Mitä ovat lyhytketjuiset ja pitkäketjuiset polyamidit?
Polyamideja, joiden ketjuissa on alle 10 hiiliatomia, kutsutaan yleisesti lyhytketjuisiksi polyamideiksi (tai lyhytketjuisiksi nailoneiksi), kuten polyamidi 6 (PA6), polyamidi 66 (PA66) ja polyamidi 46 (PA46). Polyamideja, joiden ketjuissa on vähintään 10 hiiliatomia, kutsutaan pitkäketjuisiksi polyamideiksi (tai pitkäketjuisiksi nailoneiksi), kuten polyamidi 610 (PA610), polyamidi 612 (PA612), polyamidi 1012 (PA1012) ja polyamidi 12 (PA12). Koska pitkäketjuisten polyamidien amidisidospitoisuus on pienempi, niiden vedenimeytyminen on vähäisempää, mittapysyvyys parempi ja sitkeys parempi kuin lyhytketjuisten polyamidien.
PA12 Sovellukset ja vaihtoehdot
PA12 on pitkäketjuinen polyamidi, jota käytetään pääasiassa autoteollisuuden komponenteissa, 3D-tulostuksessa, koneissa ja ilmailu- ja avaruusalalla. Autoteollisuuden komponenteissa lasikuituvahvistettua PA12:ta käytetään pääasiassa polttoaineletkujärjestelmissä, autojen haihdutusjärjestelmissä ja pikaliittimissä. Tällä hetkellä PA12:n ja sen modifioitujen materiaalien ruiskuvaluteknologia on pääasiassa ulkomaisten modifiointiyritysten, kuten ranskalaisen Arkeman, saksalaisen Evonikin ja japanilaisen Ube Industriesin, hallussa. Vaikka PA12-hartsia ja sen muunnettuja materiaaleja on tutkittu kotimaassa, Kiinassa ei vielä ole PA12-hartsin teollista tuotantoa. Siksi PA12-materiaalien hinta Kiinassa on edelleen hyvin korkea, joten PA12-vaihtoehtoisten materiaalien tutkimuksella ja kehittämisellä on suuri käytännön merkitys. Lisäksi osittain tai kokonaan biopohjaisista materiaaleista, kuten PA610:stä, PA612:sta ja PA1012:sta, valmistetuilla pitkäketjuisilla polyamideilla on ympäristöetuja verrattuna PA12:een, joka on peräisin uusiutumattomista fossiilisista polttoaineista.
Fuchen Uusi materiaali's Research
Fuchen New Material on verrannut kolmen materiaalin ominaisuuksia: GF30-vahvisteinen PA612, PA1012 ja PA12, joiden kaikkien lasikuitupitoisuus on 30%. He suorittivat myös koetuotantoa autojen polttoaineletkun pikaliittimen muottiin vertaillakseen näiden materiaalien suorituskykyä. Tämä tutkimus tarjoaa perustan PA12/GF30-materiaalien vaihtoehtojen myöhemmälle kehittämiselle käyttäen muita vahvistettuja pitkäketjuisia polyamideja.
Yhteenveto tärkeimmistä kohdista
(1) PA612/GF30-materiaalien vetolujuus, taivutuslujuus ja taivutuskimmomoduuli ovat parhaita, PA1012/GF30-materiaalien jälkeen ja PA12/GF30-materiaalit ovat huonoimpia.Kuitenkin, olipa kyse loven iskunkestävyydestä huoneenlämmössä tai matalassa lämpötilassa, PA1012/GF30-materiaali on paras, PA12/GF30-materiaali on toiseksi paras ja PA612/GF30-materiaali on huonoin.
(2) Materiaalin tiheyden, lämpömuodonmuutoslämpötilan ja sulamispisteen järjestys korkeasta matalaan on: Kolmen GF-vahvisteisen pitkäketjuisen polyamidin kutistumisnopeus on sama ja veden imeytymisnopeus on alhainen, mikä ei ole kovin erilainen, mutta PA1012/GF30-materiaalista ruiskutettujen tuotteiden ulkonäkö on parempi kuin PA612/GF30-materiaalin.
(3) Materiaalin suorituskyvyn ja ruiskuvalutilanteen perusteella PA1012/GF30-materiaali on taloudellisin vaihtoehto PA12/GF30-materiaalille.
Materiaalin valmistelu
Raaka-aineet PA612 ja PA1012 kuivattiin 100 ℃:ssa 4 tunnin ajan, ja kyseiset materiaalit punnittiin hartsimatriisin, GF:n ja antioksidantin massaosuuksien 69,8% ja 30% 0,2%:n suhteen mukaisesti. Hartsi ja antioksidantti lisättiin ensin pystysuoraan sekoittimeen ja sekoitettiin tasaisesti, minkä jälkeen ne lisättiin samansuuntaiseen kaksoiskierteiseen ekstruuderiin. Sulaa ja purista ulos, GF lisätään sivusyötöllä.Sitten ekstrudoidut nauhat jäähdytetään vedellä ja kuivataan hiustenkuivaajalla, ja pelletit rakeistetaan granulaattorilla.Ekstruuderin syöttöosion lämpötila on 230 ~ 250 ℃, sulatusosion lämpötila on 210 ~ 230 ℃, pään osion lämpötila on 230 ~ 250 ℃ ja isäntäruuvin nopeus on 350 ~ 380 r / h.
