Wprowadzenie
Opaski nylonowe są produkowane metodą formowania wtryskowego przy użyciu zatwierdzonego przez UL PA66 (Nylon 66). Ze względu na dobrą kwasoodporność, odporność na korozję, właściwości izolacyjne i mechaniczne oraz stabilność starzenia, opaski nylonowe są szeroko stosowane w urządzeniach elektronicznych i elektrycznych, przewodach i kablach, lampach i latarniach, maszynach i sprzęcie, przemyśle stoczniowym, budownictwie i innych gałęziach przemysłu.
Wytrzymałość na zerwanie jest jednym z najważniejszych wskaźników wydajności opasek nylonowych, niezależnie od tego, czy pęknięcie występuje w części końcowej, środkowej czy odwrotnej, wytrzymałość na zerwanie powinna być wyższa niż wartość nominalna wytrzymałości na rozciąganie. Gdy wytrzymałość na zerwanie jest niższa niż wartość nominalna, jednym z rozwiązań jest zastąpienie obecnej opaski innym produktem o wyższej wytrzymałości na rozciąganie. Należy jednak wziąć pod uwagę możliwe przyczyny awarii opaski nylonowej, np. wysoka temperatura i długi czas przechowywania powodują starzenie i kruchość. Również utrata wilgoci znacząco wpływa na właściwości mechaniczne. Podstawową przyczyną zawsze może być zastąpienie oryginalnego materiału tanimi surowcami lub użycie materiałów pochodzących z recyklingu. Wreszcie, warunki przetwarzania mają istotny wpływ na ostateczną jakość opasek.
Przygotowanie próbki i warunki pomiaru
W niniejszej nocie aplikacyjnej przyczyny zerwania zostały przeanalizowane metodą DSC; szczegóły są następujące: Przygotowano 3 próbki opasek nylonowych: próbka nr 1 OK, próbka nr 2 Stock i próbka nr 3 NOK (pęknięta w środku), jak pokazano na rysunku 1. Warunki pomiaru są wyszczególnione w tabeli 1.

Tabela 1: Parametry pomiarów DSC
Próbka | Próbka #1 OK | Próbka #2 Stock | Próbka #3 NOK |
---|---|---|---|
Masa próbki [mg] | 9.48 | 9.03 | 9.04 |
Tygiel | Concavus® Tygle Al, przebijana pokrywa | ||
Program temperatury | -50°C ... 300°C | ||
Szybkość ogrzewania/chłodzenia | 20 K/min | ||
Atmosfera | Azot (20 ml/min) |
Wyniki pomiarów
Dla porównania różnic pomiędzy trzema próbkami, krzywe grzania i chłodzenia zostały przedstawione odpowiednio na rysunkach 2 i 3. Próbka nr 1, próbka nr 2 i próbka nr 3 są przedstawione w kolorze czerwonym, zielonym i niebieskim.
Zgodnie z wynikamipierwszego ogrzewania, Temperatury i entalpie topnieniaEntalpia syntezy substancji, znana również jako ciepło utajone, jest miarą nakładu energii, zazwyczaj ciepła, która jest niezbędna do przekształcenia substancji ze stanu stałego w ciekły. Temperatura topnienia substancji to temperatura, w której zmienia ona stan ze stałego (krystalicznego) na ciekły (stopiony izotropowo).temperatura topnienia (szczyt 261,9°C) próbki #1 mieści się w zakresie teoretycznej temperatury topnienia PA66 (225°C do 265°C). Zakresy temperatur topnienia próbek #2 i #3 są dość podobne, chociaż kształty pików są różne. Na kształt pierwszej krzywej nagrzewania ma wpływ historia termomechaniczna (taka jak warunki przetwarzania, ale także przygotowanie próbki), dlatego nie będzie ona dalej omawiana.


W celu bezpośredniego porównania materiału lepiej jest porównaćdrugie krzywe ogrzewania, ponieważ historia termiczna wszystkich próbek jest teraz dokładnie taka sama. Piki topnienia próbek #2 i #3 są dość podobne, co oznacza, że skład próbki #2 i próbki #3 jest najprawdopodobniej taki sam. Próbka #1 wykazuje zupełnie inne zachowanie podczas topnienia. Przypuszcza się zatem, że próbka #1 musi być wykonana z innego materiału.
Krzywe chłodzenia pokazują, że temperatura krystalizacji próbki nr 1 (szczyt 225,9°C) jest wyższa niż pozostałych 2 próbek, a temperatury krystalizacji próbek nr 2 i nr 3 są podobne.
Łącząc wynikidrugiego ogrzewania i chłodzenia, można założyć, że próbka nr 1 to prawdopodobnie PA66. Materiał próbek #2 i #3 jest dość podobny i może to być inny rodzaj poliamidu.
Aby zidentyfikować materiał próbek #2 i #3, użyto funkcji Identify oprogramowania Proteus®. Podobieństwo między drugą krzywą grzania próbki #2 i PA610 sięga 98,92% (zielona krzywa na rysunku 4 todruga krzywa grzania próbki #2, a czerwona krzywa to standardowa krzywa PA610 w bazie danych), co wskazuje, że materiałem próbek #2 i #3 jest prawdopodobnie PA610.

Rysunek 5 przedstawia wynik identyfikacjidrugiej krzywej grzania próbki #1; podobieństwo między próbką #1 a PA66 w bazie danych KIMW* wynosi prawie 90%, co potwierdza poprzednie założenie.
*Baza danych KIMW dla pomiarów DSC polimerów, współpraca z Kunststoffinstitut Lüdenscheid, Niemcy

Podsumowanie
Zgodnie z wynikami identyfikacji, próbka nr 1 OK jest wykonana z PA66, ale próbka nr 2 stock i próbka nr 3 NOK są wykonane z PA610. Właściwości mechaniczne PA66 i PA610 są różne, a zachowanie podczas topnienia i krystalizacji nie jest takie samo, nawet jeśli zostały przetworzone tą samą metodą; jeden z nich może zostać przegrzany lub zdegradowany, co może wpłynąć na wydajność produktów - na przykład może łatwo pękać.