PL243994B1 - Sposób wytwarzania z niewypełnionego polikaprolaktamu wysokowytrzymałych prętów - Google Patents
Sposób wytwarzania z niewypełnionego polikaprolaktamu wysokowytrzymałych prętów Download PDFInfo
- Publication number
- PL243994B1 PL243994B1 PL423773A PL42377317A PL243994B1 PL 243994 B1 PL243994 B1 PL 243994B1 PL 423773 A PL423773 A PL 423773A PL 42377317 A PL42377317 A PL 42377317A PL 243994 B1 PL243994 B1 PL 243994B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- charge
- polycaprolactam
- hydrostatic extrusion
- mpa
- extrusion
- Prior art date
Links
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 238000000886 hydrostatic extrusion Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 15
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 15
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 10
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 7
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 7
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 6
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 6
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 5
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 5
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229920005669 high impact polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 239000004797 high-impact polystyrene Substances 0.000 description 4
- 229920001432 poly(L-lactide) Polymers 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 3
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 3
- 239000012758 reinforcing additive Substances 0.000 description 3
- JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N L-lactic acid Chemical compound C[C@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000012994 photoredox catalyst Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/475—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using pistons, accumulators or press rams
- B29C48/485—Hydrostatic extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
- B29C48/885—External treatment, e.g. by using air rings for cooling tubular films
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
- B29C48/911—Cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/94—Lubricating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
- B29K2077/10—Aromatic polyamides [polyaramides] or derivatives thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania wysokowytrzymałych prętów polegający na jednokrotnym wyciskaniu hydrostatycznym, w temperaturze pokojowej wsadu (1) wykonanego z niewypełnionego polikaprolaktamu. Zmniejszenie pola przekroju poprzecznego wsadu (1) następujące w trakcie tego wyciskania wynosi od 3,5 do 5,5, a wytwarzany pręt (8) jest na bieżąco chłodzony zimną wodą. Sposobem tym otrzymuje się pręty, których wytrzymałość na rozciąganie jest większa niż 450 MPa a moduł zginania jest wyższy niż 2700 MPa. Przedmiotem niniejszego zgłoszenia jest także pręt uzyskany powyższym sposobem.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania z niewypełnionego polikaprolaktamu wysokowytrzymałych prętów, czyli prętów charakteryzujących się wytrzymałością na rozciąganie większą niż 450 MPa i modułem zginania powyżej 2700 MPa. W niniejszym opisie, pod określeniem niewypełnionego polikaprolaktamu rozumie się polimer pozbawiony dodatków wzmacniających (ang. unfilled polymer).
Obróbka plastyczna metali zwana wyciskaniem hydrostatycznym jest znana od ponad stu lat. Polega ona na umieszczaniu wsadu (materiału do wyciskania) w komorze roboczej wypełnionej medium ciśnieniowym. Komora robocza zamknięta jest z jednej strony tłokiem, a z drugiej matrycą o kształcie, jaki chce się nadać wyciskanemu produktowi. Tłok, poruszając się w głąb komory roboczej, ściska medium ciśnieniowe, wywołując tym wzrost ciśnienia hydrostatycznego w komorze. Po osiągnięciu ciśnienia krytycznego charakterystycznego dla danego materiału wsadowego, wsad zaczyna wyciskać się przez matrycę, tworząc wyciśnięty produkt. Jednym z ważnych parametrów procesu wyciskania hydrostatycznego jest tzw. redukcja R, określająca stopień zmniejszenia przekroju poprzecznego wsadu, definiowana jako stosunek pola przekroju wsadu przed wyciskaniem do przekroju produktu po wyciskaniu. Wyciskanie hydrostatyczne zaczęto z czasem stosować także do tworzyw sztucznych.
Polikaprolaktam dostępny jest na rynku między innymi pod handlowymi nazwami Poliamid 6 (PA6) i Nylon 6 (Ny6). W publikacji autorstwa N. Inoue, T. Nakayama, M. Shimono p.t. „Deformation of Polymers During Hydrostatic Extrusion” [Journal of Pressure Vessel Technology, Transactions of the ASME, Vol. 100 (1978) str. 400-405] ujawniono hydrostatyczne wyciskanie Nylonu 6, prowadzone z redukcją R w zakresie od 1,43 do 10, jednak autorzy skoncentrowali się w tej pracy na badaniu siatki zniekształceń i wpływie ciśnień wyciskania na strukturę polimeru, natomiast brak jest w niej informacji na temat własności mechanicznych wyciśniętego hydrostatycznie Nylonu 6.
