Klaaskiuga tugevdatud PA612, PA1012 ja PA12 tulemuslikkuse võrdlus

Mis on lühikese ja pika ahelaga polüamiidid

Polüamiide, mille ahelates on vähem kui 10 süsinikuaatomit, nimetatakse üldiselt lühikese ahelaga polüamiidideks (või lühikese ahelaga nailonideks), näiteks polüamiid 6 (PA6), polüamiid 66 (PA66) ja polüamiid 46 (PA46). Polüamiide, mille ahelates on 10 või rohkem süsinikuaatomeid, nimetatakse pikaahelalisteks polüamiididideks (või pikaahelalisteks nailonideks), näiteks polüamiid 610 (PA610), polüamiid 612 (PA612), polüamiid 1012 (PA1012) ja polüamiid 12 (PA12). Pikaahelaliste polüamiidide väiksema amiidsidemete sisalduse tõttu on neil väiksem veeimavus, parem mõõtmete stabiilsus ja parem painduvus võrreldes lühikese ahelaga polüamiididega.

PA12 Rakendused ja alternatiivid

PA12 on pika ahelaga polüamiid, mida kasutatakse peamiselt autoosades, 3D-printimises, masinates ja lennunduses. Autokomponentides kasutatakse klaaskiuga tugevdatud PA12 peamiselt kütusetorustikusüsteemides, autode aurustussüsteemides ja kiirühendustes. Praegu on PA12 ja selle modifitseeritud materjalide survevalu tehnoloogia peamiselt välismaiste modifikatsiooniettevõtete, näiteks Arkema Prantsusmaal, Evonik Saksamaal ja Ube Industries Jaapanis, valduses. Kuigi PA12-vaigude ja nende modifitseeritud materjalide kohta on tehtud kodumaiseid teadusuuringuid, ei ole Hiinas veel PA12-vaiku tööstuslikult toodetud. Seetõttu on PA12 materjalide hind Hiinas endiselt väga kõrge, mistõttu PA12 alternatiivsete materjalide uurimisel ja arendamisel on märkimisväärne praktiline tähtsus. Lisaks on osaliselt või täielikult biopõhistest materjalidest valmistatud pikaahelalistel polüamiididel, nagu PA610, PA612 ja PA1012, keskkonnaalased eelised võrreldes PA12-ga, mis on saadud taastumatutest fossiilkütustest.

Fuchen Uus materjal's Research

Fuchen New Material on võrrelnud kolme materjali omadusi: GF30-ga tugevdatud PA612, PA1012 ja PA12, mille klaaskiudude sisaldus on 30%. Samuti viisid nad nende materjalide omaduste võrdlemiseks läbi proovitootmise autotööstuse kütusetorustiku kiirliitmiku vormil. See uuring annab aluse PA12/GF30 materjalidele alternatiivide hilisemaks väljatöötamiseks, kasutades muud tüüpi tugevdatud pikaahelalisi polüamiide.

Põhipunktide kokkuvõte

(1) PA612/GF30 materjalide tõmbetugevus, paindetugevus ja paindevõimemoodul on parimad, seejärel PA1012/GF30 materjalid ja halvim on PA12/GF30 materjalid.Kuid olenemata sellest, kas see on lõhe löögitugevus toatemperatuuril või madalal temperatuuril, on PA1012/GF30 materjal parim, PA12/GF30 materjal on teine ja PA612/GF30 materjal on halvim.

(2) Materjali tiheduse, termilise deformatsioonitemperatuuri ja sulamistemperatuuri järjekord kõrgelt madalale on: Kolme GF-armeeritud pika ahelaga polüamiidi kahanemise määr on sama ja veeimavuse määr on madal, mis ei erine palju, kuid PA1012/GF30 materjalist süstitud toodete välimus on parem kui PA612/GF30.

(3) Materjali jõudluse ja süstevalu olukorra põhjal on PA1012/GF30 materjal kõige ökonoomsem alternatiiv PA12/GF30 materjalile.

Materjali ettevalmistamine

Toorained PA612 ja PA1012 kuivatati 100 ℃ juures 4 tundi ja asjaomased materjalid kaaluti vastavalt vaigumassi, GF ja antioksüdandi massiosade suhtele 69,8% ja 30% 0,2%. Vaik ja antioksüdant lisati kõigepealt vertikaalsesse segistisse ja segati ühtlaselt ning seejärel lisati ühesuunalise kahesuunalise kruviga ekstruderisse. Sulatatakse ja pigistatakse välja, GF lisatakse külgsöötmise teel. seejärel jahutatakse ekstrudeeritud ribad veega ja kuivatatakse fööniga ning graanulid granuleeritakse granulaatoriga. ekstruuderi söötmisosa temperatuur on 230 ~ 250 ℃, sulatussektsiooni temperatuur on 210 ~ 230 ℃, peaosa temperatuur on 230 ~ 250 ℃ ja peremees kruvi kiirus on 350 ~ 380r/h.

