- 實用工程塑料手冊(第2版)
- 張玉龍
- 9053字
- 2019-10-28 16:05:34
第三節 加工與應用
一、玻璃纖維增強尼龍66的加工與應用
1.原材料與配方(質量分數)

2.制備方法
(1)尼龍66樹脂純料的制備 PA66聚合工藝是以50%尼龍66鹽水溶液為主要原料,通過加入醋酸、次亞磷酸鈉等添加劑,按規定的工藝參數經縮聚反應,生成相對黏度(相對95%濃硫酸)為2.70±0.03的PA66聚合物顆粒。
(2)玻璃纖維改性尼龍66樹脂的制備 純尼龍66產品熱變形溫度為(70±2)℃,拉伸強度為(72±2)MPa,成型收縮率高達2%,限制了其應用范圍,為了擴大它的應用領域,采用玻璃纖維改性尼龍66。玻璃纖維改性尼龍66最大的問題在于相容性差,玻璃纖維外露。
為此,可采用硅烷偶聯劑對玻璃纖維進行預處理,加強玻璃纖維與PA66的結合力,防止玻璃纖維外露影響制品外觀和性能,處理好的玻璃纖維與純尼龍66樹脂、尼龍6樹脂、潤滑劑、成核劑等按比例均勻地加入到雙螺桿擠出機中造粒。玻璃纖維增強尼龍66的關鍵是表面處理技術,可采用偶聯劑加大玻璃纖維與PA66樹脂的親和性,配合其他助劑,可有效改善玻璃纖維分散效果,減輕制品翹曲和浮纖現象。
(3)產品制備工藝條件 干燥條件:90℃×10h,注射溫度為275~280℃,注射壓力為60~75MPa。雙螺桿擠出機的參數設定見表2-235。
表2-235 雙螺桿擠出機的參數設定

3.性能
按照ISO178、ISO179、ISO180、ISO75等相關標準測試,與未改性產品的性能對比見表2-236。
表2-236 玻璃纖維改性尼龍66與未改性產品性能對比(按照ISO相關標準測試)

由表2-237中的數據證明,玻璃纖維增強尼龍66產品耐熱耐醇性能優異。
表2-237 玻璃纖維改性尼龍66及其耐醇試驗性能對比

4.效果與應用
1)經過玻璃纖維改性的尼龍66樹脂,采用增韌劑與偶聯劑的復合,加工玻璃纖維與PA66樹脂的親和性,力學性能得到了大幅提高,并直觀地表現了力學性能的增長幅度,擴大了尼龍66在汽車工業中的應用,如氣缸頭蓋、發動機座和總蓋、門把手、鎖系統、車輪裝飾、汽車鎖柄、煙灰缸、開關等。
2)玻璃纖維增強PA66提高了產品的熱性能,熱變形溫度由70℃提高至220℃以上,耐老化性能十分優異,經140℃、1000h、換氣10次/h的老化試驗,0#試樣嚴重變形無法繼續使用,1#試樣和2#試樣力學性能沒有降低,制品顏色由青白色變為深褐色。3#試樣本身性能不穩定,老化試驗后性能有所下降。玻璃纖維增強PA66提高了制品的耐熱性,可以安全應用于汽車、機械、化工等領域,制造耐熱受力結構零部件。例如汽車調壓池、空氣進氣歧管、節流閥體散熱器槽、風扇葉片護罩等零部件。
3)成型收縮率由原來的1.5%~1.8%降到0.2%~0.3%,使得尼龍66制品平整無翹曲,尺寸更加穩定,廣泛應用于齒輪、線圈骨架等精密部件。
4)玻璃纖維在產品中起到了良好的骨架作用,耐醇試驗充分證明:玻璃纖維增強PA66產品在130℃的特殊環境下具備耐乙二醇和油脂的能力,因此能夠滿足汽車散熱器槽、散熱器中間部分支架、水進口管件、油盤、充油罐、油水準儀、汽車水室等使用要求。
5)試驗重現性好,玻璃纖維增強PA66工業路線切實可行。該玻璃纖維增強PA66具有較高的比強度,良好的耐熱性、電性能、耐磨蝕性能、抗沖擊性能,以及加工方法簡便、生產成本低且效率高、經濟環保等優良特性。與純尼龍相比,玻璃纖維增強尼龍機械強度、剛性、耐熱性、耐蠕變性和耐疲勞強度大幅度提高,伸長率、模塑收縮率、吸濕性、耐磨性下降。
6)玻璃纖維增強PA66的研制與開發,擴大了尼龍66產品在汽車、電子電器行業的應用空間,還廣泛應用于機械部件、護罩、扇葉、汽車冷卻散熱器、齒輪、線圈骨架,以及牙輪帶罩、鏈導軌、窗用隔熱異形型材等高端應用領域。
二、高耐寒玻璃纖維增強尼龍復合材料的加工與應用
1.原材料與配方(質量份)

