Welche Schwierigkeiten gibt es bei der Herstellung von glasfaserverstärktem Nylon? Im Anhang finden Sie PA66-Anwendungen mit unterschiedlichen Faserzugabeverhältnissen

Nylon (PA) verfügt über eine Reihe hervorragender Eigenschaften wie hohe mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit, Ölbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Selbstschmierung sowie einfache Verarbeitung und Formgebung. Es hat sich zu einem der im In- und Ausland weit verbreiteten thermoplastischen technischen Kunststoffe entwickelt.

Bei tatsächlichen Anwendungen variieren die Leistungsanforderungen an Nylon jedoch je nach Nutzungsbedingungen oder Umgebung. Beispielsweise erfordern Komponenten wie elektrische Bohrmaschinen und Motorgehäuse, Pumpenlaufräder, Lager, Dieselmotoren und Vollkunststoffventilatoren für Klimaanlagen Nylonmaterialien mit hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit und hoher Dimensionsstabilität; Da Nylon eine schlechte Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen aufweist, muss es zu diesem Zeitpunkt gehärtet und modifiziert werden. Bei einigen Außenanwendungen müssen Nylonmaterialien in langfristigen Außenumgebungen Witterungsmodifikationen usw. unterzogen werden.

Die in verstärktem Nylon verwendeten Verstärkungsmaterialien sind hauptsächlich faserige Substanzen wie Glasfasern, Kohlefasern und Whisker, wobei Glasfaserverstärkung am häufigsten verwendet wird. Durch die Glasfaserverstärkung kann die Steifigkeit und Härte des Materials deutlich verbessert werden, außerdem kann die Dimensionsstabilität und Hitzebeständigkeit des Materials deutlich verbessert werden. Da Nylon selbst nicht stark genug ist, werden 10–30 % Fasern hinzugefügt, um die Festigkeit zu erhöhen. Insbesondere wird eine Intensität von 30 % als das am besten geeignete Verhältnis angesehen.

Herstellungsprozess von glasfaserverstärktem Nylon

Im Allgemeinen gibt es zwei Produktionsverfahren für glasfaserverstärktes Nylon: die Langfasermethode und die Kurzfasermethode.

Bei der Langfasermethode werden Nylon und andere Bestandteile vorgemischt und dann in den Trichter gegeben, während die Glasfaser durch die Schneckendrehung vom Glasfasereinlass in die Schnecke gebracht und dann mit dem Nylonharz vermischt wird.

Bei der Kurzfasermethode werden die zerkleinerten Glasfasern durch seitliche Zuführung zum Zylinder gedrückt und dann mit Nylon vermischt.

Faktoren, die die Leistung von glasfaserverstärktem Nylon beeinflussen

Erstens hat die Grenzflächenbindung zwischen Glasfaser und Nylonharz den größten Einfluss auf glasfaserverstärktes Nylon. Wenn die Kombination zwischen beiden nicht gut ist, wird die stärkende Wirkung stark reduziert. Zu diesem Zeitpunkt ist die Oberflächenbehandlung von Glasfasern besonders wichtig.

Zweitens ist die Länge der Glasfaser im Nylonmaterial ein weiterer wichtiger Faktor, der dessen Leistung beeinflusst. Im Allgemeinen sind lange Glasfasern hinsichtlich Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Biegemodul sowie Kerbschlagzähigkeit besser als kurze Glasfasern.

Gleichzeitig ist die Dispersion von Glasfasern im Material nicht zu vernachlässigen. Die Dispersion von Glasfasern hängt hauptsächlich von der geeigneten Scherwirkung der Doppelschnecken und dem Kneten des Materials ab, was die Kombination und Geschwindigkeit der Schnecken betrifft. Die Wahl der Schneckengeschwindigkeit hängt vom Gehalt an Zusatzstoffen wie Glasfasern in der Formel ab. Für flammhemmend verstärktes Nylon ist eine niedrige Geschwindigkeit geeignet, da das Flammschutzmittel thermisch zersetzt wurde.

Darüber hinaus beeinflussen auch die Verarbeitungstemperatur, der Glasfaserdurchmesser und der Glasfasertyp die endgültige Leistung des Materials.

