不同工藝條件對(duì)多層尼龍管性能的影響

不同工藝條件對(duì)多層尼龍管性能的影響王娟【摘要】多層尼龍燃油管的結(jié)構(gòu)主要通過(guò)采用特殊阻隔層與聚酸胺材料等通過(guò)共擠加工工藝獲得.文中對(duì)比了在恒定烤火量的條件下，不同的牽引速度對(duì)多層尼龍管產(chǎn)品性能的影響;對(duì)比了在恒定牽引速度的條件下，不同的烤火量對(duì)尼龍管產(chǎn)品性能的影響.結(jié)果表明:當(dāng)牽引速度為25m/min時(shí)烤火量在60%~65%之間時(shí)，尼龍管路力學(xué)性能最佳;當(dāng)牽引速度為30m/min時(shí)烤火量在65%~70%之間時(shí)，尼龍管路力學(xué)性能最佳.【期刊名稱】《廣州化工》【年(卷)，期】2018(046)024【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P61-63)【關(guān)鍵詞】尼龍管;烤火量;牽引速度【作者】王娟【作者單位】天津鵬翎集團(tuán)股份有限公司，天津300277【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TQ322.3隨著環(huán)境的不斷改變，汽車燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師們一直在尋找既可滿足愈加苛刻的技術(shù)條件和安全標(biāo)準(zhǔn)、又能適應(yīng)未來(lái)多樣化燃油環(huán)境的方案。尼龍管本身柔軟易安裝，方便在整車上布置，尼龍管在汽車燃油管路上的應(yīng)用能有效地降低整車重量和成本，并且使燃油管路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化［1］。多層尼龍燃油管的結(jié)構(gòu)主要通過(guò)采用特殊阻隔層與聚酸胺材料等通過(guò)共擠加工工藝獲得，不僅具有良好的機(jī)械性能、良好的抗沖擊性能，還具有優(yōu)異的燃油阻滲性能，滿足日益苛刻的CH排放標(biāo)準(zhǔn)要求。本文就采用從內(nèi)到外：尼龍6(PA6)、聚乙烯-乙烯醇(EVOH)、尼龍6(PA6)、改型尼龍612(改性PA612)、尼龍12(PA12)的多層尼龍管，在擠出溫度、冷卻水溫度、真空度以及同樣的擠出工裝的基礎(chǔ)上，分析不同的擠出速度、烤火量的配合對(duì)多層尼龍管的性能影響。1實(shí)驗(yàn)1.1原材料PA6SX8001，贏創(chuàng)德固賽化學(xué)品有限公司；EVOHLA170B，日本可樂(lè)麗公司；改性PA612SX8002，贏創(chuàng)德固賽化學(xué)品有限公司；PA12X7297，贏創(chuàng)德固賽化學(xué)品有限公司。1.2主要生產(chǎn)設(shè)備除濕干燥機(jī)，臺(tái)灣信易電熱機(jī)械有限公司；多層尼龍管擠出機(jī)機(jī)組，瑞士麥拉斐爾公司。1.3主要檢測(cè)設(shè)備電子拉力機(jī)GT-AI3000，臺(tái)灣高鐵檢測(cè)儀器公司；伺服爆破試驗(yàn)機(jī)HBN-S-HT-80，深圳弗賽特檢測(cè)設(shè)備有限公司。1.4擠出工藝1.4.1多層尼龍管的生產(chǎn)工藝流程如下：原材料干燥真空上料擠出真空水槽冷卻火焰處理牽引、切割1.4.2多層尼龍管的工藝條件(1)多層管對(duì)應(yīng)層溫度設(shè)定見(jiàn)表1;擠出速度為20~50m/min;冷卻水水溫控制在15~20°C之間；⑷烤火量為0%~80%;E、真空度控制在(150±10)mbar。表1多層管對(duì)應(yīng)層溫度設(shè)定Table1Themultilayertubecorrespondstothetemperaturesetting層名稱螺桿區(qū)/C連接體區(qū)/C共擠區(qū)/CPA6220,230,240,240240,240PA12220,230,230,230230,230EVOH190,200,205215,215改性PA612220,240,250260,260250,240,240,2401.5性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度，按照DINENISO-527-2測(cè)試；斷裂伸長(zhǎng)率，按照DINENISO-527-2測(cè)試；爆破壓力，按照DIN53578進(jìn)行測(cè)試。