2.制備方法
將PA66在110℃干燥4h,然后將原材料按配方中的比例預混后造粒,擠出溫度240~270℃,螺桿轉速350r/min。粒料在120℃干燥4h后用注射機制樣,注射溫度為255~285℃,注射壓力為60~75MPa。樣條成型后在溫度(23±2)℃、濕度(50±5)%的環境下調節24h,用于性能檢測。
3.性能
不同增韌劑添加量對玻璃纖維增強尼龍材料性能的影響,其結果見表2-238和表2-239。
表2-238 材料力學性能隨增韌劑添加量的變化關系

表2-239 材料的常溫性能

測試結果表明,當溫度由室溫降至-30℃時,兩種材料的缺口沖擊強度均出現了明顯的下降,但此后隨著溫度的繼續降低,3#試樣的下降幅度變緩,而6#試樣則繼續大幅度下降,當溫度降至-50℃時,3#試樣的缺口沖擊強度明顯高于6#試樣,3#試樣的耐高寒性能前景最優。
4.效果與應用
1)增韌劑添加量對材料的力學性能有明顯影響,隨著增韌劑添加量的增加,材料的拉伸強度、彎曲強度以及無缺口沖擊強度逐漸下降,而缺口沖擊強度逐漸升高而后趨于穩定,增韌劑添加量為6份時材料的力學性能最優。
2)冷凍時間及冷凍溫度對材料沖擊性能影響明顯,隨著冷凍時間的延長以及冷凍溫度的降低,材料的缺口沖擊強度逐漸下降而無缺口沖擊強度逐漸升高,且冷凍處理時性能變化主要發生在2h內,選用復合添加劑02所制備材料的熱穩定性和耐高寒性能更優。
3)玻璃纖維與基體樹脂之間的界面結合性與材料的力學性能密切相關,在界面結合良好的情況下制件才能表現出較好的耐高寒性能。
高耐寒玻璃纖維增強尼龍復合材料主要用于高寒地區的電氣、汽車、機械儀表和建筑產品的制備。
三、無捻粗紗增強尼龍復合材料的加工與應用
1.原材料與配方(質量份)

2.制備方法
設計GF/PA66復合材料中GF無捻粗紗(988A和910)的質量分數為30%,PA66的質量分數為70%,利用雙螺桿擠出機進行擠出、造粒,經過注射機注射為測試樣品,測試樣品在室溫干燥條件下放置24h后測試性能。測試樣品為兩份,一份用于干態力學性能測試,一份用于耐水解性能測試。GF/PA66復合材料的制備工藝參數見表2-240。
表2-240 GF/PA66復合材料的制備工藝參數

3.性能
表2-241為988A/PA66、910/PA66復合材料的干態力學性能及GF保留長度測試數據。
表2-241 GF保留長度及復合材料的力學性能測試數據

表2-242所列兩組試樣耐水解試驗后的力學性能及其保留率。保留率是指試驗后的力學性能數值與試驗前的力學性能數值的比值,能反映出試驗前后力學性能的變化情況。
表2-242 兩組試樣耐水解試驗后的力學性能及其保留率

4.效果與應用
1)910、988A增強PA66均具有良好的力學性能,910/PA66復合材料的力學性能更好。
2)較988A/PA66復合材料,910/PA66復合材料有更好的耐水解性能。
3)在相同的GF無捻粗紗直徑、保留長度、分布、含量的條件下,GF與PA66的界面結合強度直接影響GF/PA66復合材料的干態力學性能及耐水解性能。
無捻粗紗增強尼龍復合材料主要用于制備水下制品、船舶制品及化工產品等。
四、增強增韌尼龍12加工與應用
1.原材料與配方(質量份)