W publikacji autorstwa T. Ariyama, T. Nakayama, N. Inoue p.t. „Thermal Properties of Hydrostatically extruded Amorphous Polymers” [Polymer Letters Edition 1977, Vol. 15, str. 427-433] ujawniono zastosowanie wyciskania hydrostatycznego dla amorficznych polimerów polimetakrylanu metylu PMMA i polistyrenu wysoko udarowego HIPS, w temperaturze pokojowej, jednak nie przedstawiono własności dotyczących rozciągania i zginania.
W pracy N. Inoue, T. Nakayama i M. Shimono „Effects of temperature and strain rate on deformation of polymers during hydrostatic extrusion” [High-Pressure Science and Technology (1979) str. 1773-1778] autorzy przedstawili efekty wyciskania hydrostatycznego polietylenu o dużej gęstości HDPE, polipropylenu PP, poli(chlorku winylu) PVC i kopolimeru akrylonitrylo-butadieno-styrenowego ABS z różnymi odkształceniami procentowymi do 90% w temperaturze pokojowej wraz z własnościami wyciśniętych prętów. Jednak najwyższa wytrzymałość dla polipropylenu PP wynosiła 50 MPa.
W publikacji N. Inoue, T.Nakayama i T. Ariyama „Hydrostatic Extrusion of Amorphous Polymers and Properties of Extrudates” [J. Macromol. Sci.-Phys., B19(3) (1981) str. 543-563] autorzy przedstawili wyniki badań wyciskania hydrostatycznego amorficznych polimerów polimetakrylanu metylu PMMA, polistyrenu wysoko udarowego HIPS, poliwęglanu PC, poli(chlorku winylu) PVC i kopolimeru akrylonitrylo-butadieno-styrenowego ABS z redukcjami do R = 3 w temperaturze do 100°C. Wytrzymałość poddanych opisanej obróbce polimerów amorficznych takich jak PMMA nie przekraczała 150 MPa, a wydłużenie po wyciskaniu z redukcją R = 2,5 dochodziło do 45%. Obszerne dane dotyczące parametrów wyciskania hydrostatycznego i własności polimerów po procesie deformacji takich jak: polietylen PE, polipropylen PP, nylon 6, kopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy ABS, polimetakrylanu metylu PMMA, poli(chlorku winylu) PVC, poliwęglan PC i Nylon 6 zostały zebrane w rozdziale p.t. „ Polymers ” książki „ Hydrostatic Extrusion Theory and Applications ”, [N.Inoue, M.Nishihara, Elsevier Applied Science Publishers (1985) London and New York, str.333-362]. Dane ujawnione w tej książce określały maksymalne wytrzymałości na zrywanie wysokiej gęstości polietylenu na 400 MPa osiągniętego przy redukcji aż R=30. W pracy autorstwa N.Hugo Ladizesky, lan M.Ward i W.Bonfield, „Hydrostatic Extrusion of Polyethylene Filled with Hydroxyapatite” [Polymers for Advanced Technologies 1997, Vol. 8, str. 496-504] autorzy zajęli się wyciskaniem hydrostatycznym z redukcjami do R = 11 w temperaturze pokojowej prętów polikrystalicznego polietylenu wykonanych uprzednio poprzez zmieszanie proszków polietylenu i hydroksyapatytu i wyciśnięcie na prasie śrubowej w temperaturach pomiędzy 210°C i 250°C. Dla czystego polietylenu moduł zginania wynosił maksymalnie 2500 MPa, a wytrzymałość na zginanie 52 MPa po wyciskaniu z redukcją R=4, natomiast dla polietylenu wypełnionego hydroksyapatytem w 30% objętościowych analogiczne własności wynosiły odpowiednio 5200 MPa i 63 MPa, co wyraźnie wskazuje na umacniający charakter zastosowanego wypełnienia.
