Úvod
Nylonové vazby se vyrábějí vstřikováním s použitím PA66 (nylon 66) schváleného společností UL. Díky dobré odolnosti proti kyselinám, korozi, izolačním a mechanickým vlastnostem a stabilitě při stárnutí se nylonové vazby široce používají v elektronických a elektrických přístrojích, vodičích a kabelech, lampách a svítidlech, strojích a zařízeních, při stavbě lodí, ve stavebnictví a v dalších odvětvích.
Pevnost v tahu je jedním z nejdůležitějších výkonnostních ukazatelů nylonových vazeb, ať už k lomu dojde v koncové části, uprostřed nebo v obrácených zubech, pevnost v tahu by měla být vyšší než jmenovitá hodnota pevnosti v tahu. Pokud je pevnost v tahu nižší než jmenovitá hodnota, je jedním z řešení výměna stávající vazby za jiný výrobek s vyšší pevností v tahu. Je však třeba zvážit možné příčiny selhání nylonové vazby, např. vysoká teplota a dlouhá doba skladování mají za následek stárnutí a křehnutí. Ale také ztráta vlhkosti výrazně ovlivní mechanické vlastnosti. Zásadní příčinou může být vždy nahrazení původního materiálu levnými surovinami nebo použití recyklovaných materiálů. V neposlední řadě mají na výslednou kvalitu vazeb významný vliv podmínky zpracování.
Příprava vzorku a podmínky měření
V této aplikační poznámce byly příčiny lomu analyzovány metodou DSC; podrobnosti jsou uvedeny níže: Existují 3 vzorky nylonové vazby, a to vzorek č. 1 OK, vzorek č. 2 zásoba a vzorek č. 3 NOK (zlomený uprostřed), jak je znázorněno na obrázku 1. Podmínky měření jsou podrobně uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1: Parametry pro měření DSC
| Vzorek | Vzorek č. 1 OK | Vzorek č. 2 Zásoba | Vzorek č. 3 NOK |
|---|---|---|---|
| Hmotnost vzorku [mg] | 9.48 | 9.03 | 9.04 |
| Kelímek | Concavus® Al kelímky, propíchnuté víko | ||
| Teplotní program | -50°C ... 300°C | ||
| Rychlost ohřevu/chlazení | 20 K/min | ||
| Atmosféra | Dusík (20 ml/min) | ||
Výsledky měření
Pro porovnání rozdílů mezi třemi vzorky jsou na obrázcích 2 a 3 zobrazeny křivky ohřevu a křivky ochlazování. Vzorek č. 1, vzorek č. 2 a vzorek č. 3 jsou znázorněny červeně, zeleně a modře.
Podle výsledků1. ohřevu se teplota tání (pík 261,9 °C) vzorku č. 1 nachází v rozmezí teoretické teploty tání PA66 (225 °C až 265 °C). Rozsahy teplot tání vzorků č. 2 a č. 3 jsou poměrně podobné, ačkoli tvary píků se liší. Tvar první křivky ohřevu je ovlivněn termomechanickou historií (například podmínkami zpracování, ale i přípravou vzorku), a proto se jím nebudeme dále zabývat.
Pro přímé porovnání materiálu je lepší porovnat2. křivky ohřevu, protože tepelná historie všech vzorků je nyní naprosto stejná. Píky tání vzorků č. 2 a č. 3 jsou dosti podobné, což znamená, že složení vzorku č. 2 a vzorku č. 3 je s největší pravděpodobností stejné. Vzorek č. 1 vykazuje zcela odlišné chování při tání. Předpokládá se proto, že vzorek č. 1 musí být vyroben z jiného materiálu.
Z křivek ochlazování vyplývá, že teplota KrystalizaceKrystalizace je fyzikální proces tuhnutí při vzniku a růstu krystalů. Při tomto procesu se uvolňuje krystalizační teplo.krystalizace vzorku č. 1 (pík 225,9 °C) je vyšší než teplota KrystalizaceKrystalizace je fyzikální proces tuhnutí při vzniku a růstu krystalů. Při tomto procesu se uvolňuje krystalizační teplo.krystalizace ostatních dvou vzorků, přičemž teploty KrystalizaceKrystalizace je fyzikální proces tuhnutí při vzniku a růstu krystalů. Při tomto procesu se uvolňuje krystalizační teplo.krystalizace vzorků č. 2 a č. 3 jsou podobné.
Kombinací výsledků2. zahřívání a ochlazování lze předpokládat, že vzorek č. 1 je pravděpodobně PA66. Materiál vzorků č. 2 a č. 3 je dosti podobný a může se jednat o jiný typ polyamidu.
K Identify materiálu vzorků č. 2 a 3 byla použita funkce Identify softwaru Proteus®. Podobnost mezi 2. křivkou ohřevu vzorku č. 2 a PA610 dosahuje 98,92 % (zelená křivka na obrázku 4 je2. křivka ohřevu vzorku č. 2 a červená křivka je standardní křivka PA610 v databázi), což naznačuje, že materiál vzorků č. 2 a č. 3 je pravděpodobně PA610.
Obrázek 5 ukazuje výsledek Identify 2. křivky ohřevu vzorku č. 1; podobnost mezi vzorkem č. 1 a PA66 v databázi KIMW* je téměř 90 %, což potvrzuje předchozí předpoklad.
*Databáze KIMW pro DSC měření polymerů, spolupráce s Kunststoffinstitut Lüdenscheid, Německo
Souhrn
Podle výsledků na Identify, je vzorek č. 1 OK vyroben z PA66, ale vzorek č. 2 stock a vzorek č. 3 NOK jsou vyrobeny z PA610. Mechanické vlastnosti PA66 a PA610 se liší a chování při tavení a krystalizaci není stejné, i když byly zpracovány stejnou metodou; jeden z nich může být přehřátý nebo degradovaný, což může ovlivnit vlastnosti výrobků - například může snadno prasknout.