第三节 加工与应用
一、玻璃纤维增强尼龙66的加工与应用
1.原材料与配方(质量分数)
2.制备方法
(1)尼龙66树脂纯料的制备 PA66聚合工艺是以50%尼龙66盐水溶液为主要原料,通过加入醋酸、次亚磷酸钠等添加剂,按规定的工艺参数经缩聚反应,生成相对黏度(相对95%浓硫酸)为2.70±0.03的PA66聚合物颗粒。
(2)玻璃纤维改性尼龙66树脂的制备 纯尼龙66产品热变形温度为(70±2)℃,拉伸强度为(72±2)MPa,成型收缩率高达2%,限制了其应用范围,为了扩大它的应用领域,采用玻璃纤维改性尼龙66。玻璃纤维改性尼龙66最大的问题在于相容性差,玻璃纤维外露。
为此,可采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行预处理,加强玻璃纤维与PA66的结合力,防止玻璃纤维外露影响制品外观和性能,处理好的玻璃纤维与纯尼龙66树脂、尼龙6树脂、润滑剂、成核剂等按比例均匀地加入到双螺杆挤出机中造粒。玻璃纤维增强尼龙66的关键是表面处理技术,可采用偶联剂加大玻璃纤维与PA66树脂的亲和性,配合其他助剂,可有效改善玻璃纤维分散效果,减轻制品翘曲和浮纤现象。
(3)产品制备工艺条件 干燥条件:90℃×10h,注射温度为275~280℃,注射压力为60~75MPa。双螺杆挤出机的参数设定见表2-235。
表2-235 双螺杆挤出机的参数设定
3.性能
按照ISO178、ISO179、ISO180、ISO75等相关标准测试,与未改性产品的性能对比见表2-236。
表2-236 玻璃纤维改性尼龙66与未改性产品性能对比(按照ISO相关标准测试)
由表2-237中的数据证明,玻璃纤维增强尼龙66产品耐热耐醇性能优异。
表2-237 玻璃纤维改性尼龙66及其耐醇试验性能对比
4.效果与应用
1)经过玻璃纤维改性的尼龙66树脂,采用增韧剂与偶联剂的复合,加工玻璃纤维与PA66树脂的亲和性,力学性能得到了大幅提高,并直观地表现了力学性能的增长幅度,扩大了尼龙66在汽车工业中的应用,如气缸头盖、发动机座和总盖、门把手、锁系统、车轮装饰、汽车锁柄、烟灰缸、开关等。
2)玻璃纤维增强PA66提高了产品的热性能,热变形温度由70℃提高至220℃以上,耐老化性能十分优异,经140℃、1000h、换气10次/h的老化试验,0#试样严重变形无法继续使用,1#试样和2#试样力学性能没有降低,制品颜色由青白色变为深褐色。3#试样本身性能不稳定,老化试验后性能有所下降。玻璃纤维增强PA66提高了制品的耐热性,可以安全应用于汽车、机械、化工等领域,制造耐热受力结构零部件。例如汽车调压池、空气进气歧管、节流阀体散热器槽、风扇叶片护罩等零部件。
3)成型收缩率由原来的1.5%~1.8%降到0.2%~0.3%,使得尼龙66制品平整无翘曲,尺寸更加稳定,广泛应用于齿轮、线圈骨架等精密部件。
4)玻璃纤维在产品中起到了良好的骨架作用,耐醇试验充分证明:玻璃纤维增强PA66产品在130℃的特殊环境下具备耐乙二醇和油脂的能力,因此能够满足汽车散热器槽、散热器中间部分支架、水进口管件、油盘、充油罐、油水准仪、汽车水室等使用要求。
5)试验重现性好,玻璃纤维增强PA66工业路线切实可行。该玻璃纤维增强PA66具有较高的比强度,良好的耐热性、电性能、耐磨蚀性能、抗冲击性能,以及加工方法简便、生产成本低且效率高、经济环保等优良特性。与纯尼龙相比,玻璃纤维增强尼龙机械强度、刚性、耐热性、耐蠕变性和耐疲劳强度大幅度提高,伸长率、模塑收缩率、吸湿性、耐磨性下降。