2.制備方法
(1)工藝流程 PA12復合材料及力學性能測試樣條的制備工藝流程如圖2-11所示。

圖2-11 制備工藝流程
(2)主要工藝參數 制備PA12復合材料的主要工藝參數:雙螺桿擠出機各區的溫度:一區為190℃,二區為200℃,三區為210℃,四區為220℃,五區為220℃,六區為220℃,七區為220℃,八區為210℃,九區為210℃,十區為205℃;注射機各區的溫度:一區為210℃,二區為225℃,三區為230℃,四區為225℃。
不同喂料方式制備的PA12復合材料力學性能見表2-243。
表2-243 不同喂料方式制備的PA12力學性能

3.效果與應用
1)短切GF側向喂料工藝較長GF連續喂料工藝更容易制備綜合力學性能相對較高的PA12復合材料。
2)增韌劑4700較4100對PA12的增韌效果好,并使復合材料保持相對較高的強度。
3)當PA12/GF/4700=60/32/8(質量比)時,PA12復合材料拉伸強度為120MPa,懸臂梁缺口沖擊強度為20kJ/m2,綜合力學性能最佳。
增強增韌尼龍口主要用于汽車輸油管、儀表板、節氣門踏板、制動軟管、電子電器消聲部件、電纜護套等。
五、玻璃纖維增強尼龍6的擠出工藝與性能
1.原材料與配方(質量份)

2.復合材料的制備
(1)短切玻璃纖維共混物 將短切玻璃纖維在100℃于真空烘箱中烘干24h,PA6在80℃下于真空烘箱中烘干24h。取一定量的短切玻璃纖維與干燥過的PA6,在袋中混合均勻,由于玻璃纖維的特性,混合過程不能采用高速混合機進行混合,否則玻璃纖維束破開后會影響進料?;旌显嫌闪隙芳尤腚p螺桿擠出機,擠出溫度為190~240℃,經過熔融共混擠出、造粒。
(2)長玻璃纖維連續加入共混物 對于長玻璃纖維共混物,首先將烘干后的PA6加入料斗,在恒定速度下加入擠出機,在擠出機轉速恒定、加料速度一定時,在擠出機熔融段后的副喂料口加入,由于熔融PA6的黏性,連續玻璃纖維被帶入擠出機中,根據同時加入連續玻璃纖維的根數、主機轉速和喂料速度,可以在一定范圍內調節玻璃纖維添加量。造粒后得到連續玻璃纖維共混產品。
3.性能
玻璃纖維含量對GF/PA6復合材料力學性能的影響見表2-244。
表2-244 玻璃纖維含量對復合材料力學性能的影響

主機轉速對復合材料力學性能的影響見表2-245。
表2-245 主機轉速對復合材料力學性能的影響

喂料速度對復合材料力學性能的影響見表2-246。
表2-246 喂料速度對復合材料力學性能的影響

長玻璃纖維在不同位置添加時復合材料的力學性能見表2-247。
表2-247 長玻璃纖維在不同位置添加時復合材料的力學性能

在主機轉速不變、喂料速度基本相同的條件下,采用長玻璃纖維,在輔助加料口加料,制備了玻璃纖維含量大約為30%的玻璃纖維增強材料,經測試,其實際的玻璃纖維含量為30.19%。采用短切玻璃纖維,按相同玻璃纖維含量添加玻璃纖維,保證兩個樣品的玻璃纖維含量相同,比較了采用長玻璃纖維添加和短切玻璃纖維添加時樣品的力學性能,見表2-248。
表2-248 長玻璃纖維與短切玻璃纖維增強PA6的性能對比

