Eigenschaften der Verarbeitungstechnologie von Polyamiden

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Prozesstechnische Eigenschaften von Polyamiden (1) Die Rheologie von Polyamiden im geschmolzenen Zustand ist annähernd newtonisch – das bedeutet, dass die Viskosität des Polymerflüssigkeitsgemisches nicht von der Scherungsgeschwindigkeit (Druck) abhängt, sondern hauptsächlich von der Temperatur. (2) Polyamide haben eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit. Hohe Temperaturen führen leicht zu Oxidation und Farbveränderungen (es kann zur Verkettung der Moleküle kommen, wodurch die Eigenschaften des Materials verschlechtern). Deshalb müssen die Granulate vor der Verarbeitung getrocknet werden – am besten im Vakuum. Dadurch wird die Trocknung beschleunigt und gleichzeitig die Oxidation verhindert. (3) Polyamid ist ein kristallines Polymer mit hohem Schmelzpunkt sowie einem relativ engen Schmelztemperaturbereich von etwa 10 °C. Deshalb muss bei der Spritzgießung die Düse beheizt werden, um Verstopfungen zu vermeiden. Im geschmolzenen Zustand ist es amorph, kühlt allmählich ab und kristallisiert aus – was einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften hat. Die Abkühlungsgeschwindigkeit hängt von der Temperatur des Formes ab. Deshalb sollten Spritzgießmaschinen am besten über Heiz- und Kühlsysteme verfügen. (4) Die Viskosität des Polyamid-Flüssigkeitsstoffs ist niedrig. Die Fließfähigkeit ist recht gut, die Abkühlung und Verhärtung erfolgen schnell, wodurch eine schnelle Formgebung möglich ist. Zudem eignet sich diese Methode zur Herstellung von komplexen Bauteilen mit dünnen Wänden – bei einer Mindestwandstärke von 0,45 Millimetern. Bei der Injektion kann es jedoch zu „Tropfenbildung“ kommen. Daher sollte die Düse eine Sprungnadelventil-Technologie verwenden, um ein Austreten des Materials zu vermeiden. Gleichzeitig muss die Form präzise bearbeitet werden, um Überfluss zu vermeiden; Spritzgießformen sollten Kühllöcher aufweisen. Die Entformungswinkel sollten 20–40’ für die Formhöhle und 25–40’ für den Formkern betragen. (5) Polyamide weisen im geschmolzenen Zustand eine schlechte Stabilität auf; sie zerfallen leicht, wodurch ihre Eigenschaften nachlassen (mit Ausnahme von Nylon 9). Deshalb ist es nicht zulässig, zu lange bei hohen Temperaturen zu verweilen. Außerdem sollte bei der Spritzgießung die Temperatur des Schneidkopfs etwas über dem Schmelzpunkt liegen. (6) Die Schrumpfquote von Polyamiden nach der Formung ist in der Regel hoch und liegt bei 2–3 %. Beim Herstellen von Teilen mit präzisen Abmessungen sind mehrere Probefertigungen notwendig, um die Abmessungen der Prototypen zu messen und das Modell entsprechend anzupassen. Außerdem müssen ausreichende Pausen für die Abkühlung gewährleistet werden.