Introduzione
Le fascette di nylon sono prodotte mediante stampaggio a iniezione con PA66 (Nylon 66) approvato dall'UL. Grazie alla buona resistenza agli acidi, alla resistenza alla corrosione, all'isolamento, alle proprietà meccaniche e alla stabilità all'invecchiamento, le fascette di nylon sono ampiamente utilizzate in apparecchi elettronici ed elettrici, fili e cavi, lampade e lanterne, macchinari e attrezzature, costruzioni navali, edilizia e altri settori.
La resistenza alla rottura è uno degli indicatori di prestazione più importanti delle fascette di nylon; sia che la frattura avvenga nella parte finale, al centro o a denti invertiti, la resistenza alla frattura deve essere superiore al valore nominale della resistenza alla tensione. Quando la resistenza alla frattura è inferiore al valore nominale, una delle soluzioni consiste nel sostituire la fascetta attuale con un altro prodotto con una resistenza alla tensione più elevata. Tuttavia, è necessario considerare le possibili cause di rottura della fascetta di nylon: ad esempio, l'alta temperatura e il lungo periodo di stoccaggio provocano l'invecchiamento e l'infragilimento. Ma anche la perdita di umidità influisce in modo significativo sulle proprietà meccaniche. Una causa fondamentale può sempre essere la sostituzione del materiale originale con materie prime a basso costo o l'utilizzo di materiali riciclati. Infine, ma non meno importante, le condizioni di lavorazione hanno un'influenza importante sulla qualità finale delle fascette.
Preparazione del campione e condizioni di misura
In questa nota applicativa, le cause di rottura sono state analizzate con il metodo DSC; i dettagli sono i seguenti: Ci sono 3 campioni di fascette di nylon: il campione n. 1 OK, il campione n. 2 stock e il campione n. 3 NOK (rotto al centro), come mostrato nella figura 1. Le condizioni di misura sono riportate nella tabella 1. Le condizioni di misurazione sono riportate nella tabella 1.
Tabella 1: Parametri per le misure DSC
| Campione | Campione #1 OK | Campione #2 Stock | Campione #3 NOK |
|---|---|---|---|
| Massa del campione [mg] | 9.48 | 9.03 | 9.04 |
| Crogiolo | Concavus® Crogioli in Al, coperchio forato | ||
| Programma di temperatura | -50°C ... 300°C | ||
| Velocità di riscaldamento/raffreddamento | 20 K/min | ||
| Atmosfera | Azoto (20 ml/min) | ||
Risultati della misurazione
Per confrontare le differenze tra i tre campioni, le curve di riscaldamento e di raffreddamento sono mostrate rispettivamente nelle figure 2 e 3. I campioni #1, #2 e #3 sono presentati in rosso, verde e blu.
In base ai risultati delprimo riscaldamento, la Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). temperatura di fusione (picco di 261,9°C) del campione #1 è nell'intervallo della Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). temperatura di fusione teorica della PA66 (da 225°C a 265°C). Gli intervalli di Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). temperatura di fusione dei campioni #2 e #3 sono abbastanza simili, sebbene le forme dei picchi siano diverse. La forma della prima curva di riscaldamento è influenzata dalla storia termomeccanica (come le condizioni di lavorazione, ma anche la preparazione del campione) e pertanto non verrà discussa ulteriormente.
Per un confronto diretto del materiale, è meglio confrontare le curvedi secondo riscaldamento, poiché la storia termica di tutti i campioni è ora esattamente la stessa. I picchi di Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione dei campioni #2 e #3 sono abbastanza simili, il che significa che le composizioni del campione #2 e del campione #3 sono molto probabilmente le stesse. Il campione #1 mostra un comportamento di Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione completamente diverso. Si suppone quindi che il campione #1 sia composto da un materiale diverso.
Le curve di raffreddamento mostrano che la temperatura di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione del campione #1 (picco di 225,9°C) è superiore a quella degli altri due campioni, mentre le temperature di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione dei campioni #2 e #3 sono simili.
Combinando i risultati delsecondo riscaldamento e raffreddamento, si può presumere che il campione #1 sia probabilmente PA66. Il materiale dei campioni #2 e #3 è abbastanza simile e potrebbe essere un altro tipo di poliammide.
Per identificare il materiale dei campioni #2 e #3, è stata utilizzata la funzione Identify del software Proteus®. La somiglianza tra la seconda curva di riscaldamento del campione #2 e il PA610 raggiunge il 98,92% (la curva verde in figura 4 è laseconda curva di riscaldamento del campione #2 e la curva rossa è la curva standard del PA610 nel database), il che indica che il materiale dei campioni #2 e #3 è probabilmente PA610.
La Figura 5 mostra il risultato dell'identificazione dellaseconda curva di riscaldamento del campione #1; la somiglianza tra il campione #1 e il PA66 nel database KIMW* è quasi del 90%, il che conferma l'ipotesi precedente.
*Database KIMW per le misure DSC sui polimeri, in collaborazione con il Kunststoffinstitut Lüdenscheid, Germania
Sintesi
Secondo i risultati dell'identificazione, il campione n. 1 OK è fatto di PA66, mentre il campione n. 2 stock e il campione n. 3 NOK sono fatti di PA610. Le proprietà meccaniche della PA66 e della PA610 sono diverse e il comportamento di Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione e CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione non è lo stesso, anche se sono state lavorate con lo stesso metodo; una delle due potrebbe essere surriscaldata o degradata, il che potrebbe influenzare le prestazioni dei prodotti - ad esempio, potrebbe fratturarsi facilmente.