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PA46 聚己二酰丁二胺
簡介
聚己二酰丁二胺又名聚酰胺46，俗稱尼龍46，簡稱PA46。聚酰胺46由荷蘭DSM公司在1984年首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展。早在20世紀(jì)30年代，杜邦公司就對(duì)聚酰胺46的合成進(jìn)行了研究，并制得了低分子量的聚酰胺46。1979年，固相縮聚法成功用于聚酰胺46的合成，制得了高分子量的聚酰胺46。但直到DSM公司提出以丙烯腈和氰化氫為原料生產(chǎn)1，4-丁二胺的方法，才使聚酰胺46合成向工業(yè)化生產(chǎn)邁進(jìn)。至1990年，DSM公司建立了年產(chǎn)2萬噸的工業(yè)生產(chǎn)裝置。聚酰胺46的生產(chǎn)主要由DSM公司控制，但通過與DSM合作，日本JSR公司、帝人公司和尤尼契卡公司也具備了開發(fā)和生產(chǎn)聚酰胺46的能力。
材料優(yōu)勢(shì)
· 耐高溫性能，可在機(jī)罩下長期使用，無鉛焊接加工。
· 優(yōu)異的耐化學(xué)性，可延長部件使用壽命。
· 優(yōu)異的機(jī)械性能，減少壁厚度，從而降低重量和部件價(jià)格 。
· 由于其低蠕變性、優(yōu)異的抗疲勞性能和低磨損性可延長使用壽命，性能更加可靠。
· 再研磨使用率可達(dá)到25-50%，而且性能無明顯下降（獲取經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)保持了產(chǎn)品的性能可靠）。
· 僅周期時(shí)間縮短即可提高制模設(shè)備30%生產(chǎn)效率（由于高流動(dòng)性可通過增加模腔數(shù)量提高生產(chǎn)效率）。
· 由于其優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的模流行為，提供了更大的設(shè)計(jì)自由度。
· 能夠均勻填充壁厚度極薄的產(chǎn)品，從而可輕松注塑最先進(jìn)的產(chǎn)品。
· 采用80℃水熱注模，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全和便捷的加工。
· 無飛邊現(xiàn)象，因此無需后處理。
· 如果高溫應(yīng)用要求具有更高耐熱性能的材料，可直接使用與PA6，PA66或聚脂相同的模具，無需更換。
PA46加工成型條件
在開機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)成型裝置進(jìn)行清理，可以采用HDPE或其它清潔復(fù)合物進(jìn)行清理。清潔復(fù)合物必須能夠承受高溫才可以使用。
為了建立最佳成型溫度，應(yīng)當(dāng)注意PA46的加工溫度上限和下限。PA46在熔體高于330℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生分解，即使停留時(shí)間很短。低的成型溫度可以增加材料的停留時(shí)間。
機(jī)筒的溫度設(shè)定，螺桿的設(shè)計(jì)，螺桿的速度和背壓決定了熔體的溫度。因此，在注塑成型進(jìn)行一段時(shí)間后和成型條件穩(wěn)定的條件下測(cè)量熔體的實(shí)際溫度是非常重要的。
料筒溫度：由于PA46的高熔點(diǎn)和高結(jié)晶性，在不過于接近330℃的PA46降解點(diǎn)的情況下，料筒溫度需設(shè)置得足夠高以提供均勻的熔體。
螺桿轉(zhuǎn)速：和大多數(shù)聚酰胺一樣，PA46由于其相對(duì)較低的熔體粘度而具有優(yōu)良的流動(dòng)性。螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)于傳遞給PA46熔體的剪切量的影響相對(duì)較低，通?？梢允褂酶叩穆輻U轉(zhuǎn)速而不會(huì)損害PA46聚合物。當(dāng)成型加工玻纖增強(qiáng)規(guī)格時(shí)，應(yīng)注意避免降低玻纖的長度。因而應(yīng)選擇盡可能低的螺桿轉(zhuǎn)速，使螺桿的塑化時(shí)間剛好在成型周期的冷卻時(shí)間內(nèi)。
背壓：加工PA46 時(shí)推薦采用相當(dāng)于7.5巴的背壓，以得到均勻的熔體并防止卷入氣體。過高的背壓（如：2 0巴）將使塑化時(shí)間延長，產(chǎn)生流延和降低玻纖的長度。
速度/壓力：由于PA46 的固化速度很快，所以需要較高的速度，以獲得優(yōu)良的壓實(shí)熔體和表面光潔度。因此需要模具的排氣來避免流道末端的燒焦情況。
