Một bộ phận nylon có thể vượt qua quá trình kiểm tra ngay sau khi đúc, sau đó lắp khít lại sau khi bảo quản trong không khí ẩm hoặc bảo dưỡng trong nước. Bản vẽ không thay đổi nhưng chất liệu ' s độ ẩm có. Polyamit hấp thụ nước vào polyme; sự thay đổi dẫn đến tính di động và khoảng cách của xích có thể làm thay đổi kích thước cũng như độ cứng và hành vi va chạm. Sự thay đổi kích thước phụ thuộc vào cấp chính xác, cốt thép, hình học, độ ẩm, nhiệt độ và thời gian. Nó không thể được ấn định một “tỷ lệ giãn nở nylon” phổ quát.
Bài viết này giải thích cơ chế và đưa ra một cách thực tế để đo lường nó. Nó đề cập đến tiếp xúc với độ ẩm sau đúc, khác với việc làm khô viên trước khi ép phun.
Điều gì thực sự xảy ra khi nylon hấp thụ độ ẩm?
PA6 và PA66 chứa các nhóm amit tương tác với nước. Khi nước đi vào polyme, nó sẽ thay đổi các tương tác giữa các phân tử và hoạt động như một chất làm dẻo. Trong điều kiện điều hòa thông thường, một bộ phận có thể trở nên kém cứng hơn và dẻo hơn trong khi kích thước của nó tăng lên. Sự hấp thụ cũng cần có thời gian: một lớp bề mặt mỏng có thể ẩm ướt hơn lớp lõi trước khi sự phân bố độ ẩm đồng đều. Tốc độ và mức cân bằng phụ thuộc vào điều kiện tiếp xúc và độ dày của tường. BASF ' s Tài liệu kỹ thuật Ultramid ghi lại những thay đổi về kích thước và tính chất cơ học trên các lớp PA của chính nó.
Sự trương nở do ẩm và thủy phân là những cơ chế hư hỏng khác nhau. Điều hòa độ ẩm thông thường làm thay đổi trạng thái vật lý và có thể đảo ngược một phần bằng cách sấy khô trong điều kiện thích hợp. Tiếp xúc kéo dài với nước nóng hoặc môi trường có tính ăn mòn cũng có thể gây suy thoái hóa học; sấy khô không sửa chữa được chuỗi polymer bị hỏng. Nhiệt độ, thành phần chất lỏng, tải trọng và thời gian xác định liệu rủi ro đó có quan trọng hay không. Một bộ phận phát triển nhẹ nhưng vẫn mạnh mẽ cần một phản ứng khác với một bộ phận yếu ớt hoặc mất đi sức mạnh. Xem của chúng tôi hướng dẫn lựa chọn nylon xử lý nước cho các câu hỏi tài liệu dành riêng cho ứng dụng. BASF thảo luận về ảnh hưởng của nước đến độ cứng và độ bền của nó hướng dẫn kháng hóa chất.
Tại sao sự thay đổi chiều có thể khó dự đoán?
Trạng thái mà kích thước bản vẽ được kiểm tra là quan trọng. “Như được đúc”, “khô”, “được điều hòa ở môi trường xác định” và “sau khi ngâm trong nước” mô tả các trạng thái vật liệu khác nhau. Không nên thay thế kết quả ngâm trong nước cho một bộ phận sống trong không khí có độ ẩm vừa phải. Tương tự như vậy, một thanh trong phòng thí nghiệm có thể không phải là một phần dày, có gân với ứng suất cục bộ và một số phần tường.
BASF báo cáo rằng, vì nó không được gia cố Lớp Ultramid A và B dưới sự phân bố độ ẩm đồng đều, độ dài trung bình tăng lên vào khoảng 0,2–0,3% trên 1% nước hấp thụ. Tài liệu quảng cáo tương tự nêu rõ rằng, đối với các loại được gia cố bằng sợi thủy tinh, sự thay đổi chiều dài dọc theo hướng sợi là ít hơn 0,1% trên 1% nước hấp thụ. Đây là những ví dụ đã được công bố về những vật liệu và điều kiện đó, không phải dung sai hoặc hệ số thiết kế cho cấp Jinsu. Hướng xuyên sợi và mẫu sợi của phần thực ' phải được đo riêng. Tài liệu BASF Ultramid, “Hút nước và ổn định kích thước”
Đối với đặc điểm 100 mm, thay đổi 0,2% sẽ là 0,20 mm. Đây là số học minh họa tại sao một tỷ lệ nhỏ lại quan trọng ở quy mô lắp ráp; đó không phải là một sự thay đổi được dự đoán trước về phía bạn. Độ khít ren, mặt bịt kín, ổ trục và khớp nối đều có thể nhạy cảm với những thay đổi nhỏ hơn một milimet.
Liệu 30% sợi thủy tinh có giải quyết được vấn đề không?