2結(jié)果與討論2.1恒定牽引速度，不同烤火量對(duì)尼龍管性能的影響圖1表明了牽引速度在25m/min的情況下，不同的烤火量(火焰處理)對(duì)管路斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度性能的影響。圖1牽引速度為25m/min時(shí)不同烤火量對(duì)管路力學(xué)性能的影響Fig.1Theinfluenceaboutthevaryamountoffiringonthemechanicalpropertyatthepullingspeedof25m/min圖2表明了牽引速度在30m/min的情況下，不同的烤火量對(duì)管路力學(xué)性能的影響。圖2擠出速度為30m/min時(shí)不同烤火量對(duì)管路力學(xué)性能的影響Fig.2Theinfluenceaboutthevaryamountoffiringonthemechanicalpropertyatthepullingspeedof30m/min從圖1表明：當(dāng)牽引速度為25m/min時(shí)，烤火量在60%~65%之間時(shí)，管路拉伸性能最佳。從圖2表明：當(dāng)牽引速度為30m/min時(shí)，烤火量在65%~70%之間時(shí)，管路拉伸性能最佳。尼龍管路在擠出過(guò)程中應(yīng)立即進(jìn)行物料被擠出口模后，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行定徑和冷卻［2］，然后入定徑套［3］，在真空壓力輔助作用下，對(duì)尼龍管路進(jìn)行冷卻定徑。熔融態(tài)材料入定徑套冷卻時(shí)由于冷卻太快，被取向的分子鏈來(lái)不及恢復(fù)或恢復(fù)得過(guò)少，產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力集中。火焰處理可以去除管路外表面細(xì)微缺陷，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象［4］，進(jìn)而對(duì)尼龍管的力學(xué)性能有明顯的優(yōu)化。當(dāng)尼龍管路應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯時(shí)，拉伸試驗(yàn)過(guò)程管路表面產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象，力學(xué)性能明顯差，斷裂伸長(zhǎng)率＜280%，拉伸強(qiáng)度＜38MPa。橘皮現(xiàn)象如圖3所示。圖3尼龍管在拉伸過(guò)程中的橘皮現(xiàn)象Fig.3Theorangepeelphenomenonduringtheextensiontestofnylonpipe當(dāng)烤火量在60%~70%之間時(shí)，管路的應(yīng)力集中得到一定程度的釋放后，尼龍管路拉伸過(guò)程中夕卜觀光亮無(wú)橘皮且力學(xué)性能明顯優(yōu)異，如圖4所示。此時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)率基本＞280%，拉伸強(qiáng)度基本＞38MPa。圖4尼龍管路拉伸過(guò)程中的光亮現(xiàn)象Fig.4Thelightphenomenonduringthedrawingofnylonline當(dāng)烤火量＞70%后，繼續(xù)提高烤火量，尼龍管路的力學(xué)性能開(kāi)始下降。分析原因?yàn)榭净鹆吭酱?，尼龍管受熱處理溫度越高，PA分子鏈有可能進(jìn)行有序的重排，甚至結(jié)晶，從而降低產(chǎn)品的韌性，使產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率降低。2.2不同牽引速度對(duì)尼龍管性能的影響本研究從烤火量設(shè)定為60%、65%，冷卻水溫、擠出溫度等工藝條件不變的情況下來(lái)分析不同的牽引速度改變對(duì)產(chǎn)品性能的影響?？净鹆吭O(shè)定為60%時(shí)，牽引速度對(duì)管拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響見(jiàn)圖5。