W publikacji autorstwa G. V. Kozlov, V. A. Beloshenko, V. Z. Aloev i V. N. Varyukhin p.t. „ Microhardness of Extruded Polyethylene and Composites Based on it” [Materials Science 2000, Vol. 36, str. 431-436] ujawniono wyciskanie konwencjonalne (nie hydrostatyczne) wsadów wykonanych z proszku PE w temperaturach powyżej 120°C i wynikającą z tego procesu mikrotwardość, w którym stwierdzono wpływ anizotropii na własności twardości.
W pracy autorstwa F.Jin, S.Moon, S.Tsutsumi, S.Hyon p.t. „Hydrostatic Extrusion of Poly(L-Lactide) ” [Macromol. Symp. 2005, Vol. 224, str. 93-104] opisano biodegradowalny polimer Poli(L-laktyd) PLLA po wyciskaniu hydrostatycznym w temperaturze 145°C i z redukcjami do R = 12 w celu poprawienia jego własności mechanicznych. Zmierzona maksymalna wytrzymałość na zginanie wynosiła 350 MPa a moduł zginania - 7500 MPa, co można przypisać silnej orientacji krystalicznych włókien PLLA wywołanej procesem wyciskania hydrostatycznego.
W publikacji patentowej US3642976A ujawniono metodę wyciskania hydrostatycznego na ciepło polimerów takich jak polipropylen PP, poliacetal POM i nylon 66. Polimery te przed procesem wyciskania hydrostatycznego były wypełnione zorientowanymi wypełniaczami włóknistymi lub płytowymi a następnie poddane wyciskaniu hydrostatycznemu w temperaturze z zakresu od 100°C do 180°C. Wyciskanie hydrostatyczne spowodowało wyraźny wzrost parametrów wytrzymałościowych materiału w stosunku do polimerów niepoddanych takiemu procesowi zarówno niewypełnionych, jaki i wypełnionych.
Hydrostatyczne wyciskanie nylonu-6 ujawniają także publikacja autorstwa M.Horio p.t. „Rheology of polymers under extremely high pressure” (Rheologica Acta (1974), 13(3), str. 400-407) oraz publikacja autorstwa T.Nakayama i N.Inoue p.t. „Mechanical Testing And Structural Characterization Of Hydrostatically Extruded Polymers. I. Effects Of Hydrostatic Extrusion On Subsequent Mechanical Behavior” (Bulletin of the JSME, VOL. 20, No. 144, 1977, str. 688-695).
Żadna z cytowanych wyżej publikacji nie zawiera wskazówek jak uzyskać z niewypełnionego polikaprolaktamu pręty o wysokiej wytrzymałości. Dla specjalisty w dziedzinie wyciskania hydrostatycznego informacje dotyczące opisanych wyżej innych tworzyw sztucznych, na przykład polietylenu, nie stanowią wskazówek mogących doprowadzić go do uzyskania produktów o wysokiej wytrzymałości z niewypełnionego polikaprolaktamu.
Celem wynalazku było uzyskanie technologii wytwarzania prętów z niewypełnionego polikaprolaktamu o parametrach wytrzymałościowych co najmniej dorównujących prętom wykonanym z polikaprolaktamu wypełnionego, czyli z mieszaniny polikaprolaktamu z dodatkami wzmacniającymi.
Cel ten realizuje sposób polegający na jednokrotnym wyciskania hydrostatycznego wsadu wykonanego z niewypełnionego polikaprolaktamu. Wyciskanie hydrostatyczne takiego wsadu prowadzi się ze stałą prędkością liniową w temperaturze pokojowej. Wartość ciśnienia ciekłego medium wyciskającego wsad wynosi nie mniej niż 230 MPa, zmniejszenie pola przekroju poprzecznego wsadu następujące w trakcie wyciskania hydrostatycznego wynosi od 3,5 do 5,5, a wytwarzany pręt jest chłodzony zimną wodą.
W jednym z wariantów sposobu według wynalazku zmniejszenie pola przekroju poprzecznego wsadu następujące w trakcie wyciskania hydrostatycznego wynosi od 4 do 5.
W innym wariancie sposobu według wynalazku przed rozpoczęciem wyciskania hydrostatycznego wsad pokrywa się środkiem smarnym na bazie oleju silikonowego.
