Processo de moldagem por injeção e desempenho de PA

PA - Poliamida, também conhecida como nylon, é um termo geral para uma grande classe de polímeros do tipo amida. Os mais comuns são PA6, PA66 e PA1010. Recentemente, com o desenvolvimento da indústria de TI, o uso de um novo tipo de poliamida PA46 aumentou acentuadamente. Ele é usado para substituir o LCP (polímero de cristal líquido) para produzir plug-ins em computadores. Devido às suas excelentes propriedades mecânicas, tenacidade, resistência ao impacto, resistência ao desgaste, autolubrificação, retardamento de chama, isolamento, etc., o PA é amplamente utilizado em vários campos, como automóveis, máquinas, eletrônicos, instrumentos, engenharia química, etc., como engrenagens, polias, rolamentos, impulsores, buchas, recipientes, escovas, zíperes, etc.
PA6, PA66 e PA46 são todas poliamidas alifáticas, que são polímeros lineares. Suas estruturas moleculares possuem grupos amida extremamente polares, por isso possuem alta cristalinidade. O desempenho dos produtos PA depende de sua morfologia cristalina e cristalinidade. As condições de processamento têm um impacto na morfologia e na cristalinidade do cristal. Diferentes condições de processamento podem resultar em uma mudança de cristalização de até 40% em produtos de PA, resfriamento lento, alta cristalinidade e formação de formas cristalinas maiores. A absorção de água também afeta sua cristalinidade.
Além disso, durante o processamento do PA, devido aos efeitos de fluxo e cisalhamento, pode ser gerado um certo grau de orientação, levando à anisotropia no desempenho do produto. A força ao longo da direção de orientação é melhor do que na direção sem orientação, e a orientação também é propícia ao processo de cristalização. Este fator deve ser considerado no projeto do molde.
Desempenho de PA
Performance física
Inodoro, não bolorento, de aparência semitransparente ou transparente, branco leitoso ou amarelo claro, com densidade de 1.04-1.36. Quando queimado, emite um sabor especial de proteína e a chama é azul com a extremidade superior amarela.
Propriedades mecânicas
Boa rigidez e tenacidade, resistente a impactos e vibrações repetidos, com uma temperatura de serviço de -40-100 graus. É resistente ao atrito, desgaste e autolubrificação, mas tem baixa resistência à fluência e baixa estabilidade dimensional. Essa desvantagem pode ser superada adicionando reforço de fibra de vidro ou misturando com outros materiais.
Resistência química e resistência às intempéries
Existem poucos solventes orgânicos no PA, mas suas propriedades químicas são boas. Os solventes orgânicos em PA são ácido fórmico e compostos fenólicos. Diferentes concentrações de ácidos inorgânicos, bases e sais podem fazer com que o PA inche, dissolva ou hidrolise. Sob a condição de não ser exposto à luz solar, sua resistência ao envelhecimento é boa, mas envelhece rapidamente, descolore o produto e seu desempenho diminui sob condições de calor, luz e radiação.
Desempenho de processamento
Fácil de absorver a umidade e deve ser seco antes de formar.
O ponto de fusão é alto, o limite de fusão é estreito e os pontos de fusão são PA6: 215 graus, PA66: 255 graus e PA46: 290 graus, respectivamente.
A viscosidade de fusão PA tem sensibilidade a alta temperatura e sensibilidade ao cisalhamento, baixa viscosidade de fusão e boa fluidez.
PA tem baixa estabilidade térmica em seu estado fundido e é propenso a decomposição em altas temperaturas.
A taxa de resfriamento do fundido tem um impacto significativo na estrutura e nas propriedades do produto.
O processo de formação é acompanhado por cristalização, resultando em uma alta taxa de encolhimento.
Equipamentos de conformação e moldes
Seleção de máquinas de moldagem por injeção
Parafuso e barril
Devido à sua tenacidade, autolubrificação, dificuldade de alimentação, alta geração de calor de cisalhamento, alto ponto de fusão, rápida velocidade de fusão e fácil decomposição, o PA é caracterizado. O parafuso deve ter concentração de exaustão comprimida, forte capacidade de alimentação, grande força motriz e boa resistência ao desgaste. Portanto, o sistema de plastificação para moldagem por injeção PA é o seguinte: a seção de alimentação do parafuso é mais longa, a ranhura do parafuso na seção de alimentação é mais profunda, a seção de compressão e a seção de homogeneização são mais curtas e a ranhura é puxada na seção de alimentação do barril para aumentar a potência do motor a óleo. O parafuso está equipado com um anel de retenção eficiente.
