลที่แคบของ PA จึงต้องควบคุมอุณหภูมิของกระบอกเครื่องจักรอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของวัสดุที่หลอมเหลวและการเสื่อมสภาพของผลิตภัณฑ์
การตั้งค่าอุณหภูมิของถังมีผลกระทบอย่างมากต่อการทำให้เป็นพลาสติกและความเร็วในการหลอมของพลาสติก อุณหภูมิส่วนตรงกลางของถังสูงกว่าจุดหลอมเหลว 20-40 องศา และต่ำกว่าอุณหภูมิการสลายตัว 20-30 องศา อุณหภูมิส่วนหน้าต่ำกว่าอุณหภูมิส่วนตรงกลาง 5-10 องศา และส่วนหลัง (ส่วนป้อนอาหาร) อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิส่วนตรงกลาง 20-50 องศา การระบายความร้อนที่พอร์ตป้อนต้องมีประสิทธิภาพ หากอุณหภูมิในส่วนตรงกลางต่ำเกินไปและความเร็วของสกรูเร็วเกินไป อาจเกิดปัญหาการติดขัดได้ หากอุณหภูมิในส่วนหลังสูงเกินไป จะส่งผลต่อความสามารถในการลำเลียง และสกรูจะกินช้าลง ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิต
3. แรงดันในการฉีด
แรงดันในการฉีดมีผลเพียงเล็กน้อยต่อคุณสมบัติเชิงกลของ PA การเลือกแรงดันในการฉีดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องฉีดพลาสติก อุณหภูมิถัง รูปร่างของผลิตภัณฑ์ ขนาด โครงสร้างแม่พิมพ์ ตลอดจนปัจจัยต่างๆ เช่น ความเร็วในการฉีด เวลาในการฉีด และเวลาในการถือครอง
4. ความเร็วในการฉีด
การเลือกความเร็วในการฉีดจะสัมพันธ์กับความหนาของผนังของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิของการหลอม และขนาดของเกท สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบาง ความเร็วในการฉีดอาจเร็วกว่า ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่มีผนังหนา ความเร็วในการฉีดอาจช้าลง หากอุณหภูมิหลอมเหลวสูง ความเร็วในการฉีดควรช้าลง ขนาดของประตูมีขนาดเล็กและความเร็วในการฉีดไม่ควรเร็วเกินไป มิฉะนั้น แรงเฉือนที่มากเกินไปอาจทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวสูงเกินไปและเสื่อมสภาพ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนสีและคุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ลดลง หากความเร็วในการฉีดเร็วเกินไป อาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น ฟองอากาศและเกิดรอยด่างในผลิตภัณฑ์ได้
ความเร็วของสกรู
เหมาะที่จะใช้ความเร็วปานกลาง หากความเร็วเร็วเกินไป พลาสติกจะเสื่อมสภาพเนื่องจากแรงเฉือนที่มากเกินไป ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนสีและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง หากความเร็วช้าเกินไป จะส่งผลต่อคุณภาพของกาวที่หลอมละลาย และยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตเนื่องจากระยะเวลาที่กาวละลายนาน
แรงดันย้อนกลับ
บนพื้นฐานของการรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ยิ่งแรงดันย้อนกลับต่ำลงเท่าใด ก็ยิ่งดีเท่านั้น แรงดันย้อนกลับสูงจะทำให้การหลอมเฉือนมากเกินไป เกิดความร้อนสูงเกินไปและเสื่อมสภาพ
อุณหภูมิของแม่พิมพ์
อุณหภูมิแม่พิมพ์สูงจะเพิ่มความแข็ง ความหนาแน่น ความต้านทานแรงดึง และโมดูลัสยืดหยุ่นของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิของแม่พิมพ์เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่บางซึ่งต้องการการยืดตัวที่ดีและโปร่งใส ควรลดอุณหภูมิของแม่พิมพ์ลง หากต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีความหนา มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการสึกหรอได้ดี และมีการเสียรูปเล็กน้อย จะดีกว่าหากมีอุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่สูงขึ้น
รายละเอียดมีดังนี้:
อุณหภูมิแม่พิมพ์ความหนาของผลิตภัณฑ์: น้อยกว่า 3 มม. 20-40 องศา , 3-6 มม. 40-60 องศา , 6-10 มม. 60-90 องศา มากกว่า 10 มม. อุณหภูมิแม่พิมพ์ 100 องศามี ส่งผลกระทบอย่างมากต่ออัตราการหดตัวของผลิตภัณฑ์ ยิ่งแม่พิมพ์มีอุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการหดตัวก็จะยิ่งมากขึ้น และในทางกลับกัน
วงจรการขึ้นรูป
ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความหนาของผนังของผลิตภัณฑ์ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบาง เวลาในการฉีด เวลาในการคงความดัน และเวลาในการระบายความร้อนอาจสั้นลง สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีผนังหนา เพื่อป้องกันการหดตัวผิดรูป รอยบุบ ฟองอากาศ ฯลฯ เวลาในการฉีดและเวลาในการคงความดันควรนานขึ้นตามลำดับ เมื่อใช้แม่พิมพ์อุณหภูมิสูง เวลาในการหล่อเย็นควรนานขึ้น
โพสต์การประมวลผลของผลิตภัณฑ์
การวางแนวโมเลกุลของ PA ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปและการตกผลึกในระหว่างกระบวนการทำความเย็นส่งผลให้เกิดความเครียดภายในบางอย่างในผลิตภัณฑ์ ระหว่างการจัดเก็บหรือใช้งานในอนาคต ขนาดและรูปร่างของผลิตภัณฑ์อาจเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการบำบัดด้วยการอบอ่อนและความชื้น
การหลอม
ใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 80 องศาหรือต้องการความแม่นยำสูง หลังจากถอดแบบผลิตภัณฑ์แล้ว ให้อบอ่อนในน้ำมันหรือพาราฟิน อุณหภูมิการหลอมสูงกว่าอุณหภูมิการใช้งาน 10-20 องศา และเวลาคือ 10-60 นาที (ขึ้นอยู่กับความหนาของสินค้า)
ความชื้น
สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานเป็นเวลานานในสารละลายที่มีความชื้นหรือน้ำ ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์จะถูกนำออกมาและวางไว้ในน้ำเดือดหรือสารละลายที่มีน้ำเป็นโพแทสเซียมอะซิเตตเป็นเวลา 1-2 วัน
เวลาเก็บบาร์เรล
ในระหว่างกระบวนการผลิต หากอุณหภูมิของกาวสูงกว่า 300 องศา จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงไม่ให้กาวละลายอยู่ในถังนานเกินไป (20 นาที) มิฉะนั้น กาวจะร้อนเกินไปและสลายตัว ทำให้ผลิตภัณฑ์เปลี่ยนสีหรือเปราะ หากจำเป็นต้องปิดเครื่องชั่วคราวนานกว่า 20 นาที อุณหภูมิถังจะลดลงถึง 200 องศา เมื่อปิดเครื่องเป็นเวลานาน จำเป็นต้องใช้โพลีเมอร์ที่มีความหนืดสูงกว่าในการทำความสะอาดกระบอกเครื่องจักร ซึ่งสามารถทำความสะอาดด้วย HDPE หรือ PP