Poliamidas de cadeia longa | PA12 PA612 PA1012 Comparação útil

Índice

O que são poliamidas de cadeia curta e de cadeia longa

As poliamidas com menos de 10 átomos de carbono nas suas cadeias são geralmente designadas por poliamidas de cadeia curta (ou nylons de cadeia curta), como a poliamida 6 (PA6), a poliamida 66 (PA66) e a poliamida 46 (PA46). As poliamidas com 10 ou mais átomos de carbono nas suas cadeias são designadas poliamidas de cadeia longa (ou nylons de cadeia longa), como a poliamida 610 (PA610), a poliamida 612 (PA612), a poliamida 1012 (PA1012) e a poliamida 12 (PA12). Devido ao menor teor de ligações amida nas poliamidas de cadeia longa, estas têm menor absorção de água, melhor estabilidade dimensional e melhor ductilidade em comparação com as poliamidas de cadeia curta.

PA12 Aplicações e alternativas

A PA12, um tipo de poliamida de cadeia longa, é utilizada principalmente em componentes automóveis, impressão 3D, maquinaria e indústria aeroespacial. Nos componentes automóveis, a PA12 reforçada com fibra de vidro (GF) é utilizada principalmente em sistemas de linhas de combustível, sistemas de evaporação automóvel e conectores rápidos. Atualmente, a tecnologia de moldagem por injeção de PA12 e dos seus materiais modificados é detida principalmente por empresas de modificação estrangeiras, como a Arkema em França, a Evonik na Alemanha e a Ube Industries no Japão. Embora tenha sido efectuada investigação nacional sobre as resinas PA12 e os seus materiais modificados, ainda não existe produção industrial de resinas PA12 na China. Por conseguinte, o preço dos materiais PA12 na China é ainda muito elevado, pelo que a investigação e o desenvolvimento de materiais alternativos PA12 têm uma importância prática significativa. Além disso, as poliamidas de cadeia longa fabricadas a partir de materiais parcial ou totalmente de base biológica, como a PA610, a PA612 e a PA1012, apresentam vantagens ambientais em relação à PA12, que é derivada de combustíveis fósseis não renováveis.

Fuchen New MaterialInvestigação de

A Fuchen New Material comparou as propriedades de três materiais: PA612 reforçado com GF30, PA1012 e PA12, todos com um teor de fibra de vidro de 30%. Também realizaram uma produção experimental no molde de um conetor rápido de linha de combustível automóvel produzido em massa para comparar o desempenho destes materiais. Esta investigação fornece uma base para o desenvolvimento subsequente de alternativas aos materiais PA12/GF30 utilizando outros tipos de poliamidas reforçadas de cadeia longa.

Resumo dos pontos principais

(1) A resistência à tração, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade à flexão dos materiais PA612/GF30 são os melhores, seguidos dos materiais PA1012/GF30 e os piores são os materiais PA12/GF30. No entanto, quer se trate da resistência ao impacto do entalhe à temperatura ambiente ou a baixa temperatura, o material PA1012/GF30 é o melhor, o material PA12/GF30 é o segundo e o material PA612/GF30 é o pior.

(2) A ordem de densidade do material, temperatura de deformação térmica e ponto de fusão de alto a baixo é. PA612/GF30, PA1012/GF30, PA12/GF30: A taxa de encolhimento das três poliamidas de cadeia longa reforçadas com GF é a mesma, e a taxa de absorção de água é baixa, o que não é muito diferente, mas a aparência dos produtos injectados a partir do material PA1012/GF30 é melhor do que a do PA612/GF30.

(3) Com base no desempenho do material e na situação de moldagem por injeção, o material PA1012/GF30 é a alternativa mais económica ao material PA12/GF30.

Preparação do material

As matérias-primas PA612 e PA1012 foram secas a 100 ℃ por 4h, e os materiais relevantes foram pesados de acordo com a proporção da matriz de resina, GF e frações de massa antioxidante de 69,8% e 30% de 0,2%, respetivamente. A resina e o antioxidante foram primeiro adicionados ao misturador vertical e misturados uniformemente, e depois adicionados à extrusora de parafuso duplo co-direcional. Derreter e espremer, GF é adicionado por alimentação lateral.Em seguida, as tiras extrudidas são arrefecidas por água e secas por um secador de cabelo, e as pelotas são granuladas por um granulador.A temperatura da secção de alimentação da extrusora é de 230~250℃, a temperatura da secção de fusão é de 210~230℃, a temperatura da secção da cabeça é de 230~250℃, e a velocidade do parafuso hospedeiro é de 350~380r/h.

