PA— 聚酰胺、也称尼龙,是一大类酰胺型聚合物的统称。尼龙产品是注塑加工中常见的材料。PA 具有良好的机械性能,韧性好、抗冲击、耐磨、自润滑、阻燃、绝缘等特点,所以被广泛用于汽车、机械、电子、仪表、化工等多个领域,如齿轮、滑轮、轴承、叶轮、衬套、容器、刷子、拉链等。
PA6 、 PA66 、 PA46 都属脂肪族聚酰胺,是线性聚合物,其分子结构中有极强极性的酰胺基,所以具有高度的结晶能力。今天济南凯明塑业有限公司小编为大家讲解下尼龙制品。 PA 制品的性能依赖于其结晶形态及结晶度。而加工条件对结晶形态和结晶度有影响,加工条件不同, PA 制品的结晶变化可达 40% ,制品冷却慢,结晶度高,且形成较大尺寸的结晶形态。吸水性对其结晶度也有影响。
另外, PA 在加工过程中由于流动、剪切作用会产生一定程度的取向,导致制品性能的各向异性,沿取向方向的强度优于非取向方向,取向也有利于结晶过程的进行,在模具设计时要考虑这个因素。
PA 的性能
? 物理性能
无味、不霉烂、外观为半透明或透明,乳白色或淡黄色,密度 1.04-1.36 ,燃烧时放出特殊的蛋白味,火焰为蓝色上端呈黄色。
? 机械性能
刚韧性好,耐反复冲击震动,使用温度为 – 40-100 ℃,耐摩擦、 耐磨耗、自润滑,但抗蠕变性差,尺寸稳定性较差,可以通过加入玻璃纤维增强或与其他材料共混来克服此缺点。
? 耐化学品性能及耐候性
PA 的有机溶剂很少,乃化学性能良好, PA 的有机溶剂是甲酸、酚类化合物。不同浓度的无机酸、碱、盐均可导致 PA 溶胀、溶解或水解。在不受阳光照射的条件下,其耐老化性能良好,但在热作用、光照、辐射条件下老化快、制品变色、性能下降。
? 加工性能
易吸湿,成型前必须进行干燥。
熔点高,熔限窄,熔点分别为: PA6 : 215 ℃ , PA66:255℃ , PA46:290℃。PA熔体粘度具有较高的温度敏感和剪切敏感,熔体粘度低,流动性好。
PA熔融状态的热稳定性较差,高温下易分解。熔体的冷却速度对制品的结构和性能有明显的影响。成型过程伴随结晶产生,收缩率大。
由于 PA 具有韧性、自润滑性、进料困难、剪切生热大、熔点高、熔融速度快、易分解等特点。要求螺杆具备压缩排气集中,吃料能力强,驱动力大,耐磨性好。因此, PA 注塑加工的塑化系统为:螺杆的加料段较长,加料段的螺槽较深,压缩段、均化段较短,机筒加料段处拉槽,加大油马达的功率,螺杆带有高效的止逆环。
? 射嘴
由于 PA 在熔融状态下粘度低,流动性好,机筒内也不可避免留有部分残余压力,如果采用开放式射嘴,开模取出制品时熔体会从射嘴处流出(即流涎现象),既浪费材料又影响正常生产,故需采用自锁式射嘴,常用弹簧针阀式射嘴。
? 产品造性与模具设计
? 壁厚在保证制品性能的前提下,尽可能取小值,制品越厚,收缩越大,强度不够,可以增加加强筋。
? 制品收缩率大,易脱模,脱模斜度为 40 ′ -1゜40′。
? 流道与浇口
流道直径Ф 3-6 mm,浇口直径为壁厚的2/3-3/4。但不得小于0.8mm。浇口太小会使熔体剪切过热而降解,影响制品性能。
? 嵌件
尼龙的热膨胀系数比钢大9-10倍,比铝大4-5倍,金属嵌件妨碍尼龙的收缩,产生较大的应力,可能引起开裂,要求嵌件周围的厚度不小于嵌件金属的直径尺寸。
? 排气
PA 的粘度小,高压注射下,充模快,如果气体不能及时排出,制品容易产生气泡、灼伤等缺陷,模具必须开设排气孔或排气槽,一般开在浇口的对面,排气孔直径为Ф1.5-1mm,排气槽深度小于0.03 mm。
成型工艺
1、原材料的准备
