Was ist PA6-Kunststoff?

Polyamid (PA), üblicherweise Nylon genannt, ist ein Heterokettenpolymer mit Amidgruppen (-NHCo-) in der Hauptkette. Es lässt sich in aliphatische und aromatische Gruppen unterteilen. Es ist der am frühesten entwickelte und am häufigsten verwendete thermoplastische Konstruktionswerkstoff.

Polyamid-Hauptketten enthalten viele sich wiederholende Amidgruppen und werden als Kunststoff Nylon und synthetische Fasern verwendet. Je nach Anzahl der Kohlenstoffatome in den binären Aminen und Dicarbonsäuren oder Aminosäuren lassen sich verschiedene Polyamide herstellen. Derzeit existieren Dutzende von Polyamiden, wobei Polyamid-6, Polyamid-66 und Polyamid-610 zu den am weitesten verbreiteten gehören.

Polyamid-6 ist ein aliphatisches Polyamid mit geringem Gewicht, hoher Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Beständigkeit gegenüber schwachen Säuren und Laugen sowie einigen organischen Lösungsmitteln. Es lässt sich leicht formen und verarbeiten und weist weitere hervorragende Eigenschaften auf. Es findet breite Anwendung in Fasern, technischen Kunststoffen, Dünnschichten und anderen Bereichen. Allerdings enthält das Molekülkettensegment von PA6 stark polare Amidgruppen, die leicht Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen bilden. Das Produkt weist daher Nachteile wie hohe Wasseraufnahme, geringe Dimensionsstabilität, niedrige Schlagfestigkeit im trockenen Zustand und bei niedrigen Temperaturen sowie eine geringe Beständigkeit gegenüber starken Säuren und Laugen auf.

Vorteile von Nylon 6:

Hohe mechanische Festigkeit, gute Zähigkeit, hohe Zug- und Druckfestigkeit.

Hervorragende Dauerfestigkeit; die Teile behalten auch nach wiederholtem Biegen ihre ursprüngliche mechanische Festigkeit.

Hoher Erweichungspunkt, hitzebeständig.

Glatte Oberfläche, geringer Reibungskoeffizient, verschleißfest.

Korrosionsbeständig, sehr beständig gegen Laugen und die meisten Salze, auch beständig gegen schwache Säuren, Öl, Benzin, aromatische Verbindungen und gängige Lösungsmittel. Aromatische Verbindungen sind inert, jedoch nicht beständig gegen starke Säuren und Oxidationsmittel. Es widersteht der Korrosion durch Benzin, Öl, Fett, Alkohol, Laugen usw. und weist eine gute Alterungsbeständigkeit auf.

Es ist selbstverlöschend, ungiftig, geruchlos, witterungsbeständig, inert gegenüber biologischer Erosion und besitzt eine gute antibakterielle und schimmelresistente Wirkung.

Es besitzt ausgezeichnete elektrische Eigenschaften, eine gute elektrische Isolation, einen hohen Nylon-Volumenwiderstand, eine hohe Durchschlagsfestigkeit, kann in trockener Umgebung als Frequenzisolationsmaterial eingesetzt werden und bietet auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit noch eine gute elektrische Isolation.

Leicht, einfach zu färben, leicht zu formen, dank niedriger Schmelzviskosität fließt es schnell.

Nachteile von Nylon 6:

Leicht wasserabsorbierend, Wasseraufnahme, Sättigungsgrad kann mehr als 3 % erreichen.

Aufgrund der geringen Lichtbeständigkeit oxidiert das Material bei längerem Kontakt mit hohen Temperaturen durch den Sauerstoff in der Luft, verfärbt sich zunächst braun und die Oberfläche wird anschließend brüchig und rissig.

Die Anforderungen an die Spritzgusstechnologie sind strenger; bereits geringste Feuchtigkeitsspuren können die Qualität des Formteils erheblich beeinträchtigen. Aufgrund der Wärmeausdehnung ist die Dimensionsstabilität des Produkts schwer zu kontrollieren. Scharfe Kanten führen zu Spannungskonzentrationen und verringern die mechanische Festigkeit. Ungleichmäßige Wandstärken verursachen Verformungen und Verzug. Für die Nachbearbeitung ist eine hohe Präzision der Anlagen erforderlich.

