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尼龍“水煮”三問?

更新時(shí)間:2022-10-28 點(diǎn)擊量:3312
  尼龍?jiān)?ldquo;水煮”過程中,為何會提高制品的沖擊性能?為何會有白色的粉末析出?又為何需要在水里添加一定量的白醋?到底“水”對尼龍做了什么?
  一、尼龍制品為何需要進(jìn)行“水煮”?
  尼龍(PA6、PA66等)屬于熱塑性的結(jié)晶聚合物,在注射成型過程中,由于模具溫度和機(jī)頭溫度相差較大,聚合物熔體在注射到模腔內(nèi)會迅速冷卻至玻璃化溫度(Tg,即不受外力下聚合物分子鏈能夠運(yùn)動的只低溫度)以下,分子鏈被凍結(jié),導(dǎo)致大分子鏈沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行排序和堆砌,形成自然結(jié)晶的材料。此時(shí),材料內(nèi)部的大分子鏈并沒有處于熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài),仍然會有趨向于自然取向和結(jié)晶的運(yùn)動狀態(tài)。
  所以,在尼龍制品成型后,會放在90~100℃的溫水中“煮”2~3h,可以消除產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力,提高制品的沖擊性能。
  二、為何“水”可以消除尼龍制品的內(nèi)應(yīng)力?
  尼龍行業(yè)的人都知道,在尼龍注塑成型前,需要對尼龍進(jìn)行干燥處理(烘料)。因?yàn)槟猃埛肿咏Y(jié)構(gòu)中含有極性親水集團(tuán)——酰胺基團(tuán),具有強(qiáng)的吸濕嚴(yán)性。如不進(jìn)行烘料,水汽的存在會是制品的性能大幅降低。那么既然這樣,為何還對尼龍進(jìn)行“水煮”?
  尼龍有很強(qiáng)的吸濕性,所以講尼龍制品進(jìn)行“水煮”,尼龍分子鏈在吸收水汽之后,有助于分子鏈的取向運(yùn)動(熱力學(xué)運(yùn)動),促進(jìn)材料的自然結(jié)晶過程,降低內(nèi)應(yīng)內(nèi),提高制品的沖擊性能。
  三、尼龍“水煮”時(shí)為何會出現(xiàn)白色粉末?
  聚合物是一類由許多小分子單體通過化學(xué)反應(yīng)形成的高分子化合物。以PA6為例,由己內(nèi)酰胺通過縮聚,形成的高分子化合物。由于在聚合反應(yīng)過程中,存在著化學(xué)反應(yīng)平衡,所以最終合成的產(chǎn)物中已然存在少量的己內(nèi)酰胺單體,處于游離狀態(tài)。
  這些游離的小分子單體,由于熱運(yùn)動會向制品的表面遷移,特別是在“水煮”過程中,會加快這些小分子單體的遷移速率并析出,就相當(dāng)于萃取的過程。所以,在“水煮”過程中,就會有白色粉末的析出。在尼龍6切片廠家生產(chǎn)過程中,會有專門的設(shè)備將這些單體進(jìn)行回收,從而提高原料的利用率。但是由于設(shè)備成本較高,所以一般的注塑廠家并不能做到。
  所以為了解決這個問題,通常會在水中添加一定量的白醋。來抑制游離單體的析出,減少白色粉末的出現(xiàn)。
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