Glasfaserverstärktes Nylon unterliegt während der Verarbeitung einer thermooxidativen Alterung

Am Beispiel von glasfaserverstärktem Nylon 66 ist die Glasfaser im Zylinder des Doppelschneckenextruders anfällig für Extrusion und Reibung mit dem Material, der Schnecke und der Innenwand des Zylinders und erzeugt eine große Menge an Reibungswärme, die häufig zu Materialschäden führt im Extruderzylinder Die tatsächliche Temperatur ist viel höher als die angezeigte Temperatur des Extruders. Solch hohe Temperaturen können leicht zu thermisch-oxidativer Alterung und Zersetzung von Nylon 66 führen und die mechanischen Eigenschaften des Verbundmaterials beeinträchtigen. Durch die Zugabe von Antioxidantien kann der thermisch-oxidative Alterungsabbau von Nylon 66 während der Verarbeitung wirksam blockiert und die mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen deutlich verbessert werden. Ein geeignetes Antioxidationssystem kann eine bessere Rolle bei der anfänglichen Verarbeitungsstabilisierung spielen.

Fließfähigkeit von glasfaserverstärktem Nylon

Glasfaserverstärktes Nylon hat eine schlechte Fließfähigkeit und ist anfällig für Probleme wie hoher Einspritzdruck, hohe Einspritztemperatur, unbefriedigendes Spritzgießen und schlechte Oberflächenqualität während des Spritzgießprozesses, was das Erscheinungsbild des Produkts ernsthaft beeinträchtigt und zu einem hohen Produkt führt Fehlerquote. Insbesondere im Produktionsprozess von Spritzgussprodukten können Schmierstoffe nicht direkt zugesetzt werden, um das Problem zu lösen. Die einzige Möglichkeit, die Rohstoffe zu verbessern, besteht darin, der modifizierten Formel schmierende Inhaltsstoffe hinzuzufügen. Im Allgemeinen erfordert dies die Zugabe von Gleitmitteln zur modifizierten Formel.

Glasfaserverstärktes NylonBeständigkeit gegenüber thermischer Sauerstoffalterung bei hohen Temperaturen

In einigen Anwendungsbereichen wie Lagern und Lüftern von Dieselmotoren ist glasfaserverstärktes Nylon häufig mit dem Problem einer langfristigen thermischen Sauerstoffalterung bei hohen Temperaturen konfrontiert. Obwohl die Verstärkung und Modifizierung von Nylon mit Glasfasern die Hitzebeständigkeit von Nylon mäßig verbessern kann, kann das Problem dadurch nicht gut gelöst werden. Bessere Ergebnisse können durch die Zugabe geeigneter antithermischer oxidativer Alterungsadditive zu glasfaserverstärkten Nylon-Verbundwerkstoffen erzielt werden, wodurch eine bessere thermische oxidative Alterungsschutzwirkung bei hohen Temperaturen erzielt wird.

Wetterbeständigkeit von glasfaserverstärktem Nylon

Wenn Nylon äußeren Bedingungen wie Sonnenlicht, Temperaturschwankungen, Wind und Regen ausgesetzt ist, kommt es zu einer Reihe von Alterungserscheinungen wie Ausbleichen, Verfärbung, Rissbildung, Puderbildung und Festigkeitsverlust, wobei ultraviolette Strahlen der Schlüsselfaktor sind, der die Alterung fördert . Wetterbeständiges Nylon ist derzeit hauptsächlich ein schwarzes Produkt, was bedeutet, dass dem Nylon Ruß und andere UV-absorbierende Zusätze zugesetzt werden, um seine Wetterbeständigkeit zu verbessern. Allerdings kommt es neben schwarzen Produkten auch bei natürlichem oder hellem Nylon bei der Verwendung im Außenbereich häufig zu Alterungsproblemen, die sich vor allem in einer Vergilbung der Teile äußern.

Anwendung von Nylon mit unterschiedlichen Faserzugabeanteilen (im Folgenden wird PA66 als Beispiel genommen:)

1. Hochfeste und glasfaserverstärkte Produkte.

Verstärkte Nylonmaterialien mit einem Glasfaseranteil von 40–50 % eignen sich hauptsächlich zur Herstellung hochfester Zahnräder und hochfester Teile für die professionelle Ausrüstung.