Nimmt Wasser, Alkohol und Quellmittel auf, ist nicht beständig gegen starke Säuren und Oxidationsmittel und kann daher nicht als säurebeständiges Material verwendet werden.

Warum Langglasfasern einsetzen?

PA6 besitzt hervorragende Eigenschaften wie geringes Gewicht, hohe Festigkeit, Abriebfestigkeit, Beständigkeit gegenüber schwachen Säuren und Laugen sowie einigen organischen Lösungsmitteln und lässt sich gut formen und verarbeiten. Es findet breite Anwendung in den Bereichen Fasern, technische Kunststoffe und Folien. Allerdings enthält die Molekülkette von PA6 hochpolare Amidgruppen, die leicht Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen ausbilden. Das Produkt weist Nachteile wie hohe Wasseraufnahme, geringe Dimensionsstabilität, niedrige Schlagfestigkeit im trockenen Zustand und bei niedrigen Temperaturen sowie eine geringe Beständigkeit gegenüber starken Säuren und Laugen auf. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik und der Verbesserung der Lebensqualität haben die Mängel einiger Eigenschaften von herkömmlichem PA6 dessen Einsatz in bestimmten Bereichen eingeschränkt. Um die Eigenschaften von PA6 zu verbessern und sein Anwendungsgebiet zu erweitern, ist eine Modifizierung von PA6 erforderlich.

Die Modifizierung durch Füllstoffverbesserung ist eine gängige Methode zur physikalischen Modifizierung von PA6. Sie bezeichnet die Modifizierung von PA6 durch Zugabe von Füllstoffen wie Glasfasern und Kohlenstofffasern in die Matrix, um die mechanischen Eigenschaften, die Flammschutzwirkung, die Wärmeleitfähigkeit und die Dimensionsstabilität des Materials signifikant zu verbessern.

Wozu dient PA6-LGF?

Modifiziertes PA6 mit 30 % langglasfaserverstärktem Aluminium eignet sich ideal für die Bearbeitung von Gehäusen und Bauteilen von Elektrowerkzeugen, Maschinenteilen und Automobilteilen. Seine mechanischen Eigenschaften, Dimensionsstabilität, Hitzebeständigkeit und Alterungsbeständigkeit wurden deutlich verbessert. Die Dauerfestigkeit ist 2,5-mal höher als die des unmodifizierten Materials, wobei der Modifizierungseffekt besonders ausgeprägt ist.

Verarbeitung

Durch die Verstärkung von PA6-Produkten mit 30 % Glasfasern lässt sich die Schrumpfung auf 0,3 % reduzieren. Reines PA6 schrumpft zwischen 1 % und 1,5 % und kann durch die Zugabe von 30 % Glasfasern auf etwa 0,3 % gesenkt werden. Erfahrungsgemäß sinkt die Schrumpfung von PA6-Harz mit steigendem Glasfaseranteil. Allerdings führt eine höhere Fasermenge auch zu abstehenden Fasern an der Oberfläche, schlechterer Verträglichkeit und anderen negativen Folgen. Die Verstärkung mit 30 % Glasfasern erzielt daher vergleichsweise gute Ergebnisse.

Das mit 30 % Glasfaser verstärkte PA6-Recyclingmaterial sollte nicht mehr als dreimal verwendet werden. PA6 mit 30 % Glasfaseranteil enthält kein Recyclingmaterial. Bei zu hohem Recyclinganteil kann es jedoch zu Produktverfärbungen oder einer deutlichen Verschlechterung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften kommen. Die Dosierung sollte daher unter 25 % gehalten werden, da sonst Schwankungen der Prozessbedingungen auftreten können. Recyclingmaterial und Neumaterial müssen vor der Verwendung getrocknet werden.

Legen Sie das Produkt in heißes Wasser und lassen Sie es langsam abkühlen. Da sich die Glasfasern beim Spritzgießen entlang der Fließrichtung ausrichten, was zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und einer Schrumpfung in Fließrichtung führt, kann sich das Produkt verformen und verziehen. Daher sollten Position und Form des Angusses bei der Werkzeugkonstruktion optimal gewählt werden. Durch die Kühlung des Werkzeugs und das langsame Abkühlen in heißem Wasser kann die Temperatur im Werkzeug erhöht werden.

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