4.效果與應用
1)采用短切玻璃纖維加入時,玻璃纖維含量對GF/PA6復合材料的力學性能影響很大。隨玻璃纖維含量增加,復合材料的力學性能越來越高,斷裂伸長率變低。同等條件下,沖擊測試時,斷面上玻璃纖維被拉出的較多,拉伸測試時,玻璃纖維被拉斷的較多。玻璃纖維含量較大時,玻璃纖維的長度較短,長度分布較寬。
2)加工工藝參數對復合材料的力學性能有影響。喂料速度不變時,隨主機轉速的增大,短玻璃纖維增強PA6復合材料的力學性能略有提高;主機轉速不變時,隨喂料速度的增加,復合材料的力學性能逐漸降低。
3)采用長玻璃纖維連續添加時,玻璃纖維的添加位置對復合材料的性能略有影響,但影響不大。
4)在玻璃纖維含量相同時,采用長玻璃纖維連續添加得到的材料力學性能明顯優于采用短切玻璃纖維時的性能。
玻璃纖維增強尼龍6主要用于擠出板材、棒材、型材和其他擠出尼龍制品。
六、無鹵阻燃尼龍6的加工與應用
1.原材料與配方(質量份)

2.制備方法
尼龍6顆粒使用前,在90℃下鼓風干燥箱中烘干12h,除去水分。按照試驗設定的配比,將尼龍和不同含量的氫氧化鎂、微膠囊化紅磷和經過十八烷基三甲基氯化銨修飾前后蒙脫土填料高速預混2min后加入雙螺桿擠出機中熔融擠出。雙螺桿的加工溫度:一區為215℃,二區為230℃,三區為235℃,四區為235℃,五區為238℃,機頭為225℃;螺桿轉速為300r/min,最后擠出造粒,并在真空干燥箱中干燥后備用。將得到的不同母粒采用注射機進行注射相關測試樣條,分別進行力學性能、極限氧指數(LOI)、燃燒性能和熱穩定性等方面的試驗。注射機溫度控制為240℃。
3.性能
固定氫氧化鎂(MH)和微膠囊化紅磷(HP)的質量比為3∶2,對尼龍6進行阻燃改性,各項性能見表2-249。
表2-249 MH∶HP=3∶2復配阻燃PA6的配方及試驗結果

試驗中設計的主要配方及材料的相關參數見表2-250。
表2-250 經過處理后的蒙脫土(OMMT)對MH/HP/PA6阻隔防爆材料體系阻燃及力學性能的影響

阻燃劑的加入降低了尼龍6阻隔防爆材料的熱分解速率,并提高了阻隔防爆材料最終的成炭量,使尼龍6阻隔防爆材料的熱穩定性增強。
4.效果與應用
氫氧化鎂和微膠囊化紅磷的質量比為3∶2時,兩種阻燃劑間具有最佳的協同阻燃作用;阻燃劑總量為15%時,阻隔防爆材料的阻燃效果等級達到UL94 FV-0級別,并且阻隔防爆材料的力學性能優良;當加入1%的OMMT后,阻燃劑的總含量由15%降低至14%可保持阻燃級別為FV-0級,阻隔防爆材料的力學性能得到明顯提升,同時降低了材料的整體生產成本。
無鹵阻燃尼龍6主要可制備各種防火、防爆阻燃器材。
七、聚氨酯改性尼龍球磨機內襯的加工與應用
1.原材料與配方(質量份)

