¿Cuáles son las dificultades en la fabricación de nailon PA66 reforzado con fibra de vidrio?

El nylon PA66 tiene una serie de excelentes propiedades, como alta resistencia mecánica, resistencia química, resistencia al aceite, resistencia al desgaste, autolubricación y facilidad de procesamiento y conformado. Se ha convertido en uno de los plásticos termoplásticos de ingeniería más utilizados dentro y fuera del país.

Por ejemplo, componentes como taladros eléctricos y carcasas de motores, impulsores de bombas, cojinetes, motores diesel y ventiladores de aire acondicionado totalmente de plástico requieren que los materiales de nailon tengan alta resistencia, alta rigidez y alta estabilidad dimensional; debido a la escasa resistencia a bajas temperaturas del nailon, es necesario endurecerlo y modificarlo en este momento; en algunas aplicaciones de exterior, los materiales de nailon deben modificarse para que sean resistentes a la intemperie en entornos de exterior de larga duración, etcétera.

Los materiales de refuerzo utilizados en el nylon PA66 reforzado son principalmente sustancias fibrosas como fibra de vidrio, fibra de carbono y whiskers, y entre ellos, el refuerzo de fibra de vidrio es el más utilizado.La resistencia rígida y la dureza del material pueden mejorarse significativamente mediante el refuerzo de fibra de vidrio, y la estabilidad dimensional y la resistencia al calor del material pueden mejorarse significativamente.

Dado que el nylon PA66 por sí mismo no es lo suficientemente fuerte, su resistencia se incrementa añadiendo fibra 10-30%.En particular, la resistencia de 30% se reconoce como la proporción más adecuada.También se puede aumentar a 40-50%. De acuerdo con los requisitos específicos de los diferentes productos, junto con la fórmula adecuada, puede tener éxito.

 

Proceso de producción de fibra de vidrio reforzada Nylon PA66

En términos generales, existen dos procesos de producción para el nailon reforzado con fibra de vidrio: el método de fibra larga y el método de fibra corta.

El método de fibra larga, es decir, el nailon y otros componentes se añaden a la tolva después de ser premezclados, mientras que la fibra de vidrio se hace girar desde la entrada de la fibra de vidrio a través del tornillo para introducirla en el tornillo, y luego se mezcla con la resina de nailon.

PA66 Nylon de Método de Fibra Larga

El método de fibra cortada consiste en forzar la fibra de vidrio cortada hacia el barril a través de la alimentación lateral, y luego mezclarla con nailon.

método de fibra cortada

Factores que afectan al rendimiento del nailon PA66 reforzado con fibra de vidrio

En primer lugar, la unión interfacial entre la fibra de vidrio y la resina de nylon PA66 tiene la influencia más importante en el nylon reforzado con fibra de vidrio.Si la combinación entre los dos no es buena, el efecto de refuerzo se reducirá en gran medida.En este momento, el tratamiento superficial de la fibra de vidrio es particularmente importante.Hoy en día, los fabricantes de fibra de vidrio han sido capaces de producir modelos de fibra de vidrio con diferentes tratamientos superficiales para diferentes materiales para su uso por los fabricantes de plásticos modificados, siempre y cuando se seleccionen adecuadamente.
 
En segundo lugar, la longitud de la fibra de vidrio en el material de nailon PA66 es otro factor importante que afecta a su rendimiento. En términos generales, ya se trate de la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión y el módulo, o la resistencia al impacto de muesca, las fibras de vidrio largas son mejores que las fibras de vidrio cortas.
 
Al mismo tiempo, no se puede ignorar la dispersión de la fibra de vidrio en el material.La dispersión de la fibra de vidrio depende principalmente del efecto de cizallamiento adecuado de los tornillos gemelos y del efecto de amasado del material, que implica la combinación y la velocidad de los tornillos.La elección de la velocidad de los tornillos está relacionada con el contenido de aditivos como la fibra de vidrio en la fórmula.Para el nailon reforzado con retardante de llama, dado que el retardante de llama se ha descompuesto térmicamente, es adecuada una velocidad baja.
 