圖5烤火量為60%時(shí)牽引速度的不同對(duì)尼龍管力學(xué)性能的影響Fig.5Theinfluenceofthevarypullingspeedonthemechanicalpropertyaboutthenylontubeatthe60%firing烤火量設(shè)定為65%時(shí)，牽引速度對(duì)管拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響見(jiàn)圖6。圖6烤火量為65%時(shí)牽引速度的不同對(duì)尼龍管力學(xué)性能的影響Fig.6Theinfluenceofthevarypullingspeedonthemechanicalpropertyaboutthenylontubeatthe65%firing不同的牽引速度對(duì)多層管承壓性能的影響如圖7所示。圖7牽引速度對(duì)尼龍管爆破壓力性能的影響Fig.7Theinfluenceofthevarypullingspeedontheburstpressureaboutthenylontube用高靈敏度配合的擠出機(jī)，擠出產(chǎn)品尺寸一致性好。牽引速度、擠出速度與擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速通過(guò)信號(hào)傳輸同步改變來(lái)保證產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性。由圖5表明，在烤火量為60%的條件下，牽引速度為25m/min時(shí)，尼龍管的力學(xué)性能較好；圖6表明，在烤火量為65%的情況下，牽引速度為25~30m/min時(shí)，尼龍管的力學(xué)性能較好。圖7表明，在烤火量為60%~65%時(shí)，牽引速度控制在25~30m/min之間時(shí)，管承壓性能較好，可以達(dá)到＞10MPa的水平。當(dāng)牽引速度＞30m/min后，不論烤火量是60%還是65%，拉伸性能和管承壓均呈下降趨勢(shì)。分析原因在于當(dāng)牽引速度增加，冷卻定型的溫度條件不變時(shí)，尼龍管在定徑套、冷卻水槽中停留的時(shí)間比較短，經(jīng)過(guò)冷卻定型后的管內(nèi)部還會(huì)殘余較多熱量，這些熱量會(huì)使尼龍管在牽引過(guò)程中已經(jīng)形成的順著流動(dòng)方向平行排列的取向[5]結(jié)構(gòu)發(fā)生解取向，從而引起制品取向程度降低，進(jìn)而產(chǎn)品的力學(xué)性能下降，管承壓下降。3結(jié)論通過(guò)設(shè)定不同的牽引速度和不同的烤火量，分析了在一定的速度下，適合的烤火量的設(shè)定對(duì)管路的性能優(yōu)化。恒定擠出速度時(shí)，可以得出以下結(jié)論：當(dāng)擠出速度為25m/min時(shí)，烤火量在60%~65%之間時(shí)，管路拉伸性能最佳;當(dāng)擠出速度為30m/min時(shí)，烤火量在65%~70%之間時(shí)，管路拉伸性能最佳。當(dāng)尼龍管路應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯時(shí)，拉伸試驗(yàn)過(guò)程管路表面產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象，力學(xué)性能明顯差，斷裂伸長(zhǎng)率＜280%，拉伸強(qiáng)度＜38MPa。恒定烤火量時(shí)，可以得出以下結(jié)論：在烤火量為60%的條件下，牽引速度為25m/min時(shí)，尼龍管的力學(xué)性能較好;在烤火量為65%的情況下，牽引速度為25~30m/min時(shí)，尼龍管的力學(xué)性能較好。在烤火量為60%~65%時(shí)，牽引速度控制在25~30m/min之間時(shí)，管承壓性能較好，可以達(dá)到＞10MPa的水平。⑶當(dāng)牽引速度＞30m/min后，不論烤火量是60%還是65%，拉伸性能和管承壓均呈下降趨勢(shì)。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】［1］趙民，殷紅敏,陳旭明，等.尼龍管特點(diǎn)以及在汽車燃油管路上