Проблемы переработки наполненных полиамидов литьем под давлением

Наполненные полиамиды имеют первостепенное значение в современной технике среди других литьевых конструкционных термопластов благодаря уникальному комплексу свойств при относительно невысокой стоимости.

Переработка композиций полиамидов, содержащих стекловолокно, сопряжена с проблемами снижения размерной точности (из-за высокой анизотропии технологической усадки и коробления), вызванных неравномерной ориентацией частиц волокна в литьевых деталях под действием течения расплава. Негативное влияние анизотропии технологической усадки на размерную точность деталей для композиций, содержащих длинное стекловолокно, меньше, чем для композиций с коротким волокном, что связано с меньшей степенью ориентации длинного волокна.

Общей проблемой термопластов (в том числе полиамидов), наполненных стеклянным или углеродным волокном, является низкая прочность спаев, что вызвано изменением ориентации частиц волокна вблизи спая.

При конструировании литьевых форм необходимо учитывать существенное повышение эффективной вязкости и снижение эластичности расплава наполненных полиамидов по сравнению с ненаполненными. Обсуждается проектирование литниковых систем для получения деталей из наполненных полиамидов.

Специальные требования предъявляются к литниковым системам при литье композиций, содержащих длинное волокно, ввиду более интенсивного разрушения длинного волокна в литниковых каналах. Особенно сильно разрушается углеродное волокно, что связано с его малым диаметром.

Термоокислительная деструкция расплава в материальном цилиндре литьевой машины представляет серьезную проблему при литье под давлением полиамидов и полиамидных композиций. Поэтому крайне важно учитывать время пребывания расплава в материальном цилиндре при выборе литьевой машины для переработки наполненных полиамидов. Негативное влияние термоокислительной деструкции на внешний вид деталей из полиамидов существенно снижается при использовании композиций темных оттенков.

Наиболее распространенные из полиамидов - ПА66 и ПА6 отличаются необычно высоким негативным влиянием влажности среды на технологические свойства, стабильность размеров и эксплуатационные характеристики материалов, что создает проблемы как при переработке, так и при хранении и эксплуатации деталей. Это также затрудняет прогнозирование технологической усадки, коробления и остаточных напряжений в инженерных расчетах.

Взаимодействие полиамидов с водой имеет химическую природу, и вызвано высокой полярностью амидных групп. Предварительная сушка полиамидов до определенной влажности позволяет предотвратить гидролиз в процессе переработки.

            Изменение линейных размеров (и в общем напряженно-деформированного состояния) литьевых деталей из композиций полиамидов при их хранении и эксплуатации во влажной среде определяется конкурирующим влиянием процессов, происходящих при диффузии и сорбции влаги: набухания, с одной стороны, и усадки из-за снижения модуля упругости материала, с другой стороны. При длительном отжиге также могут влиять процессы вторичной кристаллизации, постполимеризации и гидролиза.

            Хотя процессы набухания (отрицательная усадка) и усадки частично компенсируют друг друга, результирующее изменение размеров зависит от многих факторов. Для полиамидов, наполненных стекловолокном и углеродным волокном, одним из факторов является анизотропия процессов набухания и усадки, определяемая ориентацией волокна в области литьевой детали.

Кондиционирование литьевых деталей из полиамидов в кипящей воде позволяет в определенных пределах стабилизировать их размеры. Эта технология, тем не менее, не является универсальной, и ее применимость необходимо оценивать в каждом конкретном случае. Одним из негативных последствий кондиционирования деталей из полиамидов в кипящей воде является миграция стабилизаторов в водную среду.

Математическое моделирование литья под давлением наполненных полиамидов и прогнозирование возникающих проблем рассмотрено на примере программных продуктов Moldex3D R17 компании CoreTech System.

Поделиться в Facebook
Поделиться в Twitter
Please reload

Недавние
Please reload

© 2017 ЦОП Профессия

www.epcprof.ru

info@epcprof.ru

+7(812)313-54-14

Санкт-Петербург, Россия,

190020 а/я 140