Pärast ettevalmistatud graanulide kuivatamist valmistatakse standardne spline süstevalu masinaga.Temperatuur on 230～260 ℃, dekompressioon on 80mpa ja aeg on 35s.Drop P12/GF30 100 ℃ juures 4 tundi.

Peamised tulemused

(1) Mehaanilised omadused

Allpool olev pilt näitab jõudu suurendavat jõudlust, mida kirjeldab GF.PA612/GF30 materjalide tõmbetugevus, paindetugevus ja paindevõimemoodul on parimad, seejärel PA1012/GF30 materjalid ja halvimad on PA12/GF30 materjalid.PA612/GF30 materjali tõmbetugevus, paindetugevus ja paindevõimemoodul on vastavalt 50, 50MPa ja 1 200 MPa suuremad kui PA12/GF30 materjalil.PA1012/GF30 materjali tõmbetugevus, paindetugevus ja paindevõimemoodul on vastavalt 16, 15 MPa ja 400 MPa suuremad kui PA12/GF30 materjalil.Kuid nii toatemperatuuril kui ka madalal temperatuuril on PA1012/GF30 materjal parim, PA12/GF30 materjal on teine ja PA612/GF30 materjal on halvim.

Painutuselastsusmooduli võrdlus

Paindetugevuse võrdlus

Lõike löögitugevuse võrdlus

Tõmbetugevuse võrdlus

GF suurendab erinevate pikaahelaliste polüamiidide jõudluse erinevusi, mis on peamiselt tingitud pikaahelaliste polüamiidide erinevast molekulaarstruktuurist.Erinevate pikaahelaliste polüamiidide molekulaarstruktuur on näidatud alljärgneval joonisel.Kui amiidrühma sisaldus suureneb, suureneb molekuliahela sümmeetria ja kristallilisus, suureneb ka tugevus; vastupidi, kui amiidrühma sisaldus väheneb (metüülrühma suurenemine polüamiidi molekuliahelas), väheneb järk-järgult tugevus ja suureneb vastavus.

a—PA12；b—PA1012；c—PA612

(2) Tehniliste plastide praktilisel kasutamisel, eriti automootori osade ümbritsevate materjalide puhul, tuleb erilist tähelepanu pöörata materjalide termilisele deformatsioonitemperatuurile.Allpool olev pilt näitab GF tugevdatud erinevate pika ahelaga polüamiidide termilist deformatsioonitemperatuuri.On näha, et PA612/GF30 materjali kõrgeim termiline deformatsioonitemperatuur on 185 ℃, sellele järgneb PA1012/GF30 materjal, mis on 175 ℃, ja kõige halvem on PA12/GF30 materjal, mis on 160 ℃.See võib olla tingitud asjaolust, et PA612-l on suurim amiidide sisaldus ja suurim kristallilisus, mille tulemuseks on kõrgeim termiline deformatsioonitemperatuur.Kõrgem termiline deformatsioonitemperatuur tähendab, et seda materjali saab kasutada autoosades, mille temperatuurinõuded on kõrgemad.

Termilise deformatsiooni temperatuuri võrdlus

(3) Tegelike survevormitud toodete võrdlus

Võttes näiteks autode aurustussüsteemi kiirühendusega süstevalu toote, võrreldi kolme GF-võimendatud pika ahelaga polüamiidmaterjali vormimise kvaliteeti süstevalu masinal. Tabelis 1 on näidatud süstevalu protsess.Tabelis 2 on näidatud erinevate GF-ga tugevdatud pika ahelaga polüamiidist süstevalu toodete tegelik võrdlus.Nagu tabelist 2 näha, vastavad PA612/GF30 ja PA1012/GF30 mõõtmed kliendi nõuetele, kuid PA1012/GF30 välimus on parem kui PA612/GF30.See võib olla tingitud asjaolust, et PA612/GF30 materjali sulamistemperatuur on kõrgem kui PA1012/GF30 oma. PA1012/GF30 materjali voolavus on samades pritsimistingimustes parem.Lisaks on PA1012/GF30 valmistatud tooted 0,1 g raskemad kui PA12/GF30 tooted, samas kui PA612/GF30 tooted on 0,5 g raskemad kui PA12/GF30 tooted.Materjali omaduste ja tegeliku pritsimisolukorra järgi otsustades on PA1012/GF30 kõige ökonoomsem materjal PA12/GF30 asendamiseks.