尼龍改性料在海洋工程的應用及注意事項

發(fā)布于2023-11-03 09:57:20 點擊：0

今天我們就講講改性尼龍新材料和船舶、海洋工程的結合會帶來哪些變化？還有尼龍改性料需要注意什么呢？

一、船舶海洋關系國計民生，經(jīng)濟命脈

以尼龍玻纖、碳纖等工程塑料在船舶上主要用作各種結構零部件和傳動零部件，它們均具有免維護、免潤滑、抗海水、化學品、耐腐蝕的特性并且堅固可靠。與傳統(tǒng)的鋼制材料相比工程塑料性能更強、自重更輕、價格更便宜。元件甚至可以在高溫和惡劣的環(huán)境下保持高性能運行，如軸承、螺旋槳、活塞環(huán)、齒輪、滑輪、手柄、罩殼等。

二、螺旋槳

船用螺旋槳主要采用玻璃纖維增強尼龍制造，可用于游艇、救生艇、拖輪等船舶上。玻璃纖維增強尼龍螺旋槳葉片為雙曲面，采用長度為8mm左右的高強度玻璃纖維、為提高材料的結晶性，在物料中通常加入0.5%-1.0%的成型劑，以提高機械強度、耐磨性、硬度和減少表面粗糙度，降低吸水性、翹曲變形。在成型后，制品應進行熱后處理，以減少內(nèi)應力，提高結晶度，穩(wěn)定結晶結構。改性尼龍螺旋槳耐磨性和耐腐蝕性好，生產(chǎn)工藝簡便，可節(jié)約大量的銅等有色金屬，質量輕，可提高船舶航速，其推力比鑄鐵大20%，成本僅為銅的1/5，但改性尼龍螺旋槳的耐熱性較低，僅為100℃，且易產(chǎn)生彈性變形。（雖然海水中并不存在超過100度的極端情況。）目前TPM3D等成熟SLS尼龍材料3D打印制造商的產(chǎn)品均能克服耐熱性不好的缺點。

三、軸承

船舶艉軸承，以前主要采用鐵梨木，鉑合金等材料，鐵梨木軸承用水潤滑，鉑合金艉軸承用油潤滑。它們制造工藝復雜，周期長，成本高。采用塑料艉軸承，可以有效地彌補上述艉軸承的不足，通常選用改性尼龍、ABS等工程塑料作為基材。還有船用輔機軸承，以前大都采用銅合金材料，用銅量大，使用中容易咬死或導致軸頸磨損。采用工程塑料軸承，不僅可以節(jié)省大量有色金屬，而且耐磨損性和潤滑性優(yōu)良，運轉中噪聲小，即使工程塑料軸承燒壞，也不會影響軸頸。水泵軸承船用輔機水泵軸承原采用銅背澆鉛材料，制造工藝復雜，安裝也不方便，現(xiàn)采用改性尼龍材料，簡化了制造工藝，延長了使用壽命，另外，海談水泵的工作溫度不高，可以方便地采用水來冷卻潤滑，有利于工程塑料軸承的使用。水密門梢軸襯套水密門梢軸襯套原采用銅合金材料，制造時需將銅棒經(jīng)多道機械加工工序，現(xiàn)采用尼龍6等制得，提高了生產(chǎn)效率，并節(jié)約了有色金屬。舵軸承包括舵桿上下軸承和舵托止推軸承，均可采用尼龍材料。舵的轉動速度較慢，載荷也不是很大，采用尼龍就可以取得很好效果。

四、齒輪

在船舶上使用的塑料齒輪可由多種工程塑料制造，目前主要有尼龍6、尼龍12、尼龍66、玻璃纖維增強尼龍、聚碳酸酯、ABS、等。它們具有較高的剛性和疲勞強度，耐磨性和耐熱性好，摩擦因數(shù)低，成型簡便，因此得到了廣泛應用。

五、罩殼

在船舶上使用的塑料罩殼，通常均用各種增強工程塑料，如玻璃纖維增強尼龍6、玻璃纖維增強尼龍66、玻璃纖維增強聚甲醛等制成。以代替各種鋼板、鑄鐵、鋁合金等金屬材料，其特點是質量輕、耐腐蝕性好，生產(chǎn)效率高。

其中尼龍改性需要注意什么呢？

一、料筒溫度設定：因尼龍是結晶型聚合物，所以熔點明顯，尼龍類樹脂在注塑時所選擇的料筒溫度同樹脂本身的性能、設備、制品的形狀因素有關。過高的料溫易使膠件出現(xiàn)色變、質脆及銀絲，而過低的料溫使材料很硬可能損傷模具及螺桿。一般 PA6 的熔體溫度最低為二百二十℃，PA66 為二百五十℃。由于尼龍的熱穩(wěn)定性較差，所以不宜高溫長時間在料筒中停留，以免引起物料變色發(fā)黃，同時由于尼龍的流動性較好，溫度超過其熔點后就流動迅速。

二、模具溫度的設定：因尼龍是結晶型聚合物，所以熔點明顯，尼龍類樹脂在注塑時所選擇的料筒溫度同樹脂本身的性能、設備、制品的形狀因素有關。過高的料溫易使膠件出現(xiàn)色變、質脆及銀絲，而過低的料溫使材料很硬可能損傷模具及螺桿。一般 PA6 的熔體溫度最低為二百二十℃，PA66 為二百五十℃。由于尼龍的熱穩(wěn)定性較差，所以不宜高溫長時間在料筒中停留，以免引起物料變色發(fā)黃，同時由于尼龍的流動性較好，溫度超過其熔點后就流動迅速。

三、制品的壁厚：尼龍的流長比為一百五十至兩百之間，尼龍的制品壁厚不低于零點八mm，一般在一至三點二mm之間選擇，而且制品的收縮與制品的壁厚有關，壁厚越厚收縮越大。

四、排氣：尼龍樹脂的溢邊值為零點零三mm左右，所以排氣孔槽應控制在零點零二五以下。

五、玻纖填充量范圍：尼龍的成型過程中，降低模具溫度、加大注射壓力、降低料溫都會在一定程度上減小尼龍的收縮率，使制品內(nèi)應力加大易變形。例如PA66收縮率在百分之一點五到百分之二之間，PA6的收縮率在百分之一到百分之一點五之間，在加入玻璃纖維添加劑后可以使收縮率降低到百分之零點三左右。