Además, la temperatura de procesamiento, el diámetro de la fibra de vidrio y el tipo de fibra de vidrio también afectarán al rendimiento final del material, por lo que no los repetiremos aquí.
 

El nylon PA66 reforzado con fibra de vidrio envejece con el calor y el oxígeno durante su procesamiento

 
La fibra de vidrio es fácil de apretar y frotar contra el material de nylon PA66, el tornillo y la pared interior del barril en el barril de una extrusora de doble husillo, y produce mucho calor por fricción, lo que a menudo hace que la temperatura real del material en el barril de la extrusora sea mucho más alta que la temperatura indicada de la extrusora. Una temperatura tan elevada puede provocar fácilmente el envejecimiento térmico y por oxígeno y la degradación del nailon 66, y las propiedades mecánicas de los materiales compuestos se reducen. La siguiente tabla muestra los efectos de diferentes sistemas antioxidantes en las propiedades mecánicas iniciales de los materiales compuestos de nylon 66 reforzados con fibra de vidrio.
PA66 Nylon Diferentes datos

De los datos de la tabla se desprende que la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión y la resistencia al impacto de entalla de las muestras 1# sin antioxidantes añadidos son inferiores a las propiedades correspondientes de las muestras 2# y 3#, lo que demuestra que la adición de antioxidantes puede bloquear eficazmente el envejecimiento térmico por oxígeno y la degradación del nailon 66 durante el procesado, y mejorar significativamente las propiedades mecánicas de los materiales compuestos.

Vidrio Fiber Enhances the Fluidez de PA66 Nylon

La fluidez del nylon reforzado con fibra de vidrio es pobre, y es propenso a problemas como alta presión de inyección, alta temperatura de inyección, inyección insatisfactoria, y mala calidad de la superficie durante el proceso de moldeo por inyección, lo que afecta seriamente a la apariencia del producto y conduce a una alta tasa de defectos del producto.Especialmente en el proceso de producción de productos moldeados por inyección, los lubricantes no se pueden añadir directamente para resolver el problema, y sólo se pueden mejorar en las materias primas. En general, esto requiere la adición de ingredientes lubricantes a la fórmula modificada.

Resistencia a High Temperatura y Xxígeno Aging de Glass Fiber Reinforced PA66 Nylon

En algunos campos de aplicación, como los rodamientos y los ventiladores de motores diésel, el nailon reforzado con fibra de vidrio se enfrenta a menudo al problema del envejecimiento térmico por oxígeno a largo plazo y a altas temperaturas. Se pueden obtener mejores resultados añadiendo aditivos adecuados contra el envejecimiento térmico y por oxígeno al material compuesto de nailon reforzado con fibra de vidrio. Siga la imagen de arriba.

Mantenimiento de la resistencia a la tracción

Después de envejecer las tres muestras 1000 horas con oxígeno térmico, el índice de retención de la resistencia a la tracción de la muestra 1# (sin antioxidante) fue de 58,0%, el índice de retención de la resistencia a la tracción de la muestra 2# (sistema antioxidante generalmente utilizado) fue de 77,4% y el rendimiento correspondiente de la muestra 3# (sistema antioxidante mejorado) fue de 88,0%.Se puede observar que un sistema antioxidante adecuado puede retrasar eficazmente el envejecimiento térmico por oxígeno y la degradación del nailon reforzado con fibra de vidrio, para ejercer un mejor efecto de protección contra el envejecimiento térmico por oxígeno a alta temperatura.