bico de tiro
Devido à baixa viscosidade e boa fluidez do PA no estado fundido, há inevitavelmente pressão residual dentro do barril. Se um bocal aberto for usado, o fundido fluirá para fora do bocal quando o produto for retirado durante a abertura do molde (ou seja, fenômeno de salivação), o que não apenas desperdiça materiais, mas também afeta a produção normal. Portanto, é necessário um bocal de travamento automático, comumente usado como um bocal de válvula de agulha de mola.
Fabricação de produtos e design de moldes
Na premissa de garantir o desempenho do produto, a espessura da parede deve ser a menor possível. Quanto mais espesso o produto, maior a retração e, se a resistência for insuficiente, podem ser adicionadas barras de reforço. O produto apresenta alta taxa de encolhimento e é de fácil desmoldagem, com ângulo de desmoldagem de 40 ′ -1 graus 40 ′.
corredor e portão
Diâmetro do fluxo Ф {{0}}mm, com um diâmetro de porta de 2/3-3/4 da espessura da parede. Mas não inferior a 0,8 mm. Um portão pequeno pode causar cisalhamento e superaquecimento do fundido, levando à degradação e afetando o desempenho do produto.
Inserir
O coeficiente de expansão térmica do nylon é 9-10 vezes maior que o do aço e 4-5 vezes maior que o do alumínio. O inserto de metal dificulta a contração do nylon e gera grandes tensões, podendo causar trincas. A espessura ao redor do inserto não deve ser menor que o diâmetro do metal do inserto.
Escape
A viscosidade do PA é baixa e, sob injeção de alta pressão, pode encher o molde rapidamente. Se o gás não puder ser descarregado em tempo hábil, o produto estará sujeito a defeitos como bolhas e queimaduras. O molde deve ter um orifício ou ranhura de escape, geralmente localizado no lado oposto ao portão, com diâmetro de Ф 1,5-1mm, com profundidade do sulco de escape menor que 0,03 mm.
processo de conformação
1. Preparação de matérias-primas
Devido à alta absorção de umidade do PA, ele tem um impacto no processo de processamento, como diminuição da viscosidade do fundido e presença de bolhas, linhas prateadas, etc. na superfície do produto. Além disso, as propriedades mecânicas dos produtos diminuíram significativamente. Portanto, o tratamento de secagem deve ser realizado antes da moldagem. O PA é propenso a oxidação, descoloração e degradação em altas temperaturas, por isso é melhor usar a secagem a vácuo. No entanto, na ausência de condições de secagem a vácuo, também pode ser utilizada a secagem com ar quente atmosférico.
A temperatura de secagem a vácuo é de 85-95 graus e o tempo é de 4-6 horas. A temperatura de secagem do ar quente é de 90-100 graus e o tempo é de 8-10 horas. O material de PA seco não deve ser deixado no ar por muito tempo (não excedendo 1-3 horas).
Temperatura de formação
A seleção da temperatura do barril é baseada principalmente no ponto de fusão do PA e também está relacionada ao tipo de máquina de moldagem por injeção, formato e tamanho do produto. Geralmente em 220-320 grau , PA6: 220-300 grau ; PA66: 260-320 grau . Devido à estreita temperatura de processamento do PA, a temperatura do barril da máquina deve ser rigorosamente controlada para evitar a degradação do material fundido e a deterioração do produto.
O ajuste da temperatura do barril tem um impacto significativo na plastificação e na velocidade de fusão dos plásticos. A temperatura da seção intermediária do barril é 20-40 grau superior ao ponto de fusão e 20-30 grau inferior à temperatura de decomposição. A temperatura da seção frontal é 5-10 graus menor que a temperatura da seção intermediária, e a temperatura da seção traseira (seção de alimentação) é 20-50 graus menor que a temperatura da seção intermediária; A refrigeração na porta de alimentação deve ser efetiva; Se a temperatura na seção do meio for muito baixa e a velocidade do parafuso for muito rápida, pode haver um fenômeno de obstrução. Se a temperatura na seção traseira for muito alta, isso afetará a capacidade de transporte e a rosca irá comer lentamente, afetando a eficiência da produção.
