Stiklo pluoštu armuotų PA612, PA1012 ir PA12 charakteristikų palyginimas

Kas yra trumpos ir ilgos grandinės poliamidai

Poliamidai, kurių grandinėse yra mažiau kaip 10 anglies atomų, paprastai vadinami trumpos grandinės poliamidais (arba trumpos grandinės nailonais), pavyzdžiui, poliamidas 6 (PA6), poliamidas 66 (PA66) ir poliamidas 46 (PA46). Poliamidai, kurių grandinėse yra 10 ar daugiau anglies atomų, vadinami ilgos grandinės poliamidais (arba ilgos grandinės nailonais), pavyzdžiui, poliamidas 610 (PA610), poliamidas 612 (PA612), poliamidas 1012 (PA1012) ir poliamidas 12 (PA12). Dėl mažesnio amidinių jungčių kiekio ilgos grandinės poliamiduose jie pasižymi mažesniu vandens įgeriamumu, geresniu matmenų stabilumu ir didesniu plastiškumu, palyginti su trumpos grandinės poliamidais.

PA12 Programos ir alternatyvos

PA12 - ilgos grandinės poliamido rūšis - daugiausia naudojamas automobilių komponentams, 3D spausdinimui, mašinoms ir kosminėje erdvėje. Automobilių komponentų gamyboje stiklo pluoštu (GF) sustiprintas PA12 daugiausia naudojamas degalų tiekimo linijų sistemose, automobilių garinimo sistemose ir greitosiose jungtyse. Šiuo metu PA12 ir jo modifikuotų medžiagų injekcinio liejimo technologiją daugiausia valdo užsienio modifikavimo bendrovės, pavyzdžiui, Prancūzijos "Arkema", Vokietijos "Evonik" ir Japonijos "Ube Industries". Nors šalyje atliekami PA12 dervų ir jų modifikuotų medžiagų moksliniai tyrimai, pramoninės PA12 dervų gamybos Kinijoje dar nėra. Todėl PA12 medžiagų kaina Kinijoje vis dar labai didelė, todėl PA12 alternatyvių medžiagų moksliniai tyrimai ir kūrimas turi didelę praktinę reikšmę. Be to, ilgos grandinės poliamidai, pagaminti iš iš dalies arba visiškai biologinių medžiagų, pavyzdžiui, PA610, PA612 ir PA1012, turi aplinkosauginių privalumų, palyginti su PA12, kuri gaunama iš neatsinaujinančio iškastinio kuro.

Fuchen Nauja medžiaga"tyrimai

"Fuchen New Material" palygino trijų medžiagų savybes: PA612, PA1012 ir PA12, sustiprintų GF30, kurių stiklo pluošto kiekis yra 30%. Jie taip pat atliko bandomąją gamybą masinės gamybos automobilių degalų tiekimo linijos greitosios jungties formoje, kad palygintų šių medžiagų savybes. Šie tyrimai suteikia pagrindą vėliau kurti PA12/GF30 medžiagų alternatyvas, naudojant kitų tipų sustiprintus ilgos grandinės poliamidus.

Pagrindinių punktų santrauka

(1) PA612/GF30 medžiagų tempiamasis stipris, lenkimo stipris ir lenkimo tamprumo modulis yra geriausi, po to seka PA1012/GF30 medžiagos, o blogiausias - PA12/GF30 medžiagos.Tačiau, ar tai būtų įpjovos smūginis stipris kambario temperatūroje, ar žemoje temperatūroje, PA1012/GF30 medžiaga yra geriausia, PA12/GF30 medžiaga yra antra, o PA612/GF30 medžiaga yra blogiausia.

(2) Medžiagos tankio, šiluminės deformacijos temperatūros ir lydymosi temperatūros eiliškumas nuo didelio iki mažo yra toks: PA612/GF30, PA1012/GF30, PA12/GF30. trijų GF sustiprintų ilgagrandinių poliamidų susitraukimo greitis yra toks pat, o vandens absorbcijos greitis yra mažas, todėl skiriasi nedaug, tačiau gaminių, pagamintų iš PA1012/GF30 medžiagos, išvaizda yra geresnė nei PA612/GF30.

(3) Atsižvelgiant į medžiagos eksploatacines savybes ir liejimo situaciją, PA1012/GF30 medžiaga yra ekonomiškiausia alternatyva PA12/GF30 medžiagai.

Medžiagos paruošimas

Žaliavos PA612 ir PA1012 buvo džiovinamos 4 val. 100 ℃ temperatūroje, o atitinkamos medžiagos buvo pasvertos pagal dervos matricos, GF ir antioksidanto masės dalių santykį, atitinkamai 69,8% ir 30% 0,2%. Pirmiausia derva ir antioksidantas buvo supilti į vertikalų maišytuvą ir tolygiai išmaišyti, o tada supilti į vienakryptį dviejų sraigtų ekstruderį. Išlydyta ir išspausta, GF pridėta šoniniu padavimu.Tada ekstruzijos juostelės atvėsintos vandeniu ir išdžiovintos plaukų džiovintuvu, o granulės granuliuotos granuliatoriumi.Ekstruderio padavimo sekcijos temperatūra yra 230 ~ 250 ℃, lydymo sekcijos temperatūra yra 210 ~ 230 ℃, galvutės sekcijos temperatūra yra 230 ~ 250 ℃, o šeimininko sraigto greitis yra 350 ~ 380 aps/min.