Sợi thủy tinh thường hạn chế sự thay đổi kích thước theo hướng sắp xếp của sợi. Nó cũng có thể tạo ra phản ứng chiều theo hướng. Trong một bộ phận đúc phun, định hướng của sợi bị ảnh hưởng bởi cổng, đường dẫn dòng chảy, độ dày thành và đường hàn. Do đó, một giá trị “độ giãn nở độ ẩm” vô hướng duy nhất không thể mô tả mọi tính năng của thành phần PA6 GF30 hoặc PA66 GF30.
Việc gia cố cũng không làm cho ma trận polyamit miễn nhiễm với nước. Ví dụ: BASF ' riêng biệt Siêu âm B3EG6 bảng dữ liệu xác định vật liệu đó là loại PA6 được gia cố bằng sợi thủy tinh 30% và liệt kê các giá trị độ ẩm của 2,1% ở độ ẩm tương đối 50% và 6,6% khi bão hòa, theo báo cáo ASTM D570 đã nêu. Những con số đó mô tả điều đó cấp độ BASF cụ thể, không phải tất cả các hợp chất PA6 GF30. Chúng cho thấy lý do tại sao độ ẩm sử dụng và điều kiện thử nghiệm lại nằm cạnh mọi chỉ số độ ẩm. Bảng dữ liệu BASF B3EG6
Nếu bộ phận chứa thủy tinh bị cong vênh trong khi bảo quản, hãy kiểm tra độ ẩm và hướng sợi, ứng suất đúc và các phần tường không đồng nhất. Sự dịch chuyển chiều có hướng có thể được gây ra bởi nhiều hiệu ứng cùng nhau; sự thay đổi không nên được quy cho sự hấp thụ mà không có phép đo.
Độ co ngót của khuôn, giãn nở nhiệt và trương nở do ẩm không bằng nhau
Độ co khuôn mô tả sự khác biệt về kích thước được tạo ra trong quá trình đúc và làm nguội trong các điều kiện thử nghiệm quy định. Sự giãn nở nhiệt liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ. Độ trương nở liên quan đến sự hấp thụ nước sau khi đúc. Hoạt động dưới tải trọng kéo dài và sự xuống cấp hóa học có thể gây thêm những thay đổi. Do đó, phạm vi độ co khuôn của bảng dữ liệu ' là không câu trả lời cho “Phần hoàn thiện này sẽ phát triển bao nhiêu trong một nhà kho ẩm ướt?”
Khi đánh giá rò rỉ hoặc lỗi lắp ráp, hãy ghi lại kích thước, khối lượng, nhiệt độ, độ ẩm, tuổi và lịch sử tải của bộ phận '. Việc đo một phần bị ướt bị hỏng chỉ dựa vào bản vẽ có thể che giấu điểm xảy ra hiện tượng trôi dạt.
Kế hoạch thử nghiệm thực tế cho bộ phận nylon có dung sai tới hạn
- Xác định phong bì dịch vụ. Ghi lại nhiệt độ vận hành và bảo quản, độ ẩm tương đối hoặc tiếp xúc với chất lỏng, thời gian tiếp xúc, tải trọng và độ kín hoặc độ kín tới hạn. Quyết định xem bộ phận sẽ được kiểm tra khô, điều hòa hay sau khi bảo dưỡng.
- Xác định chính xác hợp chất. Lấy TDS hiện tại và hỏi xem các đặc tính được báo cáo là khô, được điều hòa hay ngâm. Ghi lại loại polyme, hàm lượng sợi thủy tinh, các chất độn khác, màu sắc và bất kỳ gói ổn định nào. Nhãn “PA66 GF30” giống nhau có thể bao gồm các công thức khác nhau.
- Đặt trạng thái ban đầu có thể lặp lại. Ghi lại lô sản xuất, cài đặt đúc, lịch sử điều hòa, khối lượng và các kích thước quan trọng. Sử dụng cùng một vị trí và thiết bị đo cho mọi thời điểm.
- Điều kiện cả mẫu vật và bộ phận thực. Bao gồm điều kiện không khí ẩm được kiểm soát phù hợp với mục đích sử dụng và chỉ tiếp xúc với nước hoặc môi trường nếu ứng dụng cần. Ghi lại nhiệt độ, độ ẩm hoặc chất lỏng, độ dày mẫu và thời gian. ISO 62:2008 mô tả các phương pháp hấp thụ nước đối với các mẫu nhựa xác định trong nước hoặc không khí ẩm; ISO 291:2008 giải quyết các bầu không khí được kiểm soát để điều hòa và thử nghiệm.
- Đo khối lượng và kích thước theo thời gian. Ghi lại chiều dài, chiều rộng, độ dày và các đặc điểm chức năng riêng biệt. Kiểm tra cả hướng dọc và hướng ngang của dòng chảy đối với phần chứa đầy thủy tinh. Dừng thử nghiệm khi đạt đến khoảng thời gian do ứng dụng xác định hoặc tiêu chí ổn định đã thỏa thuận; đừng cho rằng 24 giờ tượng trưng cho trạng thái cân bằng.