6)玻璃纤维增强PA66的研制与开发,扩大了尼龙66产品在汽车、电子电器行业的应用空间,还广泛应用于机械部件、护罩、扇叶、汽车冷却散热器、齿轮、线圈骨架,以及牙轮带罩、链导轨、窗用隔热异形型材等高端应用领域。
二、高耐寒玻璃纤维增强尼龙复合材料的加工与应用
1.原材料与配方(质量份)
2.制备方法
将PA66在110℃干燥4h,然后将原材料按配方中的比例预混后造粒,挤出温度240~270℃,螺杆转速350r/min。粒料在120℃干燥4h后用注射机制样,注射温度为255~285℃,注射压力为60~75MPa。样条成型后在温度(23±2)℃、湿度(50±5)%的环境下调节24h,用于性能检测。
3.性能
不同增韧剂添加量对玻璃纤维增强尼龙材料性能的影响,其结果见表2-238和表2-239。
表2-238 材料力学性能随增韧剂添加量的变化关系
表2-239 材料的常温性能
测试结果表明,当温度由室温降至-30℃时,两种材料的缺口冲击强度均出现了明显的下降,但此后随着温度的继续降低,3#试样的下降幅度变缓,而6#试样则继续大幅度下降,当温度降至-50℃时,3#试样的缺口冲击强度明显高于6#试样,3#试样的耐高寒性能前景最优。
4.效果与应用
1)增韧剂添加量对材料的力学性能有明显影响,随着增韧剂添加量的增加,材料的拉伸强度、弯曲强度以及无缺口冲击强度逐渐下降,而缺口冲击强度逐渐升高而后趋于稳定,增韧剂添加量为6份时材料的力学性能最优。
2)冷冻时间及冷冻温度对材料冲击性能影响明显,随着冷冻时间的延长以及冷冻温度的降低,材料的缺口冲击强度逐渐下降而无缺口冲击强度逐渐升高,且冷冻处理时性能变化主要发生在2h内,选用复合添加剂02所制备材料的热稳定性和耐高寒性能更优。
3)玻璃纤维与基体树脂之间的界面结合性与材料的力学性能密切相关,在界面结合良好的情况下制件才能表现出较好的耐高寒性能。
高耐寒玻璃纤维增强尼龙复合材料主要用于高寒地区的电气、汽车、机械仪表和建筑产品的制备。
三、无捻粗纱增强尼龙复合材料的加工与应用
1.原材料与配方(质量份)
2.制备方法
设计GF/PA66复合材料中GF无捻粗纱(988A和910)的质量分数为30%,PA66的质量分数为70%,利用双螺杆挤出机进行挤出、造粒,经过注射机注射为测试样品,测试样品在室温干燥条件下放置24h后测试性能。测试样品为两份,一份用于干态力学性能测试,一份用于耐水解性能测试。GF/PA66复合材料的制备工艺参数见表2-240。
表2-240 GF/PA66复合材料的制备工艺参数
3.性能
表2-241为988A/PA66、910/PA66复合材料的干态力学性能及GF保留长度测试数据。
表2-241 GF保留长度及复合材料的力学性能测试数据
表2-242所列两组试样耐水解试验后的力学性能及其保留率。保留率是指试验后的力学性能数值与试验前的力学性能数值的比值,能反映出试验前后力学性能的变化情况。
表2-242 两组试样耐水解试验后的力学性能及其保留率
4.效果与应用
1)910、988A增强PA66均具有良好的力学性能,910/PA66复合材料的力学性能更好。
2)较988A/PA66复合材料,910/PA66复合材料有更好的耐水解性能。