3. Pressão de injeção
A pressão de injeção tem pouco efeito nas propriedades mecânicas do PA. A seleção da pressão de injeção depende principalmente do tipo de máquina de moldagem por injeção, temperatura do barril, forma do produto, tamanho, estrutura do molde, bem como fatores como velocidade de injeção, tempo de injeção e tempo de espera.
4. Velocidade de injeção
A seleção da velocidade de injeção está relacionada com a espessura da parede do produto, a temperatura do fundido e o tamanho do portão. Para produtos de paredes finas, a velocidade de injeção pode ser mais rápida, enquanto para produtos de paredes espessas, a velocidade de injeção pode ser mais lenta. Se a temperatura de fusão for alta, a velocidade de injeção deve ser mais lenta. O tamanho do portão é pequeno e a velocidade de injeção não deve ser muito rápida. Caso contrário, o cisalhamento excessivo pode fazer com que a temperatura de fusão seja muito alta e degradada, levando à mudança de cor e declínio das propriedades mecânicas do produto. Se a velocidade de injeção for muito rápida, também pode causar defeitos como bolhas e carbonização no produto.
velocidade do parafuso
É adequado usar velocidade média. Se a velocidade for muito rápida, o plástico se degradará devido ao cisalhamento excessivo, levando à descoloração e degradação do desempenho do produto. Se a velocidade for muito lenta, afetará a qualidade do adesivo derretido e também afetará a eficiência da produção devido ao longo tempo de derretimento do adesivo.
Contrapressão
Com a premissa de garantir a qualidade do produto, quanto menor a contrapressão, melhor. A contrapressão alta fará com que o material fundido cisalha excessivamente, superaqueça e se degrade.
Temperatura do molde
A alta temperatura do molde aumenta a dureza, densidade, resistência à tração e módulo de elasticidade do produto. A temperatura do molde está relacionada com os requisitos de desempenho do produto. Para produtos finos que requerem bom alongamento e transparência, é melhor baixar a temperatura do molde; Se forem necessários produtos espessos com alta resistência, boa resistência ao desgaste e pequena deformação, é melhor ter uma temperatura de molde mais alta.
Os detalhes são os seguintes:
Espessura do produto temperatura do molde: menos de 3 mm 20-40 grau , 3-6 mm 40-60 grau , 6-10 mm 60-90 grau , maior que 10 mm 100 graus temperatura do molde tem um impacto significativo na taxa de encolhimento do produto. Quanto maior a temperatura do molde, maior a taxa de encolhimento e vice-versa.
Ciclo de conformação
Depende principalmente da espessura da parede do produto. Para produtos de paredes finas, o tempo de injeção, o tempo de manutenção da pressão e o tempo de resfriamento podem ser menores. Para produtos com paredes espessas, para evitar deformação por encolhimento, amassados, bolhas, etc., o tempo de injeção e o tempo de manutenção da pressão devem ser correspondentemente mais longos. Ao usar alta temperatura do molde, o tempo de resfriamento deve ser maior.
Pós processamento de produtos
A orientação molecular do PA durante o processo de moldagem e a cristalização durante o processo de resfriamento resultam em certas tensões internas no produto. Durante o armazenamento ou uso futuro, o tamanho e a forma do produto podem mudar. Portanto, tratamento de recozimento e umidificação são necessários.
anelamento
Use produtos com temperatura superior a 80 graus ou requisitos de alta precisão. Depois de desmoldar os produtos, recozindo-os em óleo ou parafina. A temperatura de recozimento é 10-20 grau maior que a temperatura de uso e o tempo é 10-60 minutos. (Dependendo da espessura do produto)
umidificação
Para produtos que foram usados ​​por muito tempo em soluções úmidas ou aquosas, durante o processo de moldagem, os produtos são retirados e colocados em água fervente ou solução aquosa de acetato de potássio por 1-2 dias.
Tempo de retenção do barril
Durante o processo de produção, se a temperatura do adesivo estiver acima de 300 graus, é necessário evitar que o derretimento permaneça no barril por muito tempo (20 minutos), caso contrário, ele superaquecerá e se decomporá, fazendo com que o produto descolora ou fique quebradiço. Se for necessário um desligamento temporário por mais de 20 minutos, a temperatura do barril pode ser reduzida para 200 graus. Ao desligar por muito tempo, é necessário usar um polímero com maior viscosidade para limpar o barril da máquina, que pode ser limpo com PEAD ou PP.