解決尼龍制品脆性問題，當(dāng)真“煮水”就能簡單搞定？

時(shí)間：2017-10-23作者：衡水金輪塑業(yè)科技股份有限公司瀏覽：733

【尼龍制品】解決尼龍制品脆性問題，當(dāng)真“煮水”就能簡單搞定？
注塑加工廠和產(chǎn)品的較終用戶都已熟知吸水率會(huì)影響材料的性能，在搭扣等裝配中，存在著高載荷的應(yīng)用狀態(tài)，尼龍部件仍維持在原來“干式注塑”的狀態(tài)時(shí)，很可能會(huì)出現(xiàn)脆性斷裂，經(jīng)過“水煮”等調(diào)濕處理后，提高部件內(nèi)的水氣含量可有效地改善其易脆性。
1.什么是“水煮”調(diào)濕處理？
水煮工序其實(shí)跟我們的金屬“回火”處理工序的設(shè)置有異曲同工之妙。那就是讓尼龍件在一定的水溫浸泡，讓其內(nèi)部的大分子盡量地趨于自然取向和達(dá)到內(nèi)部的結(jié)晶與解晶的平衡，從而消除其內(nèi)部應(yīng)力。
此外，當(dāng)水分子吸附在尼龍基體樹脂上，并依附在尼龍主鏈的酰胺基團(tuán)上，導(dǎo)致鏈節(jié)間的吸引力降低，并促使尼龍主鏈趨向于分離，降低了材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。處于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，尼龍6和尼龍6/6等聚合物制件則顯示出較高的強(qiáng)度和韌性。
綜合表觀現(xiàn)象就是：尼龍件的韌性大大增強(qiáng)，脆性基本消除。
尼龍件水煮的溫度和時(shí)間：90-100℃，2-3小時(shí)；
調(diào)濕處理有多種方式和途徑。簡單的方法是在一個(gè)阻濕性包裝內(nèi)往注塑尼龍部件上噴淋精確數(shù)量的水。其他的方法包括：在存放有尼龍部件的包裝物內(nèi)，放入濕透了的紙巾，使紙巾上的水分逐步汽化遷移至尼龍部件上。這樣不僅可提高濕氣吸收率，而且濕氣可較均勻地吸附在尼龍部件的表面。
快速調(diào)濕處理是有效提高尼龍部件抗沖擊強(qiáng)度的一種方法，無論采用哪一種方法都存在著明顯的效果。
2.僅僅“水煮”就能解決所有材料脆性問題了嗎？
制品脆性較大并不能簡單地通過水煮解決。如果原材料本身已發(fā)生老化降解（如回料）或者成型加工過程中材料的分子量降低，會(huì)造成其性能*性變劣，那么即使“水煮”調(diào)濕也不能起到作用。
美國北方某家塑料加工廠，采用未填充尼龍6/6材料注塑制成了一種消費(fèi)類制品，在出廠幾天后這類制件顯得特別脆。經(jīng)過主動(dòng)調(diào)濕處理，塑料部件內(nèi)的較終水分含量達(dá)到3.2%，緊接著馬上把這些部件拿去應(yīng)用，通過裝配和檢測工序也沒發(fā)現(xiàn)任何問題。然而，這些部件一經(jīng)使用，立即出現(xiàn)質(zhì)量問題。把這些部件拿回去進(jìn)行評(píng)估檢測，發(fā)現(xiàn)其濕氣含量已經(jīng)降低至1.2%~1.5%。
總結(jié)塑料部件的現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)，得出結(jié)論是，經(jīng)過調(diào)濕處理后，聚合物材料變得柔韌，不再呈現(xiàn)為脆性材料。但在調(diào)濕過程中，人們往往會(huì)在短時(shí)間內(nèi)，往聚合物體內(nèi)輸入過多的濕氣，而聚合物不可能把這么多的濕氣長期都包容在體內(nèi)。一段時(shí)間后，多余的濕氣就會(huì)逸出聚合物，材料又重新回到脆性狀態(tài)。特別是當(dāng)材料已發(fā)生老化時(shí)，調(diào)濕處理對(duì)材料的韌性提高變得較加有限。
3.部件的終端用戶如何才能判斷出造成部件脆性的根本原因呢？
那么，如何判斷制件脆性是由于內(nèi)應(yīng)力存在還是原材料本身性質(zhì)引起？
其實(shí)很簡單，通過進(jìn)行熔體流動(dòng)速率（MFR）測試即可判斷。分別將純新樹脂、優(yōu)質(zhì)注塑件、脆性注塑件的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。
原則上，未填充聚合物可接受的MFR上限值為提高40%，優(yōu)質(zhì)注塑件可提升22%的標(biāo)準(zhǔn)值，劣質(zhì)部件的MFR變化值會(huì)高出近200%。
利用MFR測試值來分析和評(píng)估尼龍部件會(huì)碰到幾個(gè)大問題。MFR值是標(biāo)稱聚碳酸酯、聚等多種樹脂相對(duì)平均分子量的一個(gè)參數(shù)，很少有尼龍樹脂供應(yīng)商采用這一參數(shù)來衡量尼龍樹脂，這是由于尼龍與水相互之間存在著特殊的影響關(guān)系所致。在尼龍部件中，由于水起到了增塑劑的作用，水氣含量對(duì)MFR的測量值有較大影響。
由上表可知，這種材料的濕氣含量分別在0.20%和0.04%時(shí)，前者的MFR值高出后者將近40%。這樣，就很難判斷是由于濕氣含量變化而導(dǎo)致聚合物流動(dòng)性發(fā)生變化，還是因分子量改變而造成了流動(dòng)性變化。
有一個(gè)解決方案是，建立一個(gè)材料濕氣含量與MFR的曲線關(guān)系圖，圖2顯示，MFR變化值與濕氣含量變化大約呈直線關(guān)系?？梢酝ㄟ^將樣本進(jìn)行對(duì)比，即將樣本內(nèi)含濕氣大幅波動(dòng)變化的MFR值與樣本長期保持干燥狀態(tài)下的MFR值進(jìn)行比較。
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