Depois que os pellets preparados são secos, um spline padrão é preparado por uma máquina de moldagem por injeção.A temperatura é de 230 ～ 260 ℃, a descompressão é de 80mpa e o tempo é de 35s.Drop P12 / GF30 a 100 ℃ por 4 horas.

Principais resultados

(1) Propriedades mecânicas

A imagem abaixo mostra o desempenho de aumento de força descrito por GF. A resistência à tração, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade à flexão dos materiais PA612/GF30 são os melhores, seguidos pelos materiais PA1012/GF30, e os piores são os materiais PA12/GF30. A resistência à tração, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade à flexão do material PA612/GF30 são 50, 50MPa e 1 200 MPa superiores aos do material PA12/GF30, respetivamente.A resistência à tração, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade à flexão do material PA1012/GF30 são 16, 15MPa e 400MPa superiores aos do material PA12/GF30, respetivamente. No entanto, quer se trate da resistência ao impacto do entalhe à temperatura ambiente ou a baixa temperatura, o material PA1012/GF30 é o melhor, o material PA12/GF30 é o segundo e o PA612/GF30 é o pior.

Comparação do módulo elástico de flexão

Comparação da resistência à flexão

Comparação da resistência ao impacto do entalhe

Comparação da resistência à tração

A estrutura molecular de diferentes poliamidas de cadeia longa é mostrada na figura abaixo. À medida que o conteúdo do grupo amida aumenta, a simetria da cadeia molecular aumenta e a cristalinidade aumenta, a sua resistência também aumenta; pelo contrário, à medida que o conteúdo do grupo amida diminui (o aumento do grupo metilo na cadeia molecular da poliamida), a resistência diminui gradualmente e a conformidade aumenta.

a—PA12；b—PA1012；c—PA612

(2) Na aplicação prática de plásticos de engenharia, especialmente para os materiais circundantes de peças de motores de automóveis, atenção especial deve ser dada à temperatura de deformação térmica dos materiais, a imagem abaixo mostra a temperatura de deformação térmica de diferentes poliamidas de cadeia longa reforçadas com GF.Pode ser visto que a maior temperatura de deformação térmica do material PA612 / GF30 é 185 ℃, seguida pelo material PA1012 / GF30, que é 175 ℃, e o pior é o material PA12 / GF30, que é 160 ℃. Isso pode ser devido ao fato de que PA612 tem o maior teor de amida e a maior cristalinidade, resultando na maior temperatura de deformação térmica. temperatura de deformação térmica significa que o material pode ser usado em peças automotivas com requisitos de temperatura mais elevados.

Deformação térmica Comparação de temperaturas

(3) Comparação de produtos moldados por injeção reais

Tomando como exemplo um produto de moldagem por injeção de acoplamento rápido de um sistema de evaporação automóvel, a qualidade de moldagem de três materiais de poliamida de cadeia longa reforçados com GF foi comparada na máquina de moldagem por injeção. O processo de moldagem por injeção é mostrado no Quadro 1. O Quadro 2 mostra a comparação real da qualidade de moldagem de diferentes produtos moldados por injeção de poliamida de cadeia longa reforçada com GF. Como se pode ver no Quadro 2, as dimensões do PA612/GF30 e do PA1012/GF30 satisfazem os requisitos do cliente, mas o aspeto do PA1012/GF30 é melhor do que o do PA612/GF30. Sob as mesmas condições de moldagem por injeção, a fluidez do material PA1012/GF30 é melhor. Além disso, os produtos feitos por PA1012/GF30 são 0,1g mais pesados do que os produtos feitos por PA12/GF30, enquanto os produtos feitos por PA612/GF30 são 0,5g mais pesados do que os produtos feitos por PA12/GF30.