- Kiểm tra chức năng, không chỉ thước cặp. Kiểm tra lực lắp ráp, mô-men xoắn, tốc độ rò rỉ, khe hở điện hoặc tính năng khác thực sự xác định mức độ chấp nhận bộ phận. Nếu tiếp xúc ở nhiệt độ nóng, kéo dài hoặc có tác động mạnh về mặt hóa học, hãy đánh giá khả năng duy trì độ bền cũng như kích thước.
Đối với độ hút ẩm so với khối lượng khô ban đầu xác định, hãy tính tăng khối lượng (%) = (khối lượng sau khi tiếp xúc - khối lượng khô ban đầu) `khối lượng khô ban đầu × 100. Đối với một tính năng cụ thể, tính toán thay đổi kích thước (%) = (kích thước sau khi tiếp xúc - kích thước ban đầu) `kích thước ban đầu × 100. Giữ trạng thái ban đầu và điều kiện tiếp xúc bên cạnh mỗi kết quả. Nếu bộ phận ban đầu không khô, hãy dán nhãn phép tính là sự thay đổi so với trạng thái ban đầu đó thay vì “sự hấp thụ nước”.
ISO 15512:2019 bao gồm việc xác định nước nội dung trong nhựa, bao gồm cả hạt và thành phẩm; nó phân biệt rõ ràng điều này với đặc tính hấp thụ được đo theo ISO 62. Kết quả của một kết quả không thay thế kết quả của kết quả kia.
Lựa chọn vật liệu nên thay đổi như thế nào?
Đầu tiên hãy quyết định xem tổ hợp có thể chịu được độ lệch chiều bao nhiêu trong suốt thời gian sử dụng của nó. Sau đó so sánh hợp chất cụ thể trong cùng trạng thái độ ẩm và điều kiện thử nghiệm. Các tùy chọn có thể bao gồm loại PA6 hoặc PA66 được gia cố, công thức được chọn để tiếp xúc với nước hoặc một loại polyamit khác có cấu hình độ ẩm khác. Không có loại nào được chấp thuận chỉ vì họ polyme được mô tả là “độ hấp thụ thấp”.
Khi mối quan tâm là độ bền của nước nóng, hãy xác minh dữ liệu về độ cũ và khả năng duy trì đặc tính của ' cấp thực tế. Mô tả “chống thủy phân” không tự động đảm bảo độ trương nở do độ ẩm thấp và độ trương nở thấp hơn bản thân nó không tạo nên khả năng chống thủy phân lâu dài. Đối với bộ phận tiếp xúc với nước, hãy kiểm tra từng yêu cầu một cách độc lập.
Nếu bạn đang lựa chọn giữa các loại nylon cho một bộ phận có dung sai chặt chẽ, xem lại tài liệu PA6 và PA66 của chúng tôi hoặc gửi cho chúng tôi bản vẽ, dung sai và điều kiện dịch vụ. Chúng tôi có thể đề xuất điểm số của thí sinh và kế hoạch kiểm tra mẫu; lựa chọn cuối cùng phải được xác nhận trong phần và quy trình của bạn.
Câu hỏi thường gặp
Liệu các viên nylon khô có ngăn cản được phần hoàn thiện phát triển sau này không?
Không. Sấy viên giải quyết độ ẩm trước khi đúc. Sau khi được đúc, bộ phận có thể lấy độ ẩm từ môi trường cho đến khi đạt đến trạng thái phụ thuộc vào điều kiện. Cả độ ẩm chế biến và độ ẩm dịch vụ đều phải được kiểm soát nhưng ở các giai đoạn khác nhau.
Sự hấp thụ nước có luôn vĩnh viễn không?
Sự hấp thụ độ ẩm thông thường là một quá trình vật lý và có thể đảo ngược một phần. Chỉ sự thay đổi về khối lượng hoặc kích thước không chứng tỏ được sự hư hỏng vĩnh viễn. Tiếp xúc với nước nóng nhiều lần, hóa chất mạnh hoặc căng thẳng kéo dài có thể gây ra những thay đổi bổ sung, có khả năng không thể đảo ngược; kiểm tra những cái đó một cách riêng biệt.
Tôi có thể sử dụng số “hấp thụ nước 24 giờ” của nhà cung cấp ' làm dung sai kích thước của mình không?
Không. Phần trăm khối lượng nước hấp thụ và phần trăm thay đổi chiều dài là các phép đo khác nhau. Thử nghiệm kéo dài 24 giờ cũng có thể không phản ánh trạng thái cân bằng hoặc độ dày thành thực tế và điều kiện sử dụng bộ phận của bạn.
PA6 GF30 và PA66 GF30 có đặc tính chống ẩm giống nhau không?
Không nhất thiết phải như vậy. Thành phần hóa học của nhựa, công thức phân loại, số lượng và định hướng sợi cũng như các điều kiện tiếp xúc đều quan trọng. So sánh chính xác cấp độ của nhà cung cấp ở trạng thái khô và trạng thái điều hòa phù hợp với ứng dụng của bạn.