3)在相同的GF无捻粗纱直径、保留长度、分布、含量的条件下,GF与PA66的界面结合强度直接影响GF/PA66复合材料的干态力学性能及耐水解性能。
无捻粗纱增强尼龙复合材料主要用于制备水下制品、船舶制品及化工产品等。
四、增强增韧尼龙12加工与应用
1.原材料与配方(质量份)
2.制备方法
(1)工艺流程 PA12复合材料及力学性能测试样条的制备工艺流程如图2-11所示。
图2-11 制备工艺流程
(2)主要工艺参数 制备PA12复合材料的主要工艺参数:双螺杆挤出机各区的温度:一区为190℃,二区为200℃,三区为210℃,四区为220℃,五区为220℃,六区为220℃,七区为220℃,八区为210℃,九区为210℃,十区为205℃;注射机各区的温度:一区为210℃,二区为225℃,三区为230℃,四区为225℃。
不同喂料方式制备的PA12复合材料力学性能见表2-243。
表2-243 不同喂料方式制备的PA12力学性能
3.效果与应用
1)短切GF侧向喂料工艺较长GF连续喂料工艺更容易制备综合力学性能相对较高的PA12复合材料。
2)增韧剂4700较4100对PA12的增韧效果好,并使复合材料保持相对较高的强度。
3)当PA12/GF/4700=60/32/8(质量比)时,PA12复合材料拉伸强度为120MPa,悬臂梁缺口冲击强度为20kJ/m2,综合力学性能最佳。
增强增韧尼龙口主要用于汽车输油管、仪表板、节气门踏板、制动软管、电子电器消声部件、电缆护套等。
五、玻璃纤维增强尼龙6的挤出工艺与性能
1.原材料与配方(质量份)
2.复合材料的制备
(1)短切玻璃纤维共混物 将短切玻璃纤维在100℃于真空烘箱中烘干24h,PA6在80℃下于真空烘箱中烘干24h。取一定量的短切玻璃纤维与干燥过的PA6,在袋中混合均匀,由于玻璃纤维的特性,混合过程不能采用高速混合机进行混合,否则玻璃纤维束破开后会影响进料。混合原料由料斗加入双螺杆挤出机,挤出温度为190~240℃,经过熔融共混挤出、造粒。
(2)长玻璃纤维连续加入共混物 对于长玻璃纤维共混物,首先将烘干后的PA6加入料斗,在恒定速度下加入挤出机,在挤出机转速恒定、加料速度一定时,在挤出机熔融段后的副喂料口加入,由于熔融PA6的黏性,连续玻璃纤维被带入挤出机中,根据同时加入连续玻璃纤维的根数、主机转速和喂料速度,可以在一定范围内调节玻璃纤维添加量。造粒后得到连续玻璃纤维共混产品。
3.性能
玻璃纤维含量对GF/PA6复合材料力学性能的影响见表2-244。
表2-244 玻璃纤维含量对复合材料力学性能的影响
主机转速对复合材料力学性能的影响见表2-245。
表2-245 主机转速对复合材料力学性能的影响
喂料速度对复合材料力学性能的影响见表2-246。
表2-246 喂料速度对复合材料力学性能的影响
长玻璃纤维在不同位置添加时复合材料的力学性能见表2-247。
表2-247 长玻璃纤维在不同位置添加时复合材料的力学性能
在主机转速不变、喂料速度基本相同的条件下,采用长玻璃纤维,在辅助加料口加料,制备了玻璃纤维含量大约为30%的玻璃纤维增强材料,经测试,其实际的玻璃纤维含量为30.19%。采用短切玻璃纤维,按相同玻璃纤维含量添加玻璃纤维,保证两个样品的玻璃纤维含量相同,比较了采用长玻璃纤维添加和短切玻璃纤维添加时样品的力学性能,见表2-248。
表2-248 长玻璃纤维与短切玻璃纤维增强PA6的性能对比
4.效果与应用
