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尼龙制品“回火”时,水对尼龙到底做了什么? - 艾邦高分子

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  •   10190 · 2017-10-11 · 4935 次查看
    编者按

    有经验的注塑师傅,在尼龙制品成型后,会放置在温水(90~100℃)里浸泡一段时间(2~3h),从而提高制品的冲击性能。尼龙“水煮”因为和金属的回火处理有着异曲同工之妙,亦称为“回火”。



    尼龙滑动角(图片来自百度图库)

    那么,尼龙在“水煮”过程中,为何会提高制品的冲击性能?为何会有白色的粉末析出?又为何需要在水里添加一定量的白醋?到底“水”对尼龙做了什么?
    想必读到这,您可能会觉得,煮了一辈子的尼龙,还真没有想过“水”对尼龙做了什么。稍安勿躁,小编接下来就分三章十二回,给大家详细的说道说道。
     一、尼龙制品为何需要进行“水煮”?
    尼龙(PA6、PA66等)属于热塑性的结晶聚合物,在注射成型过程中,由于模具温度和机头温度相差较大,聚合物熔体在注射到模腔内会迅速冷却至玻璃化温度(Tg,即不受外力下聚合物分子链能够运动的最低温度)以下,分子链被冻结,导致大分子链没有足够的时间进行排序和堆砌,形成自然结晶的材料。此时,材料内部的大分子链并没有完全处于热力学稳定状态,仍然会有趋向于自然取向和结晶的运动状态。


    尼龙座椅扶手(图片源自百度文库)
    所以,制品的内应力增大,制品冲击性能降低,性脆。这就好比一根橡皮筋,拉直后,固定两端,这样橡皮筋就处于回缩的运动趋势,你敢去乱碰吗?


    尼龙66合成化学反应式
    所以,在尼龙制品成型后,会放在90~100℃的温水中“煮”2~3h,可以消除产品的内应力,提高制品的冲击性能?那么,为何“水”可以消除尼龙制品的内应力?也就是让拉直的橡皮经回到原来的状态。
     二、为何“水”可以消除尼龙制品的内应力?
    尼龙行业的人都知道,在尼龙注塑成型前,需要对尼龙进行干燥处理(烘料)。因为尼龙分子结构中含有极性亲水集团——酰胺基团,具有强的吸湿严性。如不进行烘料,水汽的存在会是制品的性能大幅降低。那么既然这样,为何还对尼龙进行“水煮”?


     图片源自百度图库
    回答这个问题,小编可以用形容韩信的一句话来解释——“成也萧何败萧何”。正是因为尼龙有很强的吸湿性,所以讲尼龙制品进行“水煮”,尼龙分子链在吸收水汽之后,有助于分子链的取向运动(热力学运动),促进材料的自然结晶过程,降低内应内,提高制品的冲击性能。


    图片源自百度图库
    所以,这就好比哲学上的绝对与相对,没有绝对的行与不行。但是,这时又有一个问题,为什么在“水煮”时,会有白色粉末的析出?这就不是哲学可以解答得了,还得需要科学。
     三、尼龙“水煮”时为何会出现白色粉末?聚合物是一类由许多小分子单体通过化学反应形成的高分子化合物。以PA6为例,由己内酰胺通过缩聚,形成的高分子化合物。由于在聚合反应过程中,存在着化学反应平衡,所以最终合成的产物中已然存在少量的己内酰胺单体,处于游离状态。


    尼龙6化学结构式
    这些游离的小分子单体,由于热运动会向制品的表面迁移,特别是在“水煮”过程中,会加快这些小分子单体的迁移速率并析出,就相当于萃取的过程。所以,在“水煮”过程中,就会有白色粉末的析出。在尼龙6切片厂家生产过程中,会有专门的设备将这些单体进行回收,从而提高原料的利用率。但是由于设备成本较高,所以一般的注塑厂家并不能做到。


    尼龙无障碍扶手(图片源自百度图库)
    所以为了解决这个问题,通常会在水中添加一定量的白醋。来抑制游离单体的析出,减少白色粉末的出现。

    艾邦总结

    尼龙制品的“水煮”工艺到底是谁发明的?是理论指导实践?还是经验导向理论?小编其实也不知道,如果您有更明确的答案,可以私聊小编,共同探讨“水”与“尼龙”的那些事!


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