Das Härten von Guss-Nylon (insbesondere MC-Nylon) ist eine häufige Modifikationsanforderung, denn obwohl es von Natur aus stark und abgenutzt ist, ist seine Zähigkeit (insbesondere die Härte von Auswirkungen) relativ unzureichend und es ist anfällig für Bruch, wenn sie einen Einfluss ausgesetzt ist.
Das Wesen der Härten besteht darin, die Wirkungsenergie durch Einführung einer flexiblen zweiten Phase oder der Veränderung der molekularen Kettenstruktur aufzunehmen und zu dispergieren. Im Folgenden finden Sie mehrere bewährte Methoden zur Härtung des Guss -Nylons, die von gemeinsam zu Special angeordnet sind:
Bei dieser Methode wird das Härtungsmittel direkt vor der Gussreaktion in das Rohstoffsystem hinzugefügt, was durch mechanisches Rühren homogen verteilt und dann in situ polymerisiert wird.
1. Härtung von Gummi -Elastomeren
(1) Prinzip: Winzige Kautschukpartikel als "Spannungskonzentrationspunkte" einführen. Wenn die Kautschukpartikel betroffen sind, verformen und produzieren sie Silberlinien, wodurch eine große Menge an Energie absorbiert und die Rissausdehnung verhindert wird.
→ Nitril -Gummi (NBR): besonders pulverisiertes NBR, leicht zu diperieren. Es hat eine gewisse Kompatibilität mit Nylon. → Ethylenpropylen -Dien -Gummi (EPDM): guter Alterungswiderstand.
→ Acrylatkautschuk (ACM): Gute Wärme und Ölwiderstand.
→ Core-Shell-Struktur-Härtung (MBS, ACR usw.): Dies ist eine Klasse von hocheffizientem Härtungsmittel, der Kern ist weicher Gummi, die Hülle ist mit Nylonkunststoffen, einer guten Dispersion, dem Härteneffekt und der Auswirkungen auf die Stärke eines kleinen.
(3) HINWEIS: Es ist erforderlich, sicherzustellen, dass das Härtungsmittel eine gute Dispersion und Stabilität in der Caprolactam -Schmelze aufweist, sonst ist es leicht zu lindern oder zu Phasentrennung.
2. Thermoplastischer Elastomer (TPE) hartnäckig
(1) Prinzip: Ähnlich wie Gummi, die die Gummi -Härten aufweist, zeigt TPE die Gummielastizität bei Raumtemperatur und kann bei hoher Temperatur plastisiert werden.
(2) häufig verwendete Härtungsmittel:
→ Polyolefin -Elastomere (POE): Ausgezeichneter Härtungseffekt ist derzeit eine sehr wichtige Optionen für Härten.
→ Elastomere auf Styrolbasis (SBS, SEBS): SEBS hat einen besseren Alterungswiderstand als SBS.
(3) Vor- und Nachteile des physischen Co-Aussagens:
⚡ Vorteile: Relativ einfach zu bedienen, offensichtlicher Effekt, kann flexibel an die Menge an hinzugefügter Zähigkeit angepasst werden.
⚡ Nachteile: Verringert normalerweise die Festigkeit, Steifheit und Wärmefestigkeit des Materials in gewissem Maße (bekannt als "Kompromiss" Zähigkeitsstiff "). Die Zugabe von Härtungsmitteln kann die Polymerisationsrate und das endgültige Molekulargewicht beeinflussen.
Ii. Chemische Modifikation für die Härtenung (liefert dauerhaftere und gleichmäßigere Ergebnisse)
Diese Methode erreicht härtlich, indem die chemische Struktur des Nylons selbst verändert wird.
1. Innenhärtung
. Erhöhen Sie die Flexibilität der Kette.
(2) Beispiele: Synthese von Copolymeren wie Nylon 6/12, Nylon 6/66 usw. oder Synthese von Polyether-Amid-Blockcopolymeren (Peba, sehr weich).
(3) Vor- und Nachteile:
⚡ Vorteile: Einheitlicher Härtungseffekt, keine Phasentrennungsprobleme, kleine oder einstellbare Auswirkungen auf andere Materialeigenschaften.
⚡ Nachteile: Komplexer Prozess erfordert eine genaue Kontrolle der chemischen Reaktion und hohen Kosten.
2. MODIFIZIERUNG
. Grenzflächenadhäsion, die Effizienz des weit höheren Verschärfens als das einfache Mischen. Grenzflächenbindungskraft ist die Härtungseffizienz viel höher als die einfache Mischung.
(2) häufig verwendete Reagenzien: Maleinsanhydrid-POE (POE-G-MAH) oder Maleinsanhydrid-EPDM (EPDM-G-MAH) sind äußerst wirksame Härtungsmittel.
(3) Vor- und Nachteile:
⚡Atvantations: Ausgezeichneter Härteneffekt, eine verbesserte Version der physischen Mischung, eine gute Grenzflächenbindung, nicht leicht zu Phasentrennung.
⚡DisadVantagen: Sie müssen bestimmte Transplantate erwerben oder vorbereiten, etwas höhere Kosten.
