Introduktion
Nylonbånd produceres ved sprøjtestøbning af UL-godkendt PA66 (Nylon 66). På grund af sin gode syrebestandighed, korrosionsbestandighed, isolering og mekaniske egenskaber og aldringsstabilitet anvendes nylonbånd i vid udstrækning i elektroniske og elektriske apparater, ledninger og kabler, lamper og lanterner, maskiner og udstyr, skibsbygning, byggeri og andre industrier.
Brudstyrke er en af de vigtigste præstationsindikatorer for nylonbånd, uanset om bruddet forekommer i endedelen, midten eller bagudgående tænder, skal brudstyrken være højere end den nominelle værdi af spændingsstyrken. Når brudstyrken er mindre end den nominelle værdi, er en af løsningerne at udskifte det nuværende slips med et andet produkt med højere spændingsstyrke. De mulige årsager til, at nylonbåndet svigter, bør dog overvejes, f.eks. resulterer høj temperatur og lang opbevaringstid i ældning og skørhed. Men også tab af fugt vil påvirke de mekaniske egenskaber betydeligt. En grundlæggende årsag kan altid være udskiftning af det oprindelige materiale med billige råmaterialer eller brug af genbrugsmaterialer. Sidst, men ikke mindst, har forarbejdningsbetingelserne stor indflydelse på den endelige kvalitet af båndene.
Prøveforberedelse og målebetingelser
I denne applikationsnote blev årsagerne til brud analyseret ved hjælp af DSC-metoden; detaljerne er som følger: Der er 3 prøver af nylonbånd, som er prøve nr. 1 OK, prøve nr. 2 på lager og prøve nr. 3 NOK (knækket i midten), som vist i figur 1. Målebetingelserne er beskrevet i tabel 1.
Tabel 1: Parametre til DSC-målinger
| Prøve | Prøve #1 OK | Prøve #2 Lager | Prøve #3 NOK |
|---|---|---|---|
| Prøvens masse [mg] | 9.48 | 9.03 | 9.04 |
| Digel | Concavus® Al-digler, gennembrudt låg | ||
| Temperaturprogram | -50°C ... 300°C | ||
| Opvarmnings-/afkølingshastighed | 20 K/min | ||
| Atmosfære | Kvælstof (20 ml/min) | ||
Resultater af målinger
Til sammenligning af forskellene mellem de tre prøver er varmekurverne og kølekurverne vist i henholdsvis figur 2 og 3. Prøve nr. 1, prøve nr. 2 og prøve nr. 3 er vist med rød, grøn og blå farve.
Ifølge resultaterne af denførste opvarmning ligger smeltetemperaturen (peak 261,9 °C) for prøve nr. 1 i området for den teoretiske Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltetemperatur for PA66 (225 °C til 265 °C). Smeltetemperaturområderne for prøve nr. 2 og 3 er ret ens, selvom toppene har forskellige former. Formen på den første varmekurve er påvirket af den termomekaniske historie (såsom forarbejdningsbetingelser, men også prøveforberedelse), og derfor vil dette ikke blive diskuteret yderligere.
Til direkte sammenligning af materialet er det bedre at sammenligne denanden varmekurve, da den termiske historie for alle prøver nu er nøjagtig den samme. Smeltetoppene for prøve nr. 2 og nr. 3 er ret ens, hvilket betyder, at sammensætningen af prøve nr. 2 og nr. 3 højst sandsynligt er den samme. Prøve nr. 1 viser en helt anden smelteadfærd. Det antages derfor, at prøve nr. 1 må være lavet af et andet materiale.
Afkølingskurverne viser, at krystalliseringstemperaturen for prøve nr. 1 (peak 225,9 °C) er højere end for de to andre prøver, og krystalliseringstemperaturerne for prøve nr. 2 og 3 er ens.
Ved at kombinere resultaterne af denanden opvarmning og afkøling kan det antages, at prøve nr. 1 sandsynligvis er PA66. Materialet i prøve nr. 2 og 3 er ret ens, og det kan være en anden type polyamid.
For at identificere materialet i prøve nr. 2 og 3 blev Identify-funktionen i Proteus® -softwaren brugt. Ligheden mellem 2. varmekurve for prøve nr. 2 og PA610 når op på 98,92 % (den grønne kurve i figur 4 er2. varmekurve for prøve nr. 2, og den røde kurve er standardkurven for PA610 i databasen), hvilket indikerer, at materialet i prøve nr. 2 og 3 sandsynligvis er PA610.
Figur 5 viser resultatet af identifikationen af denanden varmekurve for prøve nr. 1; ligheden mellem prøve nr. 1 og PA66 i KIMW-databasen* er næsten 90 %, hvilket bekræfter den tidligere antagelse.
*KIMW-databasen for DSC-målinger på polymerer, et samarbejde med Kunststoffinstitut Lüdenscheid, Tyskland
Sammenfatning
Ifølge resultaterne af Identify er prøve nr. 1 OK lavet af PA66, men prøve nr. 2 stock og prøve nr. 3 NOK er lavet af PA610. De mekaniske egenskaber for PA66 og PA610 er forskellige, og smelte- og krystalliseringsadfærden er ikke den samme, selvom de blev behandlet med samme metode; en af dem kan blive overophedet eller nedbrudt, hvilket kan påvirke produkternes ydeevne - for eksempel kan det let gå i stykker.