PA也是结晶型塑料(尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂),作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万,品种很多,应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。
尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性,其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高,耐热,磨擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好。
缺点是吸水性大,染色性差,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好(100℃内可长期使用)、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有:易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差,因其比热大,产品较烫。
PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高,故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大,吸水性比PA66低,尺寸稳定性可靠。
尼龙的燃烧性为ULS44-2级,氧指数为24-28,尼龙的分解温度>299℃,在449~499℃时会发生自燃。尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1mm。
PA的主要技术性能指标和用途见表
2.PA的工艺特点
2.1.PA易吸湿,加工前一定要充分干燥,含水量应控制在0.3%以下。原料干燥得好,制品光泽高,否则比较粗糙,PA不会随受热温度的升高而逐渐软化,而是在一个靠近熔点的较窄的温度范围内软化,熔点很明显,温度一旦达到就会出现流动(与PS、PE、PP等料不同)。
PA的粘度远比其它热塑性塑料低,且其熔化温度范围较窄(仅5℃左右)。PA流动性好,容易充模成型,也易走披锋。喷嘴易出现“流涎”现象,抽胶需大一点。
PA熔点高,凝固点也高,熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固,妨碍充模成型的完成。所以,必须采用高速注射,(薄壁或长流程制件尤其这样)。尼龙模具要有较充分的排气措施。
PA在熔融状态时,热稳定性较差,易降解。料筒温度不宜超过300℃,熔料在料筒内加热时间不宜超过30分钏,PA对模温要求较高,可利用模温的高低来控制其结晶性,来获得所需的性能。
PA料模温在50-90℃较好,PA1010加工温度在220-240℃为宜,PA66加工温度为270-290℃。PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。
2.2.PA12 聚酰胺12或尼龙12加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存,建议要在85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存,那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度240~300C;对于普通特性材料不要超过310C,对于有阻燃特性材料不要超过270C。
模具温度:对于未增强型材料为30~40C,对于薄壁或大面积元件为80~90C,对于增强型材料为90~100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力:最大可到1000bar(建议使用低保压压力和高熔化温度)。注射速度:高速(对于有玻璃添加剂的材料更好些)。
流道和浇口:对于未加添加剂的材料,由于材料粘性较低,流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。
可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口,这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口,建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效,但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道,浇口尺寸应当比冷流道要小一些。
2.3.PA6 聚酰胺6或尼龙6:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的,则容器应保持密 闭。如果湿度大于0.2%,建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时,建议进行105C,8小时以上的真空烘干。
熔化温度:230~280C,对于增强品种为250~280C。模具温度:80~90C。模具温度很显著地影响结晶度,而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要,因此建议模具温度为80~90C。
对于薄壁的,流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度,但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm,建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力:一般在750~1250bar之间(取决于材料和产品设计)。
注射速度:高速(对增强型材料要稍微降低)。流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。
2.4.PA66 聚酰胺66或尼龙66如果加工前材料是密封的,那么就没有必要干燥。然而,如果储存容器被打开,那么建议在 85C的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%,还需要进行105C,12小时的真空干燥。
熔化温度:260~290C。对玻璃添加剂的产品为275~280C。熔化温度应避免高于300C。模具温度:建议80C。模具温度将影响结晶度,而结晶度将影响产品的物理特性。
对于薄壁塑件,如果使用低于40C的模具温度,则塑件的结晶度将随着时间而变化,为了保持塑件的几何稳定性,需要进行退火处理。注射压力:通常在750~1250bar,取决于材料和产品设计。注射速度:高速(对于增强型材料应稍低一些)
流道和浇口:由于PA66的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。如果使用热流道,浇口尺寸 应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。
3.典型应用范围:
3.1.PA12 聚酰胺12或尼龙12应用范围:水量表和其他商业设备,电缆套,机械凸轮,滑动机构以及轴承等。
3.2.PA6 聚酰胺6或尼龙6应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性,还用于制造轴承。
3.3.PA66 聚酰胺66或尼龙66应用范围:同PA6相比,PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。