保壓壓力/保壓時(shí)間：為獲得塑件最優(yōu)的外觀和尺寸控制，保壓時(shí)間起著重要的作用。從理論上說，保壓時(shí)間就是澆口凝固所需的時(shí)間。與其它工程塑料相比，PA46由于其快速的凝固特性而通常只需極短的保壓時(shí)間。通過足夠長的保壓階段，可以減少體積收縮所引起的凹陷和空穴。然而保壓壓力不能過高以免產(chǎn)生應(yīng)力。確定正確壓力水平的一種方法是：增加保壓壓力直到看不見凹陷為止。完全冷卻后，在塑件最厚處切開，檢查有無空穴。如果需要，可以增大保壓壓力。確定保壓時(shí)間的一種方法是測(cè)出塑件的重量，然后增加保壓時(shí)間直到獲得恒定的重量為止。一種更為復(fù)雜的方法是在型腔內(nèi)安裝傳感器，以此來確定確切的澆口凝固時(shí)間。與PA66相比，PA46只需約一半的保壓時(shí)間。這與它較高的開模溫度結(jié)合起來，可以解釋為什么和其它工程塑料相比，PA46的成型周期時(shí)間更短。
模具溫度/冷卻時(shí)間：由于PA46固化速度極快，所以其冷卻的時(shí)間也極短。由于這個(gè)原因，塑化時(shí)間通常是成型周期的決定因素。理論上說，PA46的加工過程可以在一個(gè)很寬的模具溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。為了獲得良好的尺寸穩(wěn)定性和流動(dòng)性，推薦模具溫度應(yīng)高于80℃。為減小后期的收縮量，增加流動(dòng)性，提高熔接線強(qiáng)度及提高韌性和表面質(zhì)量，模具溫度可增加至120℃，甚至更高。
開模：PA46通常不會(huì)粘附在模具的表面上，且具有良好的脫模特性。由于其高結(jié)晶度，PA46 表面固化快且在高溫時(shí)剛性較高。所以PA46的注塑件可以在相對(duì)較高的溫度下，如200℃脫模，從而使成型周期縮短。
[生產(chǎn)停歇]在生產(chǎn)過程中將要短暫停歇時(shí)，應(yīng)關(guān)閉料斗，使機(jī)筒排空并且螺桿處于前置位置，料筒的溫度可以保持。對(duì)于1 ~ 2小時(shí)的生產(chǎn)停歇，應(yīng)該采用相同的步驟，但是料筒的溫度應(yīng)降至260℃。在開機(jī)時(shí)，先用新材沖洗料筒。對(duì)于阻燃級(jí)，應(yīng)在將機(jī)器停頓前用HDPE沖洗料筒。
[停機(jī)/清理]結(jié)束PA46生產(chǎn)時(shí)應(yīng)排空料斗，用高粘度級(jí)的HDPE來沖洗料筒。在沖洗時(shí)降低機(jī)筒的溫度到將要加工的下一聚合物的溫度范圍。
PA46的注塑工藝
一、干燥
完裝密封的紙袋：無需預(yù)先干燥。經(jīng)已開啟的紙袋：必須放在有除濕裝置的干燥料桶內(nèi)，在120℃溫度進(jìn)行4小時(shí)的排風(fēng)干燥。干燥的時(shí)間長短在于塑料暴露在潮濕空氣的多少程度。在操作過程中，塑料必須放在有除濕裝置的干燥料桶內(nèi)，溫度保持在100℃。
二、注塑溫度調(diào)控
融熔溫度在295℃。理想的材料溫度可以在300～315℃。（它包括材料斷裂時(shí)所得拉伸數(shù)值及在懸臂梁下的抗沖擊數(shù)值IZOD）。
PA46 后段（輸送）中段（壓縮）前段（計(jì)量）噴嘴
不含纖維加固285～300290～305295～310295～310（料溫）
含纖維加固285～305295～310300～315300～315（料溫）
發(fā)現(xiàn)塑料自由溢出于爐嘴時(shí)，必須把爐嘴溫度下降（當(dāng)然也需要提防塑料冷卻于爐嘴內(nèi)）。另外爐嘴必須壓著模板，但如過份壓著，亦可適量減低壓力。
三、滯留時(shí)間
為防止在操作過程中出現(xiàn)嚴(yán)重塑料性能下降，從而做出理想的機(jī)械性能。
如下乃最高的滯留時(shí)間：
不含纖維加固的PA46：6～10分鐘
含纖維加固的PA46：5分鐘
避免使用大容量的注塑機(jī)，指相對(duì)于成品體積而言。
滯留時(shí)間=循環(huán)時(shí)間×（熔爐筒內(nèi)能盛載的容量/成品容量）
四、模具溫度
建議模具溫度在80～140℃使用。
五、應(yīng)用
電氣及電子應(yīng)用：SMD元件，接插件，斷路器，繞線元件，電動(dòng)馬達(dá)部件和電器元件；
機(jī)載部件應(yīng)用：齒輪、軸承和軸承罩；
汽車應(yīng)用：傳感器和連接器，如馬達(dá)控制系統(tǒng)、進(jìn)氣設(shè)備、電纜緊固件，交流發(fā)電機(jī)和起動(dòng)機(jī)部件，以及排氣控制和輔助供氣系統(tǒng)的泵殼。
