مقدمة
يتم إنتاج أربطة النايلون عن طريق القولبة بالحقن باستخدام مادة PA66 (النايلون 66) المعتمدة من UL. نظرًا لمقاومته الجيدة للأحماض ومقاومته للتآكل والعزل والخصائص الميكانيكية وثباته مع التقادم، تُستخدم روابط النايلون على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية والكهربائية والأسلاك والكابلات والمصابيح والفوانيس والآلات والمعدات وبناء السفن والبناء وغيرها من الصناعات.
تعد قوة الكسر أحد أهم مؤشرات الأداء لرباطات النايلون، سواء حدث الكسر في الجزء الطرفي أو الوسط أو الأسنان العكسية، يجب أن تكون قوة الكسر أعلى من القيمة الاسمية لقوة الشد. عندما تكون قوة الكسر أقل من القيمة الاسمية، فإن أحد الحلول هو استبدال ربطة العنق الحالية بمنتج آخر يتمتع بقوة شد أعلى. ومع ذلك، ينبغي النظر في الأسباب المحتملة لفشل ربطة النايلون، على سبيل المثال، ارتفاع درجة الحرارة ووقت التخزين الطويل يؤدي إلى التقادم والتقصف. ولكن أيضًا، سيؤثر فقدان الرطوبة بشكل كبير على الخواص الميكانيكية. يمكن أن يكون السبب الأساسي دائمًا استبدال المادة الأصلية بمواد خام منخفضة التكلفة أو استخدام مواد معاد تدويرها. وأخيرًا وليس آخرًا، تؤثر ظروف المعالجة تأثيرًا مهمًا على الجودة النهائية للروابط.
تحضير العينة وشروط القياس
في هذه المذكرة التطبيقية، تم تحليل أسباب الكسر بطريقة DSC؛ والتفاصيل كما يلي: هناك 3 عينات من ربطة النايلون، وهي العينة رقم 1 موافق، والعينة رقم 2 مخزون، والعينة رقم 3 NOK (مكسورة في المنتصف)، كما هو موضح في الشكل 1. شروط القياس مفصلة في الجدول 1.
الجدول 1: معلمات قياسات DSC
| العينة | العينة رقم 1 موافق | العينة رقم 2 مخزون | العينة رقم 3 NOK |
|---|---|---|---|
| كتلة العينة [مجم] | 9.48 | 9.03 | 9.04 |
| بوتقة | Concavus® بوتقات من الأل، غطاء مثقوب | ||
| برنامج درجة الحرارة | -50°C ... 300°C | ||
| معدل التسخين/التبريد | 20 كلفن/دقيقة | ||
| الغلاف الجوي | نيتروجين (20 مل/دقيقة) | ||
نتائج القياس
لمقارنة الاختلافات بين العينات الثلاث، تظهر منحنيات التسخين ومنحنيات التبريد في الشكلين 2 و3 على التوالي. تُعرض العينة رقم 1 والعينة رقم 2 والعينة رقم 3 باللون الأحمر والأخضر والأزرق.
ووفقًا لنتائج التسخينالأول، تقع درجة حرارة الانصهار (الذروة 261.9 درجة مئوية) للعينة رقم 1 في نطاق درجة حرارة الانصهار النظرية للعينة PA66 (225 درجة مئوية إلى 265 درجة مئوية). تتشابه نطاقات درجة حرارة الانصهار للعينتين رقم 2 ورقم 3 تمامًا، على الرغم من اختلاف أشكال القمم. ويتأثر شكل منحنى التسخين الأول بالتاريخ الميكانيكي الحراري (مثل ظروف المعالجة وكذلك تحضير العينة)، وبالتالي، لن تتم مناقشة هذا الأمر أكثر من ذلك.
للمقارنة المباشرة للمادة، من الأفضل مقارنة منحنيات التسخينالثانية، حيث أن التاريخ الحراري لجميع العينات هو نفسه تمامًا الآن. إن قمم الذوبان للعينتين رقم 2 ورقم 3 متشابهة تمامًا، مما يعني أن تركيبات العينة رقم 2 والعينة رقم 3 هي نفسها على الأرجح. تُظهر العينة رقم 1 سلوك ذوبان مختلف تمامًا. لذلك من المفترض أن العينة رقم 1 يجب أن تكون مصنوعة من مادة مختلفة.
تُظهِر منحنيات التبريد أن درجة حرارة التبلور في العينة رقم 1 (الذروة 225.9 درجة مئوية) أعلى من درجة حرارة العيّنتين الأخريين، ودرجات حرارة التبلور في العيّنتين رقم 2 ورقم 3 متشابهة.
ومن خلال الجمع بين نتائج التسخين والتبريدالثاني، يمكن افتراض أن العينة رقم 1 هي على الأرجح PA66. مادة العينتين رقم 2 ورقم 3 متشابهة تمامًا وقد تكون نوعًا آخر من البولي أميد.
لتحديد مادة العيّنتين رقم 2 ورقم 3، استُخدمت وظيفة التعريف في برنامج Proteus®. يصل التشابه بين منحنى التسخين الثاني للعينة رقم 2 و PA610 إلى 98.92٪ (المنحنى الأخضر في الشكل 4 هو منحنى التسخينالثاني للعينة رقم 2، والمنحنى الأحمر هو المنحنى القياسي ل PA610 في قاعدة البيانات)، مما يشير إلى أن مادة العينتين رقم 2 ورقم 3 من المحتمل أن تكون PA610.
ويوضح الشكل 5 نتيجة تحديد منحنى التسخينالثاني للعينة رقم 1؛ ويبلغ التشابه بين العينة رقم 1 والعينة PA66 في قاعدة بيانات KIMW* ما يقرب من 90%، وهو ما يؤكد الافتراض السابق.
*قاعدة بيانات KIMW لقياسات DSC على البوليمرات، بالتعاون مع معهد Kunststoffinstitut Lüdenscheid، ألمانيا
الملخص
ووفقًا لنتائج تحديد الهوية، فإن العينة رقم 1 OK مصنوعة من PA66، ولكن العينة رقم 2 من المخزون والعينة رقم 3 NOK مصنوعة من PA610. تختلف الخواص الميكانيكية لكل من PA66 و PA610، كما أن سلوك الذوبان والتبلور ليس واحدًا، حتى لو تمت معالجتهما بنفس الطريقة؛ فقد يكون أحدهما محمومًا أو متحللًا، مما قد يؤثر على أداء المنتجات - على سبيل المثال، قد ينكسر بسهولة.