Welche Schwierigkeiten gibt es bei der Herstellung von glasfaserverstärktem Nylon?

Nylon (PA) hat eine Reihe hervorragender Eigenschaften wie hohe mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit, Ölbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Selbstschmierung und einfache Verarbeitung und Formgebung.Es ist zu einem der thermoplastischen technischen Kunststoffe geworden, die im In- und Ausland weit verbreitet sind.

In praktischen Anwendungen sind die Leistungsanforderungen von Nylon jedoch unter verschiedenen Betriebsbedingungen oder Umgebungen unterschiedlich.

Beispielsweise erfordern Komponenten wie elektrische Bohrer und Motorgehäuse, Pumpenlaufräder, Lager, Dieselmotoren und Vollkunststofflüfter von Klimaanlagen Nylonmaterialien mit hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit und hoher Dimensionsstabilität; Aufgrund der schlechten Tieftemperaturzähigkeit von Nylon muss es zu diesem Zeitpunkt gehärtet und modifiziert werden;Bei einigen Außenanwendungen müssen Nylonmaterialien für die Witterungsbeständigkeit in langfristigen Außenumgebungen modifiziert werden.

Die in verstärktem Nylon verwendeten Verstärkungsmaterialien sind hauptsächlich faserige Substanzen wie Glasfasern, Kohlefasern und Whiskers, unter denen die Glasfaserverstärkung am weitesten verbreitet ist. Durch die Glasfaserverstärkung kann die Steifigkeit und Härte des Materials deutlich verbessert und die Formstabilität und Hitzebeständigkeit des Materials deutlich verbessert werden.

Da Nylon selbst nicht stark genug ist, kann seine Festigkeit durch Hinzufügen von 10-30 % Fasern verbessert werden.Insbesondere 30% Stärke wird als das geeignetste Verhältnis angesehen.Es kann auch zu 40-50% zugesetzt werden.Je nach den spezifischen Anforderungen verschiedener Produkte, gepaart mit einer geeigneten Rezeptur, kann es erfolgreich sein.

Herstellungsprozess von glasfaserverstärktem Nylon

Im Allgemeinen gibt es zwei Herstellungsverfahren für glasfaserverstärktes Nylon: das Langfaserverfahren und das Kurzfaserverfahren.

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

Kurzfasermethode, d. h. die geschnittene Glasfaser wird gezwungen, durch die Seitenzuführung zum Zylinder transportiert und dann mit Nylon gemischt.

Faktoren, die die Eigenschaften von glasfaserverstärktem Nylon beeinflussen

Erstens ist die Grenzflächenbindung zwischen Glasfaser und Nylonharz der wichtigste Einfluss auf glasfaserverstärktes Nylon.Wenn die Kombination zwischen den beiden nicht gut ist, wird die stärkende Wirkung stark reduziert.Derzeit ist die Oberflächenbehandlung von Glasfasern besonders wichtig.Heutzutage sind Glasfaserhersteller in der Lage, Glasfasermodelle mit unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen für unterschiedliche Materialien zur Verwendung durch modifizierte Kunststoffhersteller herzustellen, solange sie richtig ausgewählt werden.

Zweitens ist die Länge der Glasfasern im Nylonmaterial ein weiterer wichtiger Faktor, der seine Leistung beeinflusst.Im Allgemeinen sind Langglasfasern Kurzglasfasern in Bezug auf Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und -modul sowie Kerbschlagzähigkeit überlegen.

Gleichzeitig ist die Dispersion von Glasfasern im Material nicht zu vernachlässigen.Die Dispersion von Glasfasern hängt hauptsächlich von der richtigen Scherwirkung der Doppelschnecke und dem Kneten von Materialien ab, was die Kombination und Geschwindigkeit der Schnecke beinhaltet.Die Wahl der Schneckendrehzahl hängt vom Gehalt an Additiven wie Glasfasern in der Rezeptur ab.Für mit Flammschutzmittel verstärktes Nylon ist eine niedrige Geschwindigkeit geeignet, da das Flammschutzmittel thermisch zersetzt wurde.

Darüber hinaus wirken sich auch die Verarbeitungstemperatur, der Glasfaserdurchmesser und der Glasfasertyp auf die endgültige Leistung des Materials aus, sodass ich sie hier nicht wiederholen werde.