1)采用短切玻璃纤维加入时,玻璃纤维含量对GF/PA6复合材料的力学性能影响很大。随玻璃纤维含量增加,复合材料的力学性能越来越高,断裂伸长率变低。同等条件下,冲击测试时,断面上玻璃纤维被拉出的较多,拉伸测试时,玻璃纤维被拉断的较多。玻璃纤维含量较大时,玻璃纤维的长度较短,长度分布较宽。
2)加工工艺参数对复合材料的力学性能有影响。喂料速度不变时,随主机转速的增大,短玻璃纤维增强PA6复合材料的力学性能略有提高;主机转速不变时,随喂料速度的增加,复合材料的力学性能逐渐降低。
3)采用长玻璃纤维连续添加时,玻璃纤维的添加位置对复合材料的性能略有影响,但影响不大。
4)在玻璃纤维含量相同时,采用长玻璃纤维连续添加得到的材料力学性能明显优于采用短切玻璃纤维时的性能。
玻璃纤维增强尼龙6主要用于挤出板材、棒材、型材和其他挤出尼龙制品。
六、无卤阻燃尼龙6的加工与应用
1.原材料与配方(质量份)
2.制备方法
尼龙6颗粒使用前,在90℃下鼓风干燥箱中烘干12h,除去水分。按照试验设定的配比,将尼龙和不同含量的氢氧化镁、微胶囊化红磷和经过十八烷基三甲基氯化铵修饰前后蒙脱土填料高速预混2min后加入双螺杆挤出机中熔融挤出。双螺杆的加工温度:一区为215℃,二区为230℃,三区为235℃,四区为235℃,五区为238℃,机头为225℃;螺杆转速为300r/min,最后挤出造粒,并在真空干燥箱中干燥后备用。将得到的不同母粒采用注射机进行注射相关测试样条,分别进行力学性能、极限氧指数(LOI)、燃烧性能和热稳定性等方面的试验。注射机温度控制为240℃。
3.性能
固定氢氧化镁(MH)和微胶囊化红磷(HP)的质量比为3∶2,对尼龙6进行阻燃改性,各项性能见表2-249。
表2-249 MH∶HP=3∶2复配阻燃PA6的配方及试验结果
试验中设计的主要配方及材料的相关参数见表2-250。
表2-250 经过处理后的蒙脱土(OMMT)对MH/HP/PA6阻隔防爆材料体系阻燃及力学性能的影响
阻燃剂的加入降低了尼龙6阻隔防爆材料的热分解速率,并提高了阻隔防爆材料最终的成炭量,使尼龙6阻隔防爆材料的热稳定性增强。
4.效果与应用
氢氧化镁和微胶囊化红磷的质量比为3∶2时,两种阻燃剂间具有最佳的协同阻燃作用;阻燃剂总量为15%时,阻隔防爆材料的阻燃效果等级达到UL94 FV-0级别,并且阻隔防爆材料的力学性能优良;当加入1%的OMMT后,阻燃剂的总含量由15%降低至14%可保持阻燃级别为FV-0级,阻隔防爆材料的力学性能得到明显提升,同时降低了材料的整体生产成本。
无卤阻燃尼龙6主要可制备各种防火、防爆阻燃器材。
七、聚氨酯改性尼龙球磨机内衬的加工与应用
1.原材料与配方(质量份)
2.制备工艺及方法
(1)制备聚氨酯预聚体 首先将聚四亚甲基醚二醇(PTMG)加入三口瓶内,瓶内装有搅拌器、温度计,对其加温直到100℃,然后进行30min的真空脱水,接下来降温到70℃,并将计量好的甲苯二异氰酸酯(TDI)加入瓶内,让其在80℃下进行2h保温反应,取样本对预聚体NCO的质量分数进行分析,然后备用。
(2)制备聚氨酯改性尼龙共聚物 将己内酰胺称取好放入三口烧瓶中,在120℃下进行加热脱气直到产生明显气泡后备用;然后将聚氨酯预聚体加入部分脱气后的己内酰胺中,使其在100℃下反应1h后备用;将一定量氢氧化钠加入另一部分脱气后的己内酰胺中,设置温度在120~130℃、压力在10~15mmHg下进行10~15min的减压蒸馏,将反应生成的水除去然后备用;将上述两步产物在130~140℃充分混合,然后将其迅速地浇注在事先预热的140℃模具中,在此温度下维持40min后进行冷却脱模,这样就得到了聚氨酯改性尼龙共聚物制品。