因 PA 易吸湿,吸湿后对加工过程有影响,如熔体粘度下降,制品表面有气泡、银纹等。而且制品的力学性能也明显下降。因此,成型前必须进行干燥处理。又 PA 在高温下易被氧化而变色和降解,所以,最好采用真空干燥,但在没有真空干燥条件下,也可采用常压热风干燥。真空干燥温度为 85-95 ℃,时间4-6H,热风干燥为:温度:90-100℃,时间8-10H,干燥后的PA 料不宜长时间放置在空气中(不超过1-3H)。
成型温度
机筒温度的选择,以 PA 的熔点为主要依据,同时与注塑机的类型、制品的形状、、尺寸有关。一般在 220-320 ℃, PA6:220-300℃; PA66:260-320℃,因PA 的加工温度较窄,故机筒温度必须严格控制,以免熔料降解而使制品变坏。
机筒温度的设置对塑料的塑化和熔胶的快慢影响较大,机筒的中段温度要高于熔点 20--40 ℃、低于分解温度 20-30℃,前段温度比中段温度低5-10℃,后段(加料段)温度比中段温度低20-50℃;加料口处冷却必须有效;如果中段温度太低,螺杆转速过快,可能会出现卡※现象,后段温度过高,会影响输送能力,螺杆吃料慢,影响生产效率。
尼龙产品注塑加工中常见缺陷与解决方法缺陷
缺陷
原因
解决方法
1 、填充不足
1 、注射压力不足
2 、注射速度慢
3 、熔料温度低
4 、排气不良
5 、浇口过小
6 、过胶圈磨损
1 、提高注射压力
2 、提高注射速度
3 、提高机筒温度 ,
4 、在未填满的部位加排气孔
5 、扩大浇口尺寸或缩短浇口流道的距离
6 、检查过胶圈的磨损程度,更换
2 、表面无光泽
1 、制品密度不足
2 、填充速度慢
3 、模具温度低
4 、排气不良
1 、增加熔胶量,提高注射压力
2 、提高机筒温度,提高注射速度
3 、提高模具温度
4 、充分排气
3 、变色
? 熔料温度过高
? 注射速度过快
? 浇口过小
? 模具排气不良
? 降低机筒温度、螺杆转速、背压
? 降低注射速度和注射压力
? 扩大浇口尺寸
? 开设或增加排气孔、槽
4 、银纹
干燥不足
? 熔料温度过高
? 注射速度过快
? 材料中有杂质
? 加强干燥,加长干燥时间或采用真空干燥
? 降低机筒温度、螺杆转速
? 降低注射速度和注射压力
? 检查材料中有无杂质
? 适当增加背压
5 、熔合纹
1 、熔料充模后冷却快引起
2 、浇口位置开设不当
1 、提高注射压力 、 速度 、 机筒温度 、 模具温度
2 、更改浇口位置,使熔合纹出现在不受负荷或不显著的部位;开设冷料井,使熔合纹处的冷料排出
6 、翘曲
1 、制品冷却不均匀
2 、制品壁厚不均匀
3 、填充过度
4 、注射速度过快
1 、调整模具的温度控制,使其冷却均匀
2 、产品的设计尽量使其壁厚均匀
3 、降低注射压力和保压压力
4 、降低注射速度
7 、收缩 、 凹陷
? 制品密度不足
? 熔料含有气体
? 制品壁厚过厚
? 热收缩大
1 、增加熔胶量,提高注射压力,延长注射时间
2 、充分干燥材料
3 、制品厚度不要超过 7—10MM
4 、降低机筒温度及模具温度
8 、内部裂纹
1 、制品冷却过快
2 、残余应力
1 、提高模具温度,制品取出后浸入热水或放入烘箱中缓慢冷却
2 、降低注射速度,提高模具温度
9 、烧焦
1 、排气不良
2 、熔料温度过高
1 、增加排气孔
2 、降低机筒温度 、 注射速度
3 、加大浇口
10 、脱模困难 、 顶出破裂
1 、模具的脱模锥度不足,表面光洁度不足
2、 脱模顶针的位置不当或直径过小
1 、加大脱模锥度,模具表面抛光
2 、增加顶针数量或加大顶针直径
3 、延长冷却时间,降低机筒温度 、 模具温度
11 、下料困难或不下料
? 机筒温度设置不当
? 机筒下料口处冷却不足
? 螺杆、机筒设计不当
? 料斗、下料口堵塞
适当提高机筒中段温度、降低后段温度
? 检查冷却水管有无堵塞
? 螺杆的加料段较长、螺槽较深、该处机筒拉槽
? 检查材料中有无尺寸较长的再生料、再生料的使用比例过大。