Thermooxidative Alterung von glasfaserverstärktem Nylon während der Verarbeitung

Am Beispiel von glasfaserverstärktem Nylon 66 lässt sich die Glasfaser leicht gegen das Material, die Schnecke und die Innenwand des Zylinders im Zylinder des Doppelschneckenextruders drücken und reiben und erzeugt viel Reibungswärme. Die tatsächliche Temperatur des Materials im Zylinder des Extruders ist oft viel höher als die vom Extruder angezeigte Temperatur.Eine solch hohe Temperatur kann leicht zu einem thermooxidativen Alterungsabbau von Nylon 66 führen und die mechanischen Eigenschaften des Verbundmaterials verringern.Tabelle 1 zeigt die Wirkung verschiedener Antioxidanssysteme auf die anfänglichen mechanischen Eigenschaften von glasfaserverstärkten Nylon-66-Verbundwerkstoffen.

Tabelle 1 Anfängliche mechanische Eigenschaften von glasfaserverstärktem Nylon 66

Aus den Daten in der Tabelle ist ersichtlich, dass die Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Kerbschlagzähigkeit der 1#-Probe ohne Antioxidans alle niedriger sind als die entsprechenden Eigenschaften der 2#- und 3#-Proben. Dies zeigt, dass die Zugabe von Antioxidantien den thermooxidativen Alterungsabbau von Nylon 66 während der Verarbeitung wirksam verzögern und die mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs erheblich verbessern kann.Es zeigt, dass ein geeignetes Antioxidationssystem eine bessere Rolle bei der Stabilisierung der anfänglichen Verarbeitung spielen kann.

Fließfähigkeit von glasfaserverstärktem Nylon

Die Fließfähigkeit von glasfaserverstärktem Nylon ist schlecht.Während des Spritzgussverfahrens treten leicht Probleme wie hoher Einspritzdruck, hohe Einspritztemperatur, unbefriedigendes Einspritzen und schlechte Oberflächenqualität auf, was das Erscheinungsbild des Produkts ernsthaft beeinträchtigt und zu einer hohen Fehlerrate des Produkts führt.Gerade im Produktionsprozess von Spritzgussprodukten ist es nicht möglich, Schmiermittel direkt zur Lösung des Problems hinzuzufügen, sondern die Rohstoffe zu verbessern.Im Allgemeinen erfordert dies das Hinzufügen von Schmierbestandteilen zu der modifizierten Rezeptur.

Beständigkeit gegen thermooxidative Hochtemperaturalterung von glasfaserverstärktem Nylon

In einigen Anwendungsbereichen wie Lagern und Dieselmotorlüftern ist glasfaserverstärktes Nylon häufig mit dem Problem der langfristigen thermisch-oxidativen Hochtemperaturalterung konfrontiert.Obwohl die verstärkte Modifikation von Nylon mit Glasfaser die Hitzebeständigkeit von Nylon mäßig verbessern kann, kann sie das Problem nicht sehr gut lösen. Bessere Ergebnisse können jedoch erzielt werden, indem dem glasfaserverstärkten Nylon-Verbundmaterial geeignete Additive gegen thermische und oxidative Alterung zugesetzt werden, oder folgen Sie dem obigen Bild.

Nachdem die drei Proben einer 1000-stündigen thermischen Sauerstoffalterung unterzogen worden waren, betrug die Retentionsrate der Zugfestigkeit der Probe Nr. 1 (ohne Antioxidans) 58,0 % und die Retentionsrate der Zugfestigkeit der Probe Nr. 2 (allgemein verwendetes Antioxidanssystem) 77,4 % die entsprechende Leistung der 3#-Probe (verbessertes Antioxidanssystem) beträgt 88,0 %.Es ist ersichtlich, dass ein geeignetes Antioxidationssystem den thermisch-oxidativen Alterungsabbau von glasfaserverstärktem Nylon wirksam verzögern kann, wodurch eine bessere thermisch-oxidative Hochtemperatur-Alterungsschutzwirkung ausgeübt wird.

Witterungsbeständigkeit aus glasfaserverstärktem Nylon

Nylon wird durch äußere Bedingungen wie Sonnenlicht, Temperaturänderungen sowie Wind und Regen beeinflusst und unterliegt einer Reihe von Alterungserscheinungen wie Verblassen, Verfärbung, Rissbildung, Kreidung und Festigkeitsverlust.Unter ihnen sind ultraviolette Strahlen der Schlüsselfaktor, der das Altern fördert.Wetterfestes Nylon ist derzeit hauptsächlich schwarze Ware, das heißt, man löst seine Witterungsbeständigkeit durch Zugabe von Ruß und anderen UV-absorbierenden Zusätzen zu Nylon.Neben schwarzen Produkten ist aber auch naturfarbenes oder helles Nylon im Außenbereich oft mit dem Problem der Alterung konfrontiert, die sich vor allem in der Vergilbung der Teile äußert.

Nanjing Haisi Extrusion liefert einen Doppelschneckenextruder für die Compoundierung und Modifikation von Nylon- und Glasfasern.

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