Wynalazek umożliwia radykalnie uproszczenie wytwarzania z polikaprolaktamu, np. z Poliamidu 6, produktów o nieoczekiwanie wysokich i niespotykanych wcześniej parametrach wytrzymałościowych. Wyeliminowanie etapu wytwarzania mieszaniny polimeru z dodatkami wzmacniającym i prowadzenie procesu wyciskania w temperaturze pokojowej przyspiesza proces produkcyjny, co daje wymierne efekty ekonomiczne. Jednorodność materiału zwiększa odporność gotowego produktu na wpływ agresywnego środowiska.
Wynalazek został przedstawiony schematycznie na załączonym rysunku, przy czym fig. 1 przedstawia schemat wyciskania hydrostatycznego, a fig. 2 przedstawia zależność ciśnienia wyciskania w funkcji rosnącej redukcji przy wyciskaniu hydrostatycznym niewypełnionego polikaprolaktamu.
Wynalazek zostanie bardziej szczegółowo przedstawi ony w dwóch poniższych przykładach realizacji:
Przykład 1
W celu wykonania przykładowego pręta według wynalazku użyto niewypełnionego polikaprolaktamu o nazwie handlowej Poliamid 6, charakteryzującego się wytrzymałością na rozciąganie Rm równą 85 MPa i module zginania równym 1240 MPa. Z materiału tego wykonano wsad 1 w postaci walca o średnicy D1 równej 15,57 mm i długości równej 226 mm, zakończonego z jednej strony stożkiem o kącie wierzchołkowym 2α równym 45°. Wsad 1 został poddany procesowi wyciskania hydrostatycznego w urządzeniu wyciskającym 2 mającym komorę roboczą 3 zamkniętą z jednej strony korkiem 4, o który opiera się matryca 5, a z drugiej strony tłokiem 6. Matryca 5 ma stożek wejściowy o kącie wierzchołkowym 2α równym 45°, czyli kącie odpowiadającym stożkowi wsadu 1. Średnica wyjściowa matrycy 5 wynosiła 7,12 mm. Po pokryciu wsadu 1 smarem stałym o nazwie handlowej High Vacuum Grease, zawierającym między innymi olej silikonowy i zagęszczacz nieorganiczny, został on umieszczony w komorze roboczej 3 urządzenia wyciskającego o temperaturze pokojowej, przy czym stożkowy koniec wsadu 1 został umieszczony w stożku matrycy 5. Następnie komorę roboczą 3 o temperaturze pokojowej wypełniono znanym ciekłym medium ciśnieniowym 7 o temperaturze pokojowej, po czym zamknięto ją tłokiem 6. Wzrost ciśnienia w komorze 3 nastąpił w wyniku jednostajnego ruchu tłoka 6 zgodnie z kierunkiem strzałki. Po osiągnięciu w komorze 3 ciśnienia krytycznego wynoszącego 296 MPa rozpoczął się proces wyciskania o redukcji R wynoszącej 4,03 prowadzonego w temperaturze pokojowej z szybkością wynoszącą 4,02 mm/s. Pręt 8 wychodzący z matrycy 5 chłodzono zimną bieżącą wodą. W wyniku jednej operacji opisanego wyżej wyciskania i chłodzenia otrzymano pręt 8 o nominalnej średnicy D2 wynoszącej 7,76. Charakteryzował się on wytrzymałością na rozciąganie Rm wynoszącą 508 MPa, granicą plastyczności Ro,2 wynoszącą 507 MPa, wydłużeniem równym 412%, modułem zginania wynoszącym 2720 MPa i wytrzymałością na zginanie wynoszącą 64,8 MPa.
