Az üvegszál erősítésű PA612, PA1012 és PA12 teljesítményének összehasonlítása

Mik a rövid és hosszú láncú poliamidok

A 10-nél kevesebb szénatomot tartalmazó poliamidokat általában rövid szénláncú poliamidoknak (vagy rövid szénláncú nylonoknak) nevezik, mint például a poliamid 6 (PA6), a poliamid 66 (PA66) és a poliamid 46 (PA46). A láncukban 10 vagy több szénatomot tartalmazó poliamidokat hosszú láncú poliamidoknak (vagy hosszú láncú nylonoknak) nevezik, mint például a poliamid 610 (PA610), poliamid 612 (PA612), poliamid 1012 (PA1012) és poliamid 12 (PA12). A hosszú láncú poliamidok alacsonyabb amidkötés-tartalma miatt a rövid láncú poliamidokhoz képest kisebb a vízfelvételük, jobb a méretstabilitásuk és jobb a képlékenységük.

PA12 Alkalmazások és alternatívák

A PA12, egy hosszú láncú poliamid típus, amelyet elsősorban az autóipari alkatrészek, a 3D nyomtatás, a gépek és a repülőgépipar területén használnak. Az autóipari alkatrészekben az üvegszállal (GF) erősített PA12-t elsősorban üzemanyagvezeték-rendszerekben, autóipari párologtatórendszerekben és gyorscsatlakozókban használják. Jelenleg a PA12 és az általa módosított anyagok fröccsöntési technológiája főként a külföldi módosító vállalatok, például a francia Arkema, a német Evonik és a japán Ube Industries birtokában van. Bár a PA12 gyantákkal és módosított anyagaikkal kapcsolatos hazai kutatások folynak, Kínában még nincs PA12 gyanta ipari gyártása. Ezért a PA12 anyagok ára Kínában még mindig nagyon magas, ezért a PA12 alternatív anyagok kutatásának és fejlesztésének jelentős gyakorlati jelentősége van. Emellett a részben vagy teljesen bioalapú anyagokból készült hosszú láncú poliamidok, mint például a PA610, PA612 és PA1012, környezetvédelmi előnyökkel rendelkeznek a PA12-vel szemben, amely nem megújuló fosszilis tüzelőanyagokból származik.

Fuchen Új anyag's Research

A Fuchen New Material három anyag tulajdonságait hasonlította össze: GF30-erősítésű PA612, PA1012 és PA12, mindegyiket 30% üvegszál-tartalommal. Emellett próbagyártást végeztek egy sorozatgyártású autóipari üzemanyagvezeték-gyorscsatlakozó öntőformáján, hogy összehasonlítsák ezen anyagok teljesítményét. Ez a kutatás megalapozza a PA12/GF30 anyagok alternatíváinak későbbi fejlesztését más típusú erősített hosszú láncú poliamidok felhasználásával.

A legfontosabb pontok összefoglalása

(1) A PA612/GF30 anyagok szakítószilárdsága, hajlítószilárdsága és hajlító rugalmassági modulusa a legjobb, ezt követi a PA1012/GF30 anyagok, és a legrosszabb a PA12/GF30 anyagok.Azonban, akár a rovátkoló ütésállóság szobahőmérsékleten, akár alacsony hőmérsékleten, a PA1012/GF30 anyag a legjobb, a PA12/GF30 anyag a második, és a PA612/GF30 anyag a legrosszabb.

(2) Az anyagsűrűség, a hődeformációs hőmérséklet és az olvadáspont sorrendje a magasról az alacsonyra: A három GF-erősített hosszú láncú poliamid zsugorodási sebessége azonos, és a vízfelvétel sebessége alacsony, ami nem sokban különbözik, de a PA1012/GF30 anyagból fröccsöntött termékek megjelenése jobb, mint a PA612/GF30-é.

(3) Az anyag teljesítménye és a fröccsöntési helyzet alapján a PA1012/GF30 anyag a PA12/GF30 anyag leggazdaságosabb alternatívája.

Anyag előkészítés

A PA612 és PA1012 nyersanyagokat 4 órán keresztül 100 ℃-on szárítottuk, és a megfelelő anyagokat a gyanta mátrix, a GF és az antioxidáns tömegfrakciók 69,8% és 30% 0,2% arányának megfelelően mérlegeltük. A gyantát és az antioxidánst először a függőleges keverőbe adtuk és egyenletesen összekevertük, majd a ko-direkcionális kétcsigás extruderbe adtuk. Olvasztás és préselés, GF adunk hozzá oldalsó adagolással.Ezután az extrudált csíkokat vízzel hűtjük és hajszárítóval szárítjuk, és a pelleteket granulátorral granuláljuk.Az extruder adagoló részének hőmérséklete 230 ~ 250 ℃, az olvasztó rész hőmérséklete 210 ~ 230 ℃, a fejrész hőmérséklete 230 ~ 250 ℃, és a gazdasebesség 350 ~ 380r / h. A csavar sebesség 350 ~ 380r / h.