2.制備工藝及方法
(1)制備聚氨酯預聚體 首先將聚四亞甲基醚二醇(PTMG)加入三口瓶內,瓶內裝有攪拌器、溫度計,對其加溫直到100℃,然后進行30min的真空脫水,接下來降溫到70℃,并將計量好的甲苯二異氰酸酯(TDI)加入瓶內,讓其在80℃下進行2h保溫反應,取樣本對預聚體NCO的質量分數進行分析,然后備用。
(2)制備聚氨酯改性尼龍共聚物 將己內酰胺稱取好放入三口燒瓶中,在120℃下進行加熱脫氣直到產生明顯氣泡后備用;然后將聚氨酯預聚體加入部分脫氣后的己內酰胺中,使其在100℃下反應1h后備用;將一定量氫氧化鈉加入另一部分脫氣后的己內酰胺中,設置溫度在120~130℃、壓力在10~15mmHg下進行10~15min的減壓蒸餾,將反應生成的水除去然后備用;將上述兩步產物在130~140℃充分混合,然后將其迅速地澆注在事先預熱的140℃模具中,在此溫度下維持40min后進行冷卻脫模,這樣就得到了聚氨酯改性尼龍共聚物制品。
(3)制備聚氨酯改性尼龍球磨機內襯 在球磨機內壁上噴砂,將其上甲苯清洗后涂上底膠,保持在140℃下進行充分預熱,參考(2)中相關步驟,進行聚氨酯改性尼龍內襯澆注的制備,制備好后將其澆注在充分預熱的球磨機襯板模具內,并使其在臥式離心成型機上維持140℃,進行40min的離心成型,然后使其緩慢冷卻到室溫即可。
3.性能
聚氨酯材料制作的球磨罐在磨損試驗中,當溫度大于60℃之后,磨損率快速上升,聚氨酯改性尼龍材料所制作的球磨罐在60℃內時磨損率與聚氨酯制作球磨罐基本上一樣,即使在60℃以上時,磨損率雖然有升高,但是沒有聚氨酯材料的上升明顯,當溫度在100℃以下時,其磨損率僅僅是聚氨酯材料的30%左右,由此能夠得出結論:聚氨酯改性尼龍高溫下耐磨性能顯著好于聚氨酯。按照球磨機內襯材料配方制備好的聚氨酯改性尼龍球磨機內襯經過實際使用后,得出這樣一個結果:當溫度在80℃以上使用環境中時,聚氨酯改性尼龍球磨機內襯與原來的聚氨酯內襯比較,其使用壽命得到了明顯延長,設備連續生產能力及生產效率也有顯著提高,具有非常好的實際使用效果。
4.效果與應用
球磨機是一種粉碎設備,廣泛應用于冶金、化工及電子等行業中,其內襯是設備使用過程中主要消耗的部件,以往高錳鋼材料制造的球磨機噪聲、能耗及磨損都較大,使用聚氨酯高分子材料生產的球磨機內襯則具有噪聲小、能耗低及耐磨度高及使用周期長的特點,但是其耐溫性能較差,不適合在80℃以上長期使用。澆注型尼龍在具備上述優點的同時,耐熱性能好,但是脆性較大,因此使用聚氨酯對其進行改進,可增加其韌度。第一,將聚氨酯應用于改性澆注型尼龍中增韌,具有非常明顯的增韌效果,增韌后尼龍產品沖擊強度提高了3~4倍;第二,澆注型尼龍進行增韌時,使用了相對分子質量為2000的PTMG合成,并且將預聚體NCO的含量設定成4.0%,這種預聚體下增韌的澆注型尼龍的沖擊強度有了顯著增加,但是其拉伸強度并沒有顯著降低,預聚體黏度也比較適中,方便使用,而且預聚體用量在15%時,改性后產品顯示出最大的沖擊強度;第三,對制備好的產品經過耐溫性試驗,并結合有關用戶使用經驗得出:聚氨酯改性澆注型尼龍球磨機內襯能夠在80℃以上的嚴苛環境中長期使用,與原本的聚氨酯內襯比較,其具有更長的使用壽命,這有效提升了設備的連續生產能力及生產效率,具有良好的實際使用效果,對其進行研究制備是非常必要的,設計及制造聚氨酯改性尼龍球磨機內襯過程中,注意控制好溫度的設置及預聚體的添加量,注意觀察制備過程中各種物質間的化學反應及產物,借助數學坐標系將相關物質間的反應關系記錄展示出來。
八、MC尼龍棒材臥式離心澆注加工與應用
1.原材料與配方(質量份)

2.旋轉棒的制備
(1)裝模 按圖2-12所示將兩端蓋安裝固定在臥式離心機上,然后將組合模具與兩端蓋對齊,通過鎖模電動機將模具鎖緊并密封好,插入一個“7”字形的長柄漏斗,打開電源開關,將模具預熱到160℃。

圖2-12 臥式離心澆注系統結構示意圖
(2)澆注 將己內酰胺加熱熔融,在真空度大于0.01MPa和溫度為110~130℃下,抽真空脫水一段時間,然后解除真空,加入定量的催化劑,繼續抽真空脫水反應一段時間,解除真空,同時將離心機調到預定轉速,加入添加劑和活化劑,攪拌均勻,澆注,恒溫反應30min,自然冷卻至室溫,脫模,即得到MC尼龍旋轉棒。
3.性能
臥式離心澆注法生產的?40mm含油MC尼龍旋轉棒和靜態澆注法生產的?40mm含油MC尼龍棒的性能測試結果見表2-251。
表2-251 MC尼龍棒的性能

