¿Cuáles son las dificultades que deben afrontarse en la fabricación de nailon reforzado con fibra de vidrio?

El nailon (PA) tiene una serie de excelentes propiedades como alta resistencia mecánica, resistencia química, resistencia al aceite, resistencia al desgaste, autolubricación y fácil procesamiento y moldeado, y se ha convertido en uno de los plásticos de ingeniería termoplásticos más utilizados tanto a nivel nacional como internacional. .

Sin embargo, en aplicaciones prácticas, los requisitos de rendimiento del nailon varían según las diferentes condiciones o entornos de uso.

Por ejemplo, componentes como taladros eléctricos y carcasas de motores, impulsores de bombas, cojinetes, motores diésel y ventiladores de plástico para aire acondicionado requieren que los materiales de nailon tengan alta resistencia, rigidez y estabilidad dimensional;Debido a la escasa tenacidad del nailon a bajas temperaturas, es necesario endurecerlo y modificarlo en este momento;En algunos campos de aplicación al aire libre, los materiales de nailon deben someterse a modificaciones de resistencia a la intemperie, etc. en entornos exteriores a largo plazo.

Los materiales de refuerzo utilizados para mejorar el nailon son principalmente sustancias fibrosas como fibra de vidrio, fibra de carbono y bigotes, entre los cuales el refuerzo de fibra de vidrio es el más utilizado.El refuerzo de fibra de vidrio puede mejorar significativamente la rigidez, resistencia y dureza de los materiales, así como mejorar significativamente su estabilidad dimensional y resistencia al calor.

Debido a la resistencia insuficiente del nailon en sí, su resistencia se puede mejorar agregando entre un 10 y un 30% de fibras.En particular, se reconoce que una concentración del 30% es la proporción más adecuada.También los hay a los que se les puede añadir hasta un 40-50%, dependiendo de los requerimientos específicos de los diferentes productos, y con fórmulas adecuadas, todos pueden tener éxito.

Proceso de producción de nailon reforzado con fibra de vidrio.

En términos generales, existen dos procesos de producción de nailon reforzado con fibra de vidrio: el método de fibra larga y el método de fibra corta.

El método de fibra larga implica premezclar nailon y otros componentes en una tolva, mientras que la fibra de vidrio se introduce en el tornillo mediante la rotación del tornillo desde la entrada de la fibra de vidrio y luego se mezcla con resina de nailon.

Método de fibra corta, que significa que las fibras de vidrio cortadas se transportan a la fuerza al barril de material a través de una alimentación lateral y luego se mezclan con nailon.

Factores que afectan las propiedades del nailon reforzado con fibra de vidrio.

En primer lugar, la unión de la interfaz entre la fibra de vidrio y la resina de nailon tiene el impacto más importante en el nailon reforzado con fibra de vidrio.Si la combinación entre los dos no es buena, el efecto fortalecedor se reducirá considerablemente.En este punto, el tratamiento superficial de la fibra de vidrio cobra especial importancia.Hoy en día, los fabricantes de fibra de vidrio pueden producir modelos de fibra de vidrio con diferentes tratamientos superficiales para diferentes materiales para uso de los fabricantes de plástico modificado, siempre que la selección sea adecuada.

En segundo lugar, la longitud de las fibras de vidrio en los materiales de nailon es otro factor importante que afecta su rendimiento.En términos generales, las fibras de vidrio largas son superiores a las fibras de vidrio cortas en términos de resistencia a la tracción, resistencia a la flexión, módulo y resistencia al impacto entallada.

Mientras tanto, no se puede ignorar la dispersabilidad de las fibras de vidrio en los materiales.La dispersión de la fibra de vidrio depende principalmente de la acción de corte adecuada de los tornillos gemelos y de la cooperación de amasado de los materiales, lo que implica la combinación y la velocidad de los tornillos.La selección de la velocidad del tornillo está relacionada con el contenido de aditivos como fibra de vidrio en la fórmula.Para el nailon reforzado con retardante de llama, se recomienda una velocidad baja ya que el retardante de llama se ha descompuesto térmicamente.

Además, la temperatura de procesamiento, el diámetro de la fibra de vidrio y el tipo de fibra de vidrio también pueden afectar el rendimiento final del material, por lo que no lo repetiremos aquí.

Envejecimiento oxidativo térmico de nailon reforzado con fibra de vidrio durante el procesamiento.

Tomando como ejemplo el nailon 66 reforzado con fibra de vidrio, la fibra de vidrio es propensa a la extrusión y a la fricción con el material, el tornillo y la pared interior del cilindro en una extrusora de doble tornillo, generando una gran cantidad de calor por fricción.Esto a menudo conduce a que la temperatura real del material en el cilindro del extrusor sea mucho más alta que la temperatura mostrada en el extrusor.Temperaturas tan altas pueden provocar fácilmente que el nailon 66 sufra envejecimiento y degradación oxidativa térmica y reduzca las propiedades mecánicas del material compuesto.

La fluidez del nailon reforzado con fibra de vidrio.