Przykład 2
Z opisanego w pierwszym przykładzie Poliamidu 6 wykonano wsad 1 mający postać walca o średnicy Di równej 15,57 mm i długości 225 mm, zakończonego z jednej strony stożkiem o kącie wierzchołkowym 2α równym 45°. Wsad 1 pokryto tym samym co w przykładzie pierwszym smarem i poddano wyciskaniu hydrostatycznym w tym samym co poprzednio urządzeniu 2, przy tej samej co poprzednio temperaturze i przy ciśnieniu krytycznym wynoszącym 321 MPa. W tym przykładzie wsad 1 poddano wyciskaniu z redukcją R równą 4,02 i z szybkością liniową wynoszącą 70,23 mm/s. Tak jak poprzednio, pręt 8 wychodzący z matrycy 5 chłodzono zimną bieżącą wodą. W wyniku realizacji operacji opisanego wyżej wyciskania i chłodzenia otrzymano pręt 8 o nominalnej średnicy D2 wynoszącej 7,77 mm, charakteryzujący się wytrzymałością na rozciąganie Rm wynoszącą 480 MPa, granicą plastyczności Ro,2 wynoszącą 479 MPa, wydłużeniem o wartości 387%, modułem zginania wynoszącym 3230 MPa i wytrzymałością na zginanie wynoszącą 64,7 MPa.
Zależność ciśnienia wyciskania hydrostatycznego opisanego wyżej Poliamidu 6 w funkcji redukcji R pokazano na fig. 2. Jak widać z tego wykresu ciśnienie wyciskania hydrostatycznego rośnie liniowo ze wzrostem odkształcenia plastycznego, czyli wielkością redukcji R. W trakcie procesu wyciskania hydrostatycznego praca mechaniczna odkształcenia plastycznego zamieniana jest na ciepło, co powoduje że wzrostowi redukcji R towarzyszy liniowy wzrost temperatury wyciśniętych prętów mogący osiągać nawet poziom temperatury topnienia Poliamidu 6 wynoszący 220°C. Taka temperatura wyciskania powoduje nadtapianie powierzchni powstającego pręta i jego spiralne pęknięcia, co silnie zmniejsza jego wytrzymałość. Następuje to przy redukcji R wynoszącej powyżej 5,5 i na wykresie z fig. 2 zaznaczone jest to znakiem „X”.
Claims (3)
1. Sposób wytwarzania z polikaprolaktamu prętów, których wytrzymałość na rozciąganie jest większa niż 450 MPa, a moduł zginania jest wyższy niż 2700 MPa, w wyniku jednokrotnego wyciskania hydrostatycznego wsadu zawierającego polikaprolaktam, znamienny tym, że wyciskaniu hydrostatycznemu poddaje się wsad (1) wykonany z niewypełnionego polikaprolaktamu, przy czym wyciskanie hydrostatyczne wsadu (1) prowadzi się w temperaturze pokojowej ze stałą prędkością liniową, wartość ciśnienia ciekłego medium (7) wyciskającego wsad (1) wynosi nie mniej niż 230 MPa, zmniejszenie (R) pola przekroju poprzecznego wsadu (1) następujące w trakcie wyciskania hydrostatycznego wynosi od 3,5 do 5,5, a wytwarzany pręt (8) jest na bieżąco chłodzony zimną wodą.
PL 243994 Β1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zmniejszenie (R) pola przekroju poprzecznego wsadu (1) następujące w trakcie wyciskania hydrostatycznego wynosi od 4 do 5.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przed rozpoczęciem wyciskania hydrostatycznego wsad (1) pokrywa się środkiem smarnym na bazie oleju silikonowego.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423773A PL243994B1 (pl) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Sposób wytwarzania z niewypełnionego polikaprolaktamu wysokowytrzymałych prętów |
PCT/PL2018/050065 WO2019112455A1 (en) | 2017-12-07 | 2018-12-07 | Method of fabrication for polycaprolactam rods and rod produced of such plastic |
EP18842588.8A EP3720681A1 (en) | 2017-12-07 | 2018-12-07 | Method of fabrication for polycaprolactam rods and rod produced of such plastic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423773A PL243994B1 (pl) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Sposób wytwarzania z niewypełnionego polikaprolaktamu wysokowytrzymałych prętów |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL423773A1 PL423773A1 (pl) | 2019-06-17 |
PL243994B1 true PL243994B1 (pl) | 2023-11-20 |
Family
ID=65244572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL423773A PL243994B1 (pl) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Sposób wytwarzania z niewypełnionego polikaprolaktamu wysokowytrzymałych prętów |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3720681A1 (pl) |
PL (1) | PL243994B1 (pl) |
