有經驗的注塑師傅,在尼龍制品成型后,會放置在溫水(90~100℃)里浸泡一段時間(2~3h),從而提高制品的沖擊性能。尼龍“水煮”因為和金屬的回火處理有著異曲同工之妙,亦稱為“回火”。
尼龍滑動角(圖片來自百度圖庫)
那么,尼龍在“水煮”過程中,為何會提高制品的沖擊性能?為何會有白色的粉末析出?又為何需要在水里添加一定量的白醋?到底“水”對尼龍做了什么?
想必讀到這,您可能會覺得,煮了一輩子的尼龍,還真沒有想過“水”對尼龍做了什么。稍安勿躁,小編接下來就分三章十二回,給大家詳細的說道說道。
一、尼龍制品為何需要進行“水煮”?
尼龍(PA6、PA66等)屬于熱塑性的結晶聚合物,在注射成型過程中,由于模具溫度和機頭溫度相差較大,聚合物熔體在注射到模腔內會迅速冷卻至玻璃化溫度(Tg,即不受外力下聚合物分子鏈能夠運動的最低溫度)以下,分子鏈被凍結,導致大分子鏈沒有足夠的時間進行排序和堆砌,形成自然結晶的材料。此時,材料內部的大分子鏈并沒有完全處于熱力學穩定狀態,仍然會有趨向于自然取向和結晶的運動狀態。
尼龍座椅扶手(圖片源自百度文庫)
所以,制品的內應力增大,制品沖擊性能降低,性脆。這就好比一根橡皮筋,拉直后,固定兩端,這樣橡皮筋就處于回縮的運動趨勢,你敢去亂碰嗎?
尼龍66合成化學反應式
所以,在尼龍制品成型后,會放在90~100℃的溫水中“煮”2~3h,可以消除產品的內應力,提高制品的沖擊性能?那么,為何“水”可以消除尼龍制品的內應力?也就是讓拉直的橡皮經回到原來的狀態。
二、為何“水”可以消除尼龍制品的內應力?
尼龍行業的人都知道,在尼龍注塑成型前,需要對尼龍進行干燥處理(烘料)。因為尼龍分子結構中含有極性親水集團——酰胺基團,具有強的吸濕嚴性。如不進行烘料,水汽的存在會是制品的性能大幅降低。那么既然這樣,為何還對尼龍進行“水煮”?
圖片源自百度圖庫
回答這個問題,小編可以用形容韓信的一句話來解釋——“成也蕭何敗蕭何”。正是因為尼龍有很強的吸濕性,所以講尼龍制品進行“水煮”,尼龍分子鏈在吸收水汽之后,有助于分子鏈的取向運動(熱力學運動),促進材料的自然結晶過程,降低內應內,提高制品的沖擊性能。
圖片源自百度圖庫
所以,這就好比哲學上的絕對與相對,沒有絕對的行與不行。但是,這時又有一個問題,為什么在“水煮”時,會有白色粉末的析出?這就不是哲學可以解答得了,還得需要科學。
三、尼龍“水煮”時為何會出現白色粉末?
聚合物是一類由許多小分子單體通過化學反應形成的高分子化合物。以PA6為例,由己內酰胺通過縮聚,形成的高分子化合物。由于在聚合反應過程中,存在著化學反應平衡,所以最終合成的產物中已然存在少量的己內酰胺單體,處于游離狀態。
尼龍6化學結構式
這些游離的小分子單體,由于熱運動會向制品的表面遷移,特別是在“水煮”過程中,會加快這些小分子單體的遷移速率并析出,就相當于萃取的過程。所以,在“水煮”過程中,就會有白色粉末的析出。在尼龍6切片廠家生產過程中,會有專門的設備將這些單體進行回收,從而提高原料的利用率。但是由于設備成本較高,所以一般的注塑廠家并不能做到。
尼龍無障礙扶手(圖片源自百度圖庫)
所以為了解決這個問題,通常會在水中添加一定量的白醋。來抑制游離單體的析出,減少白色粉末的出現。
艾邦總結
尼龍制品的“水煮”工藝到底是誰發明的?是理論指導實踐?還是經驗導向理論?小編其實也不知道,如果您有更明確的答案,可以私聊小編,共同探討“水”與“尼龍”的那些事!
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2017年10月20日
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