Kun valmistetut pelletit on kuivattu, valmistetaan ruiskuvalukoneella vakiokierre.Lämpötila on 230～260 ℃, puristus on 80mpa ja aika on 35s.Drop P12 / GF30 100 ℃: ssa 4 tuntia.
Tärkeimmät tulokset
(1) Mekaaniset ominaisuudet
Alla olevassa kuvassa on esitetty GF:n kuvaama voimaa lisäävä suorituskyky.PA612/GF30-materiaalien vetolujuus, taivutuslujuus ja taivutuskimmomoduuli ovat parhaat, seuraavaksi parhaat ovat PA1012/GF30-materiaalit ja huonoin PA12/GF30-materiaalit.PA612/GF30-materiaalin vetolujuus, taivutuslujuus ja taivutuskimmomoduuli ovat 50, 50 MPa ja 1 200 MPa korkeammat kuin PA12/GF30-materiaalin.PA1012/GF30-materiaalin vetolujuus, taivutuslujuus ja taivutuskimmomoduuli ovat 16, 15 MPa ja 400 MPa korkeammat kuin PA12/GF30-materiaalin.Kuitenkin riippumatta siitä, onko kyse loven iskunkestävyydestä huoneenlämmössä vai alhaisessa lämpötilassa, PA1012/GF30-materiaali on paras, PA12/GF30-materiaali on toiseksi paras ja PA612/GF30-materiaali on huonoin.
Taivutuskimmomoduulin vertailu
Taivutuslujuuden vertailu
Notch Impact Strength -vertailu
Vetolujuuden vertailu
GF parantaa eri pitkäketjuisten polyamidien suorituskykyeroja, jotka johtuvat pääasiassa pitkäketjuisten polyamidien erilaisista molekyylirakenteista.Eri pitkäketjuisten polyamidien molekyylirakenne on esitetty alla olevassa kuvassa.Kun amidiryhmän pitoisuus kasvaa, molekyyliketjun symmetria lisääntyy ja kiteisyys lisääntyy, myös lujuus lisääntyy; päinvastoin, kun amidiryhmän pitoisuus vähenee (metyyliryhmän lisääntyminen polyamidin molekyyliketjussa), lujuus vähitellen pienenee ja joustavuus kasvaa.
a—PA12；b—PA1012；c—PA612
(2) Teknisten muovien käytännön soveltamisessa, erityisesti autojen moottorin osien ympäröivissä materiaaleissa, on kiinnitettävä erityistä huomiota materiaalien lämpömuodonmuutoslämpötilaan.Alla olevassa kuvassa on esitetty GF-vahvistettujen eri pitkäketjuisten polyamidien lämpömuodonmuutoslämpötila.Voidaan nähdä, että PA612/GF30-materiaalin korkein lämpömuodonmuutoslämpötila on 185 ℃, seuraavaksi korkein on PA1012/GF30-materiaali, joka on 175 ℃, ja huonoin on PA12/GF30-materiaali, joka on 160 ℃.Tämä voi johtua siitä, että PA612:lla on korkein amidipitoisuus ja suurin kiteisyys, mikä johtaa korkeimpaan lämpömuodonmuutoslämpötilaan.Korkeampi lämpömuodonmuutoslämpötila tarkoittaa, että materiaalia voidaan käyttää autojen osissa, joilla on korkeammat lämpötilavaatimukset.
Lämpömuodonmuutos Lämpötilan vertailu
(3) Todellisten ruiskuvalettujen tuotteiden vertailu
Kun esimerkkinä on auton haihdutusjärjestelmän pikaliitäntäinen ruiskuvalutuote, kolmen GF-vahvistetun pitkäketjuisen polyamidimateriaalin muovauslaatua verrattiin ruiskuvalukoneella. Ruiskuvaluprosessi on esitetty taulukossa 1.Taulukossa 2 on GF-vahvisteisten eri pitkäketjuisten polyamidien ruiskuvalettujen tuotteiden valulaadun todellinen vertailu.Kuten taulukosta 2 voidaan nähdä, PA612/GF30:n ja PA1012/GF30:n mitat täyttävät asiakkaan vaatimukset, mutta PA1012/GF30:n ulkonäkö on parempi kuin PA612/GF30:n. Tämä voi johtua siitä, että PA612/GF30-materiaalin sulamispiste on korkeampi kuin PA1012/GF30:n. Samoissa ruiskuvaluolosuhteissa PA1012/GF30-materiaalin juoksevuus on parempi.Lisäksi PA1012/GF30-materiaalista valmistetut tuotteet ovat 0,1 g painavampia kuin PA12/GF30-materiaalista valmistetut tuotteet, kun taas PA612/GF30-materiaalista valmistetut tuotteet ovat 0,5 g painavampia kuin PA12/GF30-materiaalista valmistetut tuotteet.Materiaalin suorituskyvyn ja todellisen ruiskuvalutilanteen perusteella PA1012/GF30-materiaali on taloudellisin materiaali PA12/GF30:n korvaamiseksi.
Bulgarian
Estonian
Turkish