Anwendung: Verschiedene Präzisionsgetriebe

PA66+GF verfügt über hohe Steifigkeit, Dimensionsstabilität, Geräuschreduzierung, Verschleißfestigkeit, Geräuschlosigkeit, Schmierung, Antistatik und andere Eigenschaften.

2. Mittelfeste und glasfaserverstärkte Produkte.

Verstärkte Nylonmaterialien mit einem Glasfaseranteil von 25–35 % eignen sich hauptsächlich für die Herstellung mittelfester Teile wie Autoteile, Gehäuse von Elektrowerkzeugen, Flügel von Elektrogeräten, Windräder, Geschirr, Spielzeug usw.

Anwendung 1: Autoteile

Automobil-PA66+GF-Materialien können in Motoransaugrohren, Motorhauben, Automobilchassis, Motorlüfterflügeln, Verdampferkondensatoren von Automobilklimaanlagen usw. verwendet werden.

1) Starten Sie das Luftansaugrohr mit PA66+30 % GF, das eine Langzeittemperaturbeständigkeit von 140 °C für mehr als 2000 Stunden aufweist.

2) Kotflügel und Motorlüfterflügel von Automobilen aus PA66+30 % GF erfordern eine hervorragende Zähigkeit und Festigkeit sowie geringe Verformung und Dimensionsstabilität.

3) Der Verdampfer der Autoklimaanlage benötigt eine gute Verformung, langfristige Hitzebeständigkeit, Hydrolysebeständigkeit, hohe Dimensionsstabilität, hohe Festigkeit und Zähigkeit, PA66+15 % GF + 10 % Talk.

Anwendung 2: Verschiedene Anschlüsse für elektronisches Zubehör

Dies ist das Anwendungsgebiet des halogenfreien Flammschutzmittels PA66+35 % GF in verschiedenen elektronischen Steckverbindern. Elektronische Steckverbinder müssen eine hohe Fließfähigkeit, Dimensionsstabilität und gute elektrische Eigenschaften aufweisen und einige erfordern auch flammhemmende Eigenschaften. Derzeit können nur modifizierte Materialien sie vollständig ersetzen.

Anwendung 3: Verschiedene Hochleistungs-Lüfterblätter und -Laufräder

Hohe Steifigkeit, hohe Zähigkeit, geringer Verzug, Kriechfestigkeit, hydrolysebeständiges modifiziertes PA66+30 %GF-Material.

Anwendung 4: Geschirr:

Hohe Temperaturbeständigkeit, Lebensmittelqualität, hohe Fließfähigkeit, verstärkt, PA66+30 %GF.

Anwendung 5: Spielzeugfeld

Spielzeugwaffenschäfte, Drohnenpropeller und Motorhalterungsspielzeuge verwenden im Allgemeinen mittel- und hochfeste modifizierte Kunststoffe, PA66+30 % GF, PA66+30 % Kohlefaser.

3. Produkte mit geringer Festigkeit und Glasfaserverstärkung.

Verstärkte Nylonmaterialien mit einem Glasfaserzusatzanteil von 10–20 % eignen sich hauptsächlich für die Herstellung von Steckverbindern, Taktschaltern, medizinischen Geräten und anderen Komponenten in elektronischen und elektrischen Produkten.

Anwendung: Bereich der medizinischen Ausrüstung

Nylonmaterialien verfügen über eine mechanische Festigkeit und ein hautfreundliches Gefühl, das gewöhnliche Materialien nicht haben. Medizinische Geräte wie Fußheberkorrektoren, Reha-Rollstühle und medizinische Pflegebetten erfordern in der Regel Komponenten mit einer gewissen Tragfähigkeit, daher wird in der Regel PA66+15 % GF gewählt.

NANJING HAISI ist ein professioneller Hersteller von Glasfaserextrudern. Wir liefern Doppelschneckenextruder, Einschneckenextruder, Kunststoffrecyclingextruder, Zweistufenextruder, Extruder im Labormaßstab, Misch- und Zuführmaschinen, Kühl- und Pelletiermaschinen, Zerkleinerungsmaschinen und so weiter.