Iii.nano-composite-Härtung (modernste Technologie)
1. Prinzip: Unter Verwendung der riesigen spezifischen Oberfläche und der speziellen Grenzflächeneffekte von Nanomaterialien (z. B. Nano-Montmorillonit, Kohlenstoffnanoröhren, Graphen) wird die kohäsive Struktur von Nylon im Nanoskala verändert. Die Nanopartikel können als Vernetzungspunkte fungieren und auch die Rissverlängerung behindern und gleichzeitig die Stärkung und Härten erkennen.
2.Methods: Normalerweise werden die Nanomaterialien zuerst in Caprolactam-Monomer interkaliert oder gepeppt, um vor der Polymerisation eine homogene Vordispersion zu bilden.
3.Advantations und Nachteile:
⚡Atvantations: Kann die Zähigkeit und Stärke bei einem kleinen Opfer der Steifheit und einer guten Gesamtleistung erheblich erhöhen.
⚡ Nachteile: Nanomaterialien sind schwer zu zerstreuen, hohe Prozessanforderungen, hohe Kosten, noch nicht massiv beliebt.
Iv.reguliertes Polymerisationsprozess und Nachbehandlung
Diese Methode fügt keine zusätzlichen Komponenten hinzu, sondern nutzt das eigene Potenzial des Materials durch Optimierung des Prozesses.
√control Molekulargewicht: Angemessen das Molekulargewicht des Polymerisationsprodukts erhöhen, die Molekülkette ist länger und es gibt mehr Verstrickungspunkte, was für die Stresstransfer förderlich ist und die Zähigkeit verbessern kann.
√control Die Kristallinität: Die Zähigkeit von Nylon stammt hauptsächlich aus der amorphen Zone. Durch Einstellen der Kühlrate oder das Hinzufügen von Keimständen können Korngröße und Kristallinität kontrolliert werden. Reduzieren Sie die Korngröße, die Bildung eines gleichmäßigen feinen Kugelkristalls kann die Zähigkeit erheblich verbessern, da die Grenze des großen Kugelkristalls das schwache Zusammenhang der Spannungskonzentration ist.
√Antaling -Behandlung: Das Glühen nach Abschluss des Gießens kann interne Belastungen beseitigen, die Kristallstruktur perfekter und stabiler machen und manchmal die Zähigkeit verbessern.
V.Praktische Empfehlungen und Schritte
Für die allgemeine Nylonproduktion werden die folgenden Schritte empfohlen, um zu härten:
1. Definieren Sie die Bedürfnisse: Bestimmen Sie zunächst den erreichten Aufprallstärkeindex sowie den akzeptablen Bereich an Festigkeit und Steifigkeitsverlust.
2. bevorzugte Lösung: Fügen Sie mit einer physischen Mischung zu 5% ~ 15% POE-G-MAH hinzu. Dies ist die ausgewogeneste Lösung in Bezug auf die Kostenleistung und Effektivität.
3.. Optimieren Sie den Prozess: Angemessene Dehydration: Das Caprolactam -Monomer muss angemessen dehydriert werden, andernfalls wirkt sich das Härtungsmittel die Polymerisation aus. Homogene Dispersion: Mischen Sie das Härtungsmittel mit Katalysator und Monomer bei geeigneter Temperatur (~ 100-110 ℃) bei hoher Geschwindigkeit für eine lange Zeit, um eine homogene Dispersion zu gewährleisten. Kontrolle der Polymerisationstemperatur: Die Polymerisationstemperatur beeinflusst den Kristallisationsprozess und hat einen wesentlichen Einfluss auf die endgültigen Eigenschaften.
4. Testen und Iteration: Nach der Erstellung von Proben mechanische Eigenschaftstests (insbesondere die Aufprallstärke des einfach unterstützten Strahls/Auslegerstrahls) und passen Sie den Typ und die Menge des Härtungsmittels entsprechend den Ergebnissen an.
5. Erweiterte Optionen: Wenn eine sehr hohe Nachfrage nach Leistung besteht und unabhängig von den Kosten eine Copolymermodifikation oder die Nanokomposit -Technologie berücksichtigt werden können.
Vi. Zusammenfassungstabelle
| Methodenkategorie | Spezifische Methode | Vorteile | Nachteile | Anwendbare Szenarien |
| Physische Mischung | Hinzufügen von Gummi/Elastomeren (Poe, EPDM) | Einfache, effektive, niedrige Kosten | Opferstärke und Steifheit （Potentialphasentrennung） | Allgemeiner Härtung, am häufigsten am häufigsten |
| Chemische Modifikation | Zugabe von reaktivem Härtungsmittel (Poe-G-Mah) | Hohe Härteneffizienz, ausgezeichnete Grenzflächenbindung | Etwas höhere Kosten | Bevorzugte Auswahl für Hochleistungsanwendungen |
| Interne Härten (Copolymerisation) | Einheitliche Eigenschaften, hohe Konstruktionsflexibilität | Komplexer Herstellungsprozess, hohe Kosten | Synthese von Spezialnylonklassen |
| Nano-Komposit | Zugabe von Nanomaterialien (Nano-Ton) | Gleichzeitig verbessert die Zähigkeit | Herausfordernde Dispersion, anspruchsvolle Herstellungsprozesse, hohe Kosten | High-End-Anwendungen in modernsten |
| Prozesskontrolle | Kontrollmolekulargewicht und Kristallinität | Keine Einführung ausländischer Substanzen | Eingeschränkter Härtungseffekt | Dient als Hilfsmaß, um grundlegende Eigenschaften zu optimieren |