WO (1) | WO2019112455A1 (pl) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA905582A (en) * | 1972-07-18 | Buckley Alan | Oriented thermoplastic filler compositions | |
PL399967A1 (pl) * | 2012-07-13 | 2014-01-20 | Instytut Wysokich Cisnien Polskiej Akademii Nauk | Sposób wytwarzania ze stali austenitycznej pretów o wysokiej wytrzymalosci i pret z takiej stali |
CA3033291C (en) * | 2015-08-11 | 2022-04-12 | South Dakota Board Of Regents | Discontinuous-fiber composites and methods of making the same |
-
2017
- 2017-12-07 PL PL423773A patent/PL243994B1/pl unknown
-
2018
- 2018-12-07 EP EP18842588.8A patent/EP3720681A1/en active Pending
- 2018-12-07 WO PCT/PL2018/050065 patent/WO2019112455A1/en unknown
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
B.I. BERESNEV, V.V. SHISHKOVA: "1986", INVESTIGATION OF POLYMER PROPERTIES AFTER PLASTIC DEFORMATION UNDER PRESSURE * |
M. HORIO: "1974", RHEOLOGY OF POLYMERS UNDER EXTREMELY HIGH PRESSURE * |
N. INOUE: "1985", HYDROSTATIC EXTRUSION * |
T. NAKAYAMA, N. INOUE: "1977", MECHANICAL TESTING AND STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF HYDROSTATICALL Y EXTRUDED POLYMERS. I. EFFECTS OF HYDROSTATIC EXTRUSION ON SUBSEQUENT MECHANICAL BEHAVIOR * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL423773A1 (pl) | 2019-06-17 |
EP3720681A1 (en) | 2020-10-14 |
WO2019112455A1 (en) | 2019-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3253060A (en) | Molding compositions comprising polyvinylidene fluoride and polymethyl methacrylate | |
Kelly | Ultra-high molecular weight polyethylene | |
Gungor | Mechanical properties of iron powder filled high density polyethylene composites | |
Zhang et al. | Varying the performance of helical auxetic yarns by altering component properties and geometry | |
JP6212118B2 (ja) | オーステナイト鋼の高強度ロッドの生産方法、及び、当該方法により生産されたロッド | |
Webber et al. | A novel fabrication route for auxetic polyethylene, part 2: Mechanical properties | |
Panin et al. | Extrudable polymer-polymer composites based on ultra-high molecular weight polyethylene | |
García et al. | Recycling of acrylonitrile–butadiene–styrene using injection moulding machine | |
Salih et al. | Comparative study of some mechanical properties of hybrid polymeric composites prepared by using friction stir processing | |
Szostak | Mechanical and thermal properties of PET/PBT blends | |
US3642976A (en) | Solid phase hydrostatic extrusion of a filled thermoplastic billet to produce orientation | |
Fung et al. | The study on the optimization of injection molding process parameters with gray relational analysis | |
Kuciel et al. | Properties of composites based on polyamide 10.10 reinforced with carbon fiber | |
PL243994B1 (pl) | Sposób wytwarzania z niewypełnionego polikaprolaktamu wysokowytrzymałych prętów | |
Mogharebi et al. | On the cyclic material stability of shape memory polymer | |
Beloshenko et al. | A microcalorimetric study of crystallizable polymers subjected to severe plastic deformation | |
Qing et al. | Study on the static and dynamic mechanical properties and constitutive models of 3D printed PLA and PLA-Cu materials | |
Zhang et al. | Effect of acrylonitrile-butadiene-styrene high-rubber powder and strain rate on the morphology and mechanical properties of acrylonitrile-butadiene-styrene/poly (methyl methacrylate) blends | |
Anton et al. | Extrusion processing of ultra-high molecular weight polyethylene; a new method for the production of high performance structures | |
Ayman et al. | Effect of heat treatment on the abrasion resistance of thermoplastic polymers | |
Anita | The influence of the motion parameters on the surface layer of metal-polymer sliding pairs at low temperatures | |
Beloshenko et al. | Tribological properties of an antifriction polymer modified by severe plastic deformation | |
Krishnaswamy et al. | Extrusion of broad‐molecular‐weight‐distribution polyethylenes | |
Rozwalka et al. | Wpływ procesu KOBO na właściwości stopu CuCr1Zr | |
Poluektov et al. | Features of combined solid-phase extrusion technology, structure and property formation of fluoropolymer-based nanocomposites |