由表2-251可見,與靜態澆注法生產的?40mm含油MC尼龍棒相比,旋轉MC棒的硬度和缺口沖擊強度差不多,拉伸強度和彎曲強度略低,而斷裂伸長率明顯增大,說明旋轉MC棒的韌性有所改善。
4.臥式離心澆注法的效益分析
與靜態澆注法相比,臥式離心澆注法具有生產效率高、成品率高、水口少、質量好、效益好等優點。例如,按靜態澆注法,一個?40mm的模具每天只能生產2支?40mm×300mm的MC尼龍棒;而用臥式離心澆注法,一個組合模具一次可生產38支?40mm×1000mm的MC尼龍棒,而每個組合模具每天至少可生產兩模,即總共76支?40mm×1000mm的MC尼龍棒,效率提高80倍以上。
九、增韌耐磨尼龍彈帶的加工與應用
1.簡介
彈帶是彈丸的重要組成部分,主要起到閉氣、定芯以及導轉作用。早期的彈帶均采用純銅、銅合金、純鐵、鋁以及鋁合金等金屬材料制造。隨著兵器工業的發展以及武器裝備性能的提高,金屬材料彈帶已不能滿足現代化武器裝備的需要。國內外相繼開展了塑料彈帶的研究,并于20世紀70年代開始廣泛應用于各種新式炮彈上。目前,塑料彈帶所用材料主要包括聚碳酸酯、尼龍66、尼龍12、聚乙烯、聚四氟乙烯等。
塑料彈帶并不是簡單機械地代替金屬彈帶,而是利用了全新的結構、材料和技術。目前研制的滑動式可脫落塑料彈帶,使線膛炮能夠像滑膛炮一樣發射精度較高的各種尾翼穩定的炮彈,降低了彈丸的炮口旋轉速度,提高了彈丸的彈道飛行穩定性,從而賦予線膛炮以新的動力,開創了一炮多彈的新時期。塑料彈帶目前已經廣泛應用于14.7~203mm口徑的各種類型的炮彈上,特別是在穿甲彈、榴彈和迫擊炮彈上應用甚廣。
2.原材料與配方(質量份)

3.制備方法
將原材料尼龍66、增韌劑、無機填充劑、潤滑劑A、潤滑劑B按一定比例混合均勻,在250~280℃經擠出機擠出造粒,制備出增韌耐磨尼龍66粒料,待用。
將增韌耐磨尼龍66粒料在100~110℃下干燥8h,使用注射機注射成標準測試試樣。
4.性能與效果
1)所用無機填充劑對尼龍66材料有增強作用,但是當無機填充劑質量分數超過一定值(15%)后,無機填充劑對尼龍66材料的增強效果減弱。
2)所用增韌劑對改善尼龍66材料的韌性具有明顯的作用,但是增韌劑質量分數超過8%時會降低材料的彎曲強度和拉伸強度。
3)少量潤滑劑A或潤滑劑B對尼龍66材料的力學性能有一定的增強作用,對材料的摩擦性能均有明顯的改善作用,為了實現更好的性價比,可以將潤滑劑A與潤滑劑B進行復配,以滿足目標需要的摩擦性能。
4)靶場試驗結果表明,塑料彈帶要求材料強度與耐磨性能相匹配,增韌耐磨尼龍66材料的缺口沖擊強度為25kJ/m2、摩擦因數為0.25時,可以滿足彈帶的使用功能要求。
十、尼龍放線滑輪的注射成型與應用
1.簡介
隨著特高壓建設的不斷加快,為解決放線施工中的各種困難和挑戰,作為主力施工機具的放線滑車和滑輪的形式不斷出新。
(1)鑄造鋁合金輪 該輪硬度高于導線鋁絲,在張力放線中對導線產生嚴重磨損,一般只適合用于人工放線。
(2)鑄造鋁合金掛膠輪 鑄造鋁合金與橡膠的親和力較差,在使用過程中易脫膠,在橡膠磨損或脫膠的情況下會露出鑄造鋁合金基體,對導線產生損傷。
(3)MC尼龍輪 因其強度高、耐磨性好、密度小、抗老化、加工工藝性好等優點被普遍應用在放線施工中。但MC尼龍輪的硬度高于橡膠,并且隨著導線直徑的增加,對放線質量的要求提高,已不能滿足要求。
(4)MC尼龍全掛膠輪 以MC尼龍輪為基礎輪,在輪槽內全包掛一層橡膠,在滿足強度和耐磨的同時,又保護了導線。其缺點是包膠在施工運輸過程中易損壞,導致滑輪不能繼續使用;隨著輪徑的加大,滑輪整體質量無法減小,導致整體滑車質量太大,施工不便;離心澆注工藝本身無法滿足滑輪的輕型化結構要求,生產效率低、費用高。
(5)PA-M尼龍注射半包膠輪 采用增強尼龍材料、注射成型工藝、半包膠技術完成。利用注射工藝的特點,可以設計形狀復雜、壁薄的結構件,結構由多加強筋和減輕孔構成,質量大大減小。在滿足強度高、耐磨性、保護導線的同時,具有密度小、包膠不易損壞、生產加工效率高、成本低、施工輕便等優點。
2.原材料與配方(質量份)