Po to, kai paruoštos granulės išdžiovinamos, standartinis splaisingas paruošiamas įpurškimo mašina.Temperatūra 230～260 ℃, dekompresija 80mpa, o laikas 35s.Drop P12/GF30 100 ℃ temperatūroje 4 valandas.

Pagrindiniai rezultatai

(1) Mechaninės savybės

Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas jėgos didinimo efektyvumas, apibūdintas GF.PA612/GF30 medžiagų tempimo stipris, lenkimo stipris ir lenkimo tamprumo modulis yra geriausi, po to seka PA1012/GF30 medžiagos, o blogiausias - PA12/GF30 medžiagos.PA612/GF30 medžiagos tempimo stipris, lenkimo stipris ir lenkimo tamprumo modulis yra atitinkamai 50, 50 MPa ir 1 200 MPa didesni nei PA12/GF30 medžiagos.PA1012/GF30 medžiagos tempiamasis stipris, lenkimo stipris ir lenkimo tamprumo modulis yra atitinkamai 16, 15 MPa ir 400 MPa didesni nei PA12/GF30 medžiagos.Tačiau, nepaisant to, ar tai būtų įpjovos smūginis stipris kambario temperatūroje, ar žemoje temperatūroje, PA1012/GF30 medžiaga yra geriausia, PA12/GF30 medžiaga - antra, o PA612/GF30 - blogiausia.

Lenkimo tamprumo modulio palyginimas

Lenkimo stiprumo palyginimas

Įpjovos smūgio stiprumo palyginimas

Tempimo stiprumo palyginimas

GF didina skirtingų ilgos grandinės poliamidų eksploatacinių savybių skirtumus daugiausia dėl skirtingų ilgos grandinės poliamidų molekulinių struktūrų.Skirtingų ilgos grandinės poliamidų molekulinė struktūra parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje.Didėjant amido grupės kiekiui, didėja molekulinės grandinės simetrija ir kristališkumas, taip pat didėja jos stiprumas; priešingai, mažėjant amido grupės kiekiui (didėjant metilo grupės kiekiui poliamido molekulinėje grandinėje), stiprumas palaipsniui mažėja, o atsparumas didėja.

a—PA12；b—PA1012；c—PA612

(2) Praktiškai taikant inžinerinius plastikus, ypač automobilių variklių detalių aplinkines medžiagas, ypatingą dėmesį reikia skirti medžiagų terminės deformacijos temperatūrai.Toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta įvairių ilga grandine sutvirtintų poliamidų GF terminės deformacijos temperatūra.Matyti, kad aukščiausia PA612/GF30 medžiagos terminės deformacijos temperatūra yra 185 ℃, po to seka PA1012/GF30 medžiaga, kuri yra 175 ℃, o prasčiausia yra PA12/GF30 medžiaga, kuri yra 160 ℃. Tai gali būti dėl to, kad PA612 medžiagoje yra didžiausias amidų kiekis ir didžiausias kristalingumas, todėl jos terminės deformacijos temperatūra yra aukščiausia.Aukštesnė terminės deformacijos temperatūra reiškia, kad medžiaga gali būti naudojama automobilių detalėms, kurioms keliami aukštesni temperatūros reikalavimai.

Terminės deformacijos temperatūros palyginimas

(3) Faktinių įpurškiamų gaminių palyginimas

Kaip pavyzdį imant automobilių garinimo sistemos greitojo sujungimo liejimo gaminį, buvo lyginama trijų GF sustiprintų ilgų grandinių poliamido medžiagų liejimo kokybė liejimo mašinoje. Injekcinio liejimo procesas parodytas 1 lentelėje.2 lentelėje pateiktas faktinis GF sutvirtintų skirtingų ilgos grandinės poliamidų injekcinių gaminių liejimo kokybės palyginimas.Kaip matyti iš 2 lentelės, PA612/GF30 ir PA1012/GF30 matmenys atitinka kliento reikalavimus, tačiau PA1012/GF30 išvaizda yra geresnė nei PA612/GF30.Tai gali būti dėl to, kad PA612/GF30 medžiagos lydymosi temperatūra yra aukštesnė nei PA1012/GF30. Be to, gaminiai, pagaminti iš PA1012/GF30, yra 0,1 g sunkesni už gaminius, pagamintus iš PA12/GF30, o gaminiai, pagaminti iš PA612/GF30, yra 0,5 g sunkesni už gaminius, pagamintus iš PA12/GF30.