(3)制备聚氨酯改性尼龙球磨机内衬 在球磨机内壁上喷砂,将其上甲苯清洗后涂上底胶,保持在140℃下进行充分预热,参考(2)中相关步骤,进行聚氨酯改性尼龙内衬浇注的制备,制备好后将其浇注在充分预热的球磨机衬板模具内,并使其在卧式离心成型机上维持140℃,进行40min的离心成型,然后使其缓慢冷却到室温即可。
3.性能
聚氨酯材料制作的球磨罐在磨损试验中,当温度大于60℃之后,磨损率快速上升,聚氨酯改性尼龙材料所制作的球磨罐在60℃内时磨损率与聚氨酯制作球磨罐基本上一样,即使在60℃以上时,磨损率虽然有升高,但是没有聚氨酯材料的上升明显,当温度在100℃以下时,其磨损率仅仅是聚氨酯材料的30%左右,由此能够得出结论:聚氨酯改性尼龙高温下耐磨性能显著好于聚氨酯。按照球磨机内衬材料配方制备好的聚氨酯改性尼龙球磨机内衬经过实际使用后,得出这样一个结果:当温度在80℃以上使用环境中时,聚氨酯改性尼龙球磨机内衬与原来的聚氨酯内衬比较,其使用寿命得到了明显延长,设备连续生产能力及生产效率也有显著提高,具有非常好的实际使用效果。
4.效果与应用
球磨机是一种粉碎设备,广泛应用于冶金、化工及电子等行业中,其内衬是设备使用过程中主要消耗的部件,以往高锰钢材料制造的球磨机噪声、能耗及磨损都较大,使用聚氨酯高分子材料生产的球磨机内衬则具有噪声小、能耗低及耐磨度高及使用周期长的特点,但是其耐温性能较差,不适合在80℃以上长期使用。浇注型尼龙在具备上述优点的同时,耐热性能好,但是脆性较大,因此使用聚氨酯对其进行改进,可增加其韧度。第一,将聚氨酯应用于改性浇注型尼龙中增韧,具有非常明显的增韧效果,增韧后尼龙产品冲击强度提高了3~4倍;第二,浇注型尼龙进行增韧时,使用了相对分子质量为2000的PTMG合成,并且将预聚体NCO的含量设定成4.0%,这种预聚体下增韧的浇注型尼龙的冲击强度有了显著增加,但是其拉伸强度并没有显著降低,预聚体黏度也比较适中,方便使用,而且预聚体用量在15%时,改性后产品显示出最大的冲击强度;第三,对制备好的产品经过耐温性试验,并结合有关用户使用经验得出:聚氨酯改性浇注型尼龙球磨机内衬能够在80℃以上的严苛环境中长期使用,与原本的聚氨酯内衬比较,其具有更长的使用寿命,这有效提升了设备的连续生产能力及生产效率,具有良好的实际使用效果,对其进行研究制备是非常必要的,设计及制造聚氨酯改性尼龙球磨机内衬过程中,注意控制好温度的设置及预聚体的添加量,注意观察制备过程中各种物质间的化学反应及产物,借助数学坐标系将相关物质间的反应关系记录展示出来。
八、MC尼龙棒材卧式离心浇注加工与应用
1.原材料与配方(质量份)
2.旋转棒的制备
(1)装模 按图2-12所示将两端盖安装固定在卧式离心机上,然后将组合模具与两端盖对齐,通过锁模电动机将模具锁紧并密封好,插入一个“7”字形的长柄漏斗,打开电源开关,将模具预热到160℃。
图2-12 卧式离心浇注系统结构示意图
(2)浇注 将己内酰胺加热熔融,在真空度大于0.01MPa和温度为110~130℃下,抽真空脱水一段时间,然后解除真空,加入定量的催化剂,继续抽真空脱水反应一段时间,解除真空,同时将离心机调到预定转速,加入添加剂和活化剂,搅拌均匀,浇注,恒温反应30min,自然冷却至室温,脱模,即得到MC尼龙旋转棒。