3.制備工藝
(1)滑輪的注射工藝 注射模具精度高、結構復雜、質量大,應能保證注射出合格的成品,收縮穩定后滿足設計尺寸要求;模具本身輪片軸承孔做成鑲塊形式,軸承孔范圍為?140~?150mm;模具壽命不低于20萬模;模具流道設計布局合理,利于注射成型;保溫控制良好。
(2)滑輪的半包膠工藝 注射尼龍放線滑輪實現對尼龍基體無加工,即不損傷尼龍輪本體,一次注射成型半包膠槽,由注射模具及工藝得以實現,從而減少了一道加工環節,保證輪體的整體強度不受影響。根據包膠槽形狀研制專用膠圈模具,流變成型的膠圈冷粘在尼龍基體的包膠槽內,常溫固化,保證黏結強度與質量,實現重復包膠。
4.性能
對注射放線滑輪進行的性能試驗主要包括載荷試驗、滑輪側壁受力試驗、破壞試驗、墜落試驗、側壁錘擊試驗、低溫載荷試驗等。
1)載荷試驗是通過對被試驗滑輪按工況分別施加100%、125%、300%額定載荷后,觀察滑輪轉動是否靈活,輪體是否有塑性變形、破壞現象,膠體是否有脫膠、開裂現象,以及變形量是否在允許范圍內來判定滑輪是否合格。
2)滑輪側壁受力試驗是通過對被試驗導線滑輪模擬過壓接管保護套,分別施加100%、125%、300%額定載荷后,對相應滑輪輪槽側壁產生擠壓,觀察滑輪側壁彈性變形、回復情況,膠體是否有脫膠、開裂以及破壞現象來判定滑輪是否合格。
3)滑輪墜落試驗,主要進行滑輪高空垂直墜落至水泥地面,觀察其在不同高度墜落后的損壞情況。其目的考核其耐摔性能,考察材料的韌性。該試驗分常溫和低溫兩種情況,其中常溫分別選取不同配方、不同后處理方式下的墜落試驗。
4)滑輪側壁錘擊試驗,主要考察輪緣側壁耐沖擊的性能。試驗中,用15kg鐵錘從不同高度自由墜落至平放水泥地面的滑輪輪緣側壁,觀察損壞情況。
5)滑輪低溫載荷試驗,試驗重點考察其在1倍、1.25倍額載的承載能力及變形損壞情況,最后做破壞試驗,觀察其承載能力變化和破壞情況。試驗選在我國東北地區,利用冬季的低溫進行,低溫速凍至-30℃,保持42h,直接做更惡劣的模擬過載荷接管保護套破壞試驗。試驗至200kN,輪體未破壞,只在壓桿處產生兩道白色的變形壓痕,此時,輪體表面溫度-7.6℃。
5.適用范圍
半包膠注射尼龍放線滑輪應用于架空輸電線路人工或機械展放導線(含單輪滑車),各種規格采用半包膠方式,有效保護導線,延長滑輪有效使用壽命,可實現無損重復包膠;特別適于高山、高海拔和嚴寒地區;使用環境溫度,最高60℃,最低-20℃。