El nailon reforzado con fibra de vidrio tiene poca fluidez y es propenso a problemas como alta presión de inyección, alta temperatura de inyección, inyección insatisfactoria y mala calidad de la superficie durante el moldeo por inyección, lo que afecta gravemente la apariencia del producto y conduce a una alta tasa de defectos.Especialmente en el proceso de producción de productos moldeados por inyección, los lubricantes no se pueden agregar directamente para resolver el problema y solo se pueden mejorar las materias primas.En términos generales, esto requiere agregar componentes lubricantes a la fórmula modificada.

Resistencia del nailon reforzado con fibra de vidrio al envejecimiento térmico por oxígeno a alta temperatura

En algunos campos de aplicación, como rodamientos y ventiladores de motores diésel, el nailon reforzado con fibra de vidrio a menudo enfrenta el problema del envejecimiento oxidativo térmico a alta temperatura a largo plazo.Aunque reforzar y modificar el nailon con fibra de vidrio puede mejorar moderadamente su resistencia al calor, no puede resolver bien el problema.Sin embargo, agregar aditivos anti-envejecimiento oxidativo térmico apropiados a los compuestos de nailon reforzado con fibra de vidrio puede lograr buenos resultados.

Resistencia a la intemperie del nailon reforzado con fibra de vidrio

El nailon sufre una serie de fenómenos de envejecimiento como decoloración, agrietamiento, pulverización y disminución de la resistencia en condiciones externas como la exposición a la luz solar, los cambios de temperatura y el viento y la lluvia.Entre ellos, la radiación ultravioleta es el factor clave que promueve el envejecimiento.El nailon resistente a la intemperie actualmente son principalmente productos negros, lo que se soluciona añadiendo al nailon aditivos como el negro de humo que absorbe los rayos ultravioleta para mejorar su resistencia a la intemperie.Pero además de los productos negros, el nailon natural o de colores claros suele enfrentarse a problemas de envejecimiento cuando se utiliza en exteriores, que se manifiesta principalmente en el amarillamiento de las piezas.

La aplicación de nailon con diferentes proporciones de fibras.

Tomando PA66 como ejemplo:

① Productos reforzados con fibra de vidrio de alta resistencia

El material de nailon reforzado con fibra de vidrio con una proporción del 40-50% es principalmente adecuado para la fabricación de componentes de alta resistencia para engranajes de alta resistencia y equipos profesionales.

Aplicación: Varios engranajes de precisión

PA66+GF tiene alta rigidez, tamaño estable, reducción de ruido, resistencia al desgaste, silencio, lubricación, antiestático y otras propiedades.

② Productos reforzados con fibra de vidrio de resistencia media

El material de nailon reforzado con fibra de vidrio con una proporción del 25-35% es principalmente adecuado para la fabricación de componentes de resistencia media, como piezas de automóviles, carcasas de herramientas eléctricas, aspas de ventiladores eléctricos, turbinas eólicas, vajillas, juguetes, etc.

Aplicación 1: Piezas automotrices

El material automotriz PA66+GF se puede aplicar en tuberías de admisión de motores, cubiertas de motores, chasis de automóviles, aspas de ventiladores de motores, evaporadores y condensadores de aire acondicionado de automóviles, etc.

1) El tubo de admisión del motor PA66+30% GF tiene una resistencia a temperaturas a largo plazo de 140 ℃ durante más de 2000 horas.

2) El guardabarros del chasis del automóvil y las aspas del ventilador del motor PA66+30% GF requieren excelente tenacidad y resistencia, así como baja deformación y estabilidad dimensional.

Los evaporadores de aire acondicionado para automóviles requieren buena deformación, resistencia al calor a largo plazo, resistencia a la hidrólisis, alta estabilidad dimensional, alta resistencia y tenacidad, PA66+15% GF+10% talco en polvo.

Aplicación 2: Varios conectores para accesorios electrónicos.

Se trata de un retardante de llama PA66+35% GF sin halógenos, que se utiliza ampliamente en varios conectores electrónicos.Los conectores electrónicos deben tener alta fluidez, estabilidad dimensional, buen rendimiento eléctrico y algunos también requieren un rendimiento retardante de llama.En este caso, sólo los materiales modificados pueden sustituirlos por completo.

Aplicación 3: Varias aspas e impulsores de ventiladores de alta potencia

Alta rigidez, alta tenacidad, baja deformación, resistencia a la fluencia, material PA66 modificado con resistencia a la hidrólisis + 30% GF.

Aplicación 4: Categoría de vajilla:

Resistencia a altas temperaturas, grado alimenticio, alta fluidez, reforzado, PA66+30% GF.

Aplicación 5: Campo de juguetes

Los juguetes como culatas de armas, hélices de drones y soportes de motores generalmente utilizan plásticos modificados con una resistencia media a alta, como PA66+30% GF y PA66+30% fibra de carbono.

③ Productos reforzados con fibra de vidrio de baja resistencia.

El material de nailon reforzado con fibra de vidrio con una proporción del 10 al 20 % es principalmente adecuado para la fabricación de conectores, interruptores táctiles, equipos médicos y otros componentes de productos electrónicos y eléctricos.

Aplicación: En el campo de los equipos médicos.

Los materiales de nailon tienen una resistencia mecánica y una sensación agradable para la piel que los materiales comunes no tienen, mientras que los equipos médicos como los correctores de caída del pie, las sillas de ruedas de rehabilitación y las camas de enfermería médicas generalmente requieren componentes con una cierta capacidad de carga, por lo que PA66+15% GF generalmente se elige.

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