Resistencia a la intemperie del nailon PA66 reforzado con fibra de vidrio

El nylon PA66 se ve afectado por condiciones externas como la luz solar, los cambios de temperatura, el viento y la lluvia, etc., y experimentará una serie de fenómenos de envejecimiento como desvanecimiento, decoloración, agrietamiento, caleo y disminución de la resistencia. Entre ellos, la luz ultravioleta es el factor clave que favorece el envejecimiento. En la actualidad, el nailon resistente a la intemperie es principalmente un producto negro, es decir, su resistencia a la intemperie se resuelve añadiendo al nailon negro de humo y otros aditivos que absorben los rayos ultravioleta.Sin embargo, además de los productos negros, el nailon natural o de color claro suele tener problemas de envejecimiento cuando se utiliza en exteriores, principalmente debido al amarilleamiento de las piezas.

PA66 Fibra de vidrio

Aplicación del nailon con diferentes proporciones de fibra

1.Productos reforzados con fibra de vidrio de alta resistencia.

El material de nailon reforzado con una proporción de adición de fibra de vidrio de 40-50% es adecuado principalmente para la fabricación de engranajes de alta resistencia y piezas de alta resistencia de equipos profesionales.

Varios engranajes de precisión

Varios engranajes de precisión

2. Productos reforzados con fibra de vidrio de resistencia media.

El material de nailon reforzado con una proporción de adición de fibra de vidrio de 25-35% es adecuado principalmente para la fabricación de piezas de resistencia media, como piezas de automóviles, carcasas de herramientas eléctricas, palas eléctricas, ruedas de viento, vajillas, juguetes, etc.
 
Aplicación 1: Piezas de automóvil
Los materiales PA66+GF para automoción pueden utilizarse en tubos de admisión de motores, cubiertas de motores, chasis de automóviles, aspas de ventiladores de motores, condensadores de evaporadores de aire acondicionado de automóviles, etc.
1) Inicie el tubo de admisión PA66+30%GF, resistencia a la temperatura a largo plazo de 140℃ durante más de 2000 horas.
2) Guardabarros de chasis de automóvil, álabes de ventilador de motor PA66+30%GF, requieren excelente tenacidad y resistencia, así como baja deformación y estabilidad dimensional.
3) Los evaporadores de aire acondicionado de automóviles necesitan buena deformación, resistencia al calor a largo plazo, resistencia a la hidrólisis, alta estabilidad dimensional, alta resistencia y tenacidad, PA66+15% GF+10% talco.
Recambios para automóviles
Aplicación 2: Conectores diversos para accesorios electrónicos
 
Se trata de PA66+35% GF retardante de llama sin halógenos, que se utiliza en diversos conectores electrónicos.Los conectores electrónicos necesitan tener alta fluidez, estabilidad dimensional, buenas propiedades eléctricas, y algunos también necesitan propiedades retardantes de llama. En la actualidad, sólo los materiales modificados pueden sustituirlos por completo.
Conector electrónico
Aplicación 3: Varios álabes e impulsores de ventilador de alta potencia
Material PA66+30% GF modificado de alto acero, alta tenacidad, bajo alabeo, resistencia a la fluencia, resistencia a la hidrólisis.
Aspa del ventilador

Aplicación4: Utensilios de cocina:
Resistencia a altas temperaturas, grado alimentario, alta fluidez, mejorado, PA66+30%GF.

Batería de cocina

Aplicación 5: Campo de juego
Los soportes de armas de juguete, las hélices de drones y los soportes de motor suelen utilizar plásticos modificados de resistencia media y alta, PA66+30% GF y fibra de carbono PA66+30%.

3. Productos reforzados con fibra de vidrio de baja resistencia

El material de nailon reforzado con una proporción de adición de fibra de vidrio de 10-20% es adecuado principalmente para la fabricación de conectores, interruptores táctiles, equipos médicos y otras piezas de productos electrónicos y eléctricos.

Aplicación: Equipamiento médico
El material de nailon tiene una resistencia mecánica y un tacto agradable a la piel que los materiales ordinarios no tienen, mientras que los equipos médicos, los dispositivos de corrección del pie caído, las sillas de ruedas de rehabilitación y las camas de enfermería médica suelen requerir piezas con cierta capacidad de carga, por lo que generalmente se selecciona PA66+15%GF.
Instrumental médico
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