3.性能
卧式离心浇注法生产的ϕ40mm含油MC尼龙旋转棒和静态浇注法生产的ϕ40mm含油MC尼龙棒的性能测试结果见表2-251。
表2-251 MC尼龙棒的性能
由表2-251可见,与静态浇注法生产的ϕ40mm含油MC尼龙棒相比,旋转MC棒的硬度和缺口冲击强度差不多,拉伸强度和弯曲强度略低,而断裂伸长率明显增大,说明旋转MC棒的韧性有所改善。
4.卧式离心浇注法的效益分析
与静态浇注法相比,卧式离心浇注法具有生产效率高、成品率高、水口少、质量好、效益好等优点。例如,按静态浇注法,一个ϕ40mm的模具每天只能生产2支ϕ40mm×300mm的MC尼龙棒;而用卧式离心浇注法,一个组合模具一次可生产38支ϕ40mm×1000mm的MC尼龙棒,而每个组合模具每天至少可生产两模,即总共76支ϕ40mm×1000mm的MC尼龙棒,效率提高80倍以上。
九、增韧耐磨尼龙弹带的加工与应用
1.简介
弹带是弹丸的重要组成部分,主要起到闭气、定芯以及导转作用。早期的弹带均采用纯铜、铜合金、纯铁、铝以及铝合金等金属材料制造。随着兵器工业的发展以及武器装备性能的提高,金属材料弹带已不能满足现代化武器装备的需要。国内外相继开展了塑料弹带的研究,并于20世纪70年代开始广泛应用于各种新式炮弹上。目前,塑料弹带所用材料主要包括聚碳酸酯、尼龙66、尼龙12、聚乙烯、聚四氟乙烯等。
塑料弹带并不是简单机械地代替金属弹带,而是利用了全新的结构、材料和技术。目前研制的滑动式可脱落塑料弹带,使线膛炮能够像滑膛炮一样发射精度较高的各种尾翼稳定的炮弹,降低了弹丸的炮口旋转速度,提高了弹丸的弹道飞行稳定性,从而赋予线膛炮以新的动力,开创了一炮多弹的新时期。塑料弹带目前已经广泛应用于14.7~203mm口径的各种类型的炮弹上,特别是在穿甲弹、榴弹和迫击炮弹上应用甚广。
2.原材料与配方(质量份)
3.制备方法
将原材料尼龙66、增韧剂、无机填充剂、润滑剂A、润滑剂B按一定比例混合均匀,在250~280℃经挤出机挤出造粒,制备出增韧耐磨尼龙66粒料,待用。
将增韧耐磨尼龙66粒料在100~110℃下干燥8h,使用注射机注射成标准测试试样。
4.性能与效果
1)所用无机填充剂对尼龙66材料有增强作用,但是当无机填充剂质量分数超过一定值(15%)后,无机填充剂对尼龙66材料的增强效果减弱。
2)所用增韧剂对改善尼龙66材料的韧性具有明显的作用,但是增韧剂质量分数超过8%时会降低材料的弯曲强度和拉伸强度。
3)少量润滑剂A或润滑剂B对尼龙66材料的力学性能有一定的增强作用,对材料的摩擦性能均有明显的改善作用,为了实现更好的性价比,可以将润滑剂A与润滑剂B进行复配,以满足目标需要的摩擦性能。
4)靶场试验结果表明,塑料弹带要求材料强度与耐磨性能相匹配,增韧耐磨尼龙66材料的缺口冲击强度为25kJ/m2、摩擦因数为0.25时,可以满足弹带的使用功能要求。
十、尼龙放线滑轮的注射成型与应用
1.简介
随着特高压建设的不断加快,为解决放线施工中的各种困难和挑战,作为主力施工机具的放线滑车和滑轮的形式不断出新。
(1)铸造铝合金轮 该轮硬度高于导线铝丝,在张力放线中对导线产生严重磨损,一般只适合用于人工放线。
(2)铸造铝合金挂胶轮 铸造铝合金与橡胶的亲和力较差,在使用过程中易脱胶,在橡胶磨损或脱胶的情况下会露出铸造铝合金基体,对导线产生损伤。