Miután az előkészített pelleteket megszárították, egy szabványos gerincet készítenek fröccsöntő géppel.A hőmérséklet 230～260 ℃, a dekompresszió 80mpa, és az idő 35s.Drop P12/GF30 100 ℃-on 4 órán keresztül.

Főbb eredmények

(1) Mechanikai tulajdonságok

Az alábbi kép a GF által leírt erőnövelő teljesítményt mutatja.A PA612/GF30 anyagok szakítószilárdsága, hajlítószilárdsága és hajlító rugalmassági modulusa a legjobb, ezt követi a PA1012/GF30 anyagok, és a legrosszabb a PA12/GF30 anyagok.A PA612/GF30 anyag szakítószilárdsága, hajlítószilárdsága és hajlító rugalmassági modulusa 50, 50MPa és 1 200 MPa magasabb, mint a PA12/GF30 anyagé.A PA1012/GF30 anyag szakítószilárdsága, hajlítószilárdsága és hajlító rugalmassági modulusa 16, 15 MPa és 400 MPa magasabb, mint a PA12/GF30 anyagé.Akár a rovátkoló ütésállóságot vizsgáljuk szobahőmérsékleten, akár alacsony hőmérsékleten, a PA1012/GF30 anyag a legjobb, a PA12/GF30 anyag a második, a PA612/GF30 pedig a legrosszabb.

Hajlítási rugalmassági modulus összehasonlítása

Hajlítószilárdság összehasonlítás

Bevágási ütésszilárdság összehasonlítása

Szakítószilárdság összehasonlítás

A GF fokozza a különböző hosszú láncú poliamidok teljesítménykülönbségeit, ami elsősorban a hosszú láncú poliamidok eltérő molekulaszerkezetének köszönhető.A különböző hosszú láncú poliamidok molekulaszerkezetét az alábbi ábra mutatja.Ahogy az amidcsoport-tartalom nő, a molekulalánc szimmetriája nő és a kristályosság nő, a szilárdság is nő; ezzel szemben, ahogy az amidcsoport-tartalom csökken (a metilcsoport növekedése a poliamid molekulaláncban), a szilárdság fokozatosan csökken és a megfelelőség nő.

a—PA12；b—PA1012；c—PA612

(2) A műszaki műanyagok gyakorlati alkalmazásában, különösen az autómotorok alkatrészeinek környező anyagai esetében, különös figyelmet kell fordítani az anyagok hődeformációs hőmérsékletére.Az alábbi kép a GF erősített különböző hosszú láncú poliamidok hődeformációs hőmérsékletét mutatja.Látható, hogy a PA612/GF30 anyag legmagasabb hődeformációs hőmérséklete 185 ℃, ezt követi a PA1012/GF30 anyag, amely 175 ℃, és a legrosszabb a PA12/GF30 anyag, amely 160 ℃.Ez annak a ténynek tudható be, hogy a PA612-nek van a legmagasabb amidtartalma és a legnagyobb kristályossága, ami a legmagasabb hődeformációs hőmérsékletet eredményezi.A magasabb hődeformációs hőmérséklet azt jelenti, hogy az anyagot olyan autóalkatrészekben lehet használni, amelyek magasabb hőmérsékleti követelményeket támasztanak.

Hődeformáció Hőmérséklet összehasonlítás

(3) A tényleges fröccsöntött termékek összehasonlítása

Egy autóipari párologtatórendszer gyorscsatlakozó fröccsöntési termékének példáján három GF-erősítésű, hosszú láncú poliamid anyag fröccsöntési minőségét hasonlították össze a fröccsöntőgépen. A fröccsöntési folyamatot az 1. táblázat mutatja.A 2. táblázat a GF-erősítésű különböző hosszú láncú poliamid fröccsöntött termékek fröccsöntési minőségének tényleges összehasonlítását mutatja.Amint a 2. táblázatból látható, a PA612/GF30 és a PA1012/GF30 méretei megfelelnek a vevői követelményeknek, de a PA1012/GF30 megjelenése jobb, mint a PA612/GF30-é.Ennek oka az lehet, hogy a PA612/GF30 anyag olvadáspontja magasabb, mint a PA1012/GF30-é.Ez a PA1012/GF30 olvadáspontjának köszönhető. Azonos fröccsöntési körülmények között a PA1012/GF30 anyag folyékonysága jobb.Ezen kívül a PA1012/GF30 anyagból készült termékek 0,1 g-mal nehezebbek, mint a PA12/GF30 anyagból készült termékek, míg a PA612/GF30 anyagból készült termékek 0,5 g-mal nehezebbek, mint a PA12/GF30 anyagból készült termékek.Az anyag teljesítménye és a tényleges fröccsöntési helyzet alapján a PA1012/GF30 a leggazdaságosabb anyag a PA12/GF30 helyettesítésére.