(3)MC尼龙轮 因其强度高、耐磨性好、密度小、抗老化、加工工艺性好等优点被普遍应用在放线施工中。但MC尼龙轮的硬度高于橡胶,并且随着导线直径的增加,对放线质量的要求提高,已不能满足要求。
(4)MC尼龙全挂胶轮 以MC尼龙轮为基础轮,在轮槽内全包挂一层橡胶,在满足强度和耐磨的同时,又保护了导线。其缺点是包胶在施工运输过程中易损坏,导致滑轮不能继续使用;随着轮径的加大,滑轮整体质量无法减小,导致整体滑车质量太大,施工不便;离心浇注工艺本身无法满足滑轮的轻型化结构要求,生产效率低、费用高。
(5)PA-M尼龙注射半包胶轮 采用增强尼龙材料、注射成型工艺、半包胶技术完成。利用注射工艺的特点,可以设计形状复杂、壁薄的结构件,结构由多加强筋和减轻孔构成,质量大大减小。在满足强度高、耐磨性、保护导线的同时,具有密度小、包胶不易损坏、生产加工效率高、成本低、施工轻便等优点。
2.原材料与配方(质量份)
3.制备工艺
(1)滑轮的注射工艺 注射模具精度高、结构复杂、质量大,应能保证注射出合格的成品,收缩稳定后满足设计尺寸要求;模具本身轮片轴承孔做成镶块形式,轴承孔范围为ϕ140~ϕ150mm;模具寿命不低于20万模;模具流道设计布局合理,利于注射成型;保温控制良好。
(2)滑轮的半包胶工艺 注射尼龙放线滑轮实现对尼龙基体无加工,即不损伤尼龙轮本体,一次注射成型半包胶槽,由注射模具及工艺得以实现,从而减少了一道加工环节,保证轮体的整体强度不受影响。根据包胶槽形状研制专用胶圈模具,流变成型的胶圈冷粘在尼龙基体的包胶槽内,常温固化,保证黏结强度与质量,实现重复包胶。
4.性能
对注射放线滑轮进行的性能试验主要包括载荷试验、滑轮侧壁受力试验、破坏试验、坠落试验、侧壁锤击试验、低温载荷试验等。
1)载荷试验是通过对被试验滑轮按工况分别施加100%、125%、300%额定载荷后,观察滑轮转动是否灵活,轮体是否有塑性变形、破坏现象,胶体是否有脱胶、开裂现象,以及变形量是否在允许范围内来判定滑轮是否合格。
2)滑轮侧壁受力试验是通过对被试验导线滑轮模拟过压接管保护套,分别施加100%、125%、300%额定载荷后,对相应滑轮轮槽侧壁产生挤压,观察滑轮侧壁弹性变形、回复情况,胶体是否有脱胶、开裂以及破坏现象来判定滑轮是否合格。
3)滑轮坠落试验,主要进行滑轮高空垂直坠落至水泥地面,观察其在不同高度坠落后的损坏情况。其目的考核其耐摔性能,考察材料的韧性。该试验分常温和低温两种情况,其中常温分别选取不同配方、不同后处理方式下的坠落试验。
4)滑轮侧壁锤击试验,主要考察轮缘侧壁耐冲击的性能。试验中,用15kg铁锤从不同高度自由坠落至平放水泥地面的滑轮轮缘侧壁,观察损坏情况。
5)滑轮低温载荷试验,试验重点考察其在1倍、1.25倍额载的承载能力及变形损坏情况,最后做破坏试验,观察其承载能力变化和破坏情况。试验选在我国东北地区,利用冬季的低温进行,低温速冻至-30℃,保持42h,直接做更恶劣的模拟过载荷接管保护套破坏试验。试验至200kN,轮体未破坏,只在压杆处产生两道白色的变形压痕,此时,轮体表面温度-7.6℃。
5.适用范围
半包胶注射尼龙放线滑轮应用于架空输电线路人工或机械展放导线(含单轮滑车),各种规格采用半包胶方式,有效保护导线,延长滑轮有效使用寿命,可实现无损重复包胶;特别适于高山、高海拔和严寒地区;使用环境温度,最高60℃,最低-20℃。