僅僅“水煮”能解決尼龍制品的脆性問題嗎？

【概述】

注塑加工廠和產品的Z·終用戶都已熟知吸水率會影響材料的性能,在搭扣等裝配中，存在著高載荷的應用狀態,尼龍部件仍維持在原來“干式注塑”的狀態時,很可能會出現脆性斷裂,經過“水煮" 等調濕處理后，提高部件內的水氣含量可有效地改善其易脆性。

【什么是“水煮"調濕處理？】

水煮工序棋實跟我們的金屬“回火” 處理工序的設置有異曲同工之妙。那就是讓尼龍件在一定的水溫浸泡,讓其內部的大分子盡量地趨于自然取向和達到內部的結晶與解晶的平衡，從而消除其內部應力。

此外,當水分子吸附在尼龍基體樹脂上，并依附在尼龍主鏈的酰胺基團上，導致鏈節間的吸引力降低,并促使尼龍主鏈趨向于分離，降低了材料的玻璃化轉變溫度。處于玻璃化轉變溫度以下時，尼龍6和尼龍6/6等聚合物制件則顯示出較高的強度和韌性。

綜合表觀現象就是：尼龍件的韌性大大增強，脆性基本消除。

【僅僅“水煮”就能解決所有材料脆性問題了嗎？】

制品脆性較大并不能簡單地通過水煮解決。如果原材料本身已發生老化降解（如回料）或者成型加工過程中材料的分子量降低，會造成其性能永·久性變劣，那么即使“水煮”調濕也不能起到作用。

美國北方某家塑料加工廠，采用未填充尼龍6/6材料注塑制成了一種消費類制品，在出廠幾天后這類制件顯得特別脆。經過主動調濕處理，塑料部件內的Z·終水分含量達到3.2% ，緊接著馬上把這些部件拿去應用，通過裝配和檢測工序也沒發現任何問題。然而，這些部件一經使用，立即出現質量問題。把這些部件拿回去進行評估檢測，發現其濕氣含已經降低至1.2%~1.5%。

總結塑料部件的現場使用經驗，得出結論是,經過調濕處理后，聚合物材料變得柔韌，不再呈現為脆性材料。但在調濕過程中，人們往往會在短時間內，往聚合物體內輸入過多的濕氣，而聚合物不可能把這么多的濕氣長期都包容在體內。一段時間后，多余的濕氣就會逸出聚合物，材料又重新回到脆性狀態。特別是當材料已發生老化時，調濕處理對材料的韌性提高變得更加有限。

【部件的終端用戶如何才能判斷出造成部件脆性的根本原因呢？】

那么，如何判斷制件脆性是由于內應力存在還是原材料本身性質引起？

其實很簡單，通過進行熔體流動速率( MFR )測試即可判斷。分別將純新樹脂、優質注塑件、脆性注塑件的檢測數據進行對比。

原則上，未填充聚合物可接受的MFR上限值為提高40%，優質注塑件可提升22%的標準值，劣質部件的MFR變化值會高出近200%。

利用MFR測試值來分析和評估尼龍部件會碰到幾個大問題。MFR值是標稱聚碳酸酯、聚丙烯等多種樹脂相對平均分子的一個參數，很少有尼龍樹脂供應商采用這一參數來衡量尼龍樹脂，這是由于尼龍與水相互之間存在著特殊的影響關系所致。在尼龍部件中，由于水起到了增塑劑的作用,水氣含量對MFR的測量值有較大影響。

【實驗/操作方法】

尼龍件水煮的Z之佳溫度和時間：90℃-100℃ , 2-3小時；調濕處理有多種方式和途徑。簡單的方法是在一個阻濕性包裝內往注塑尼龍部件上噴淋精確數量的水。其他的方法包括：在存放有尼龍部件的包裝物內，放入濕透了的紙巾，使紙巾上的水分逐步汽化遷移至尼龍部件上。這樣不僅可提高濕氣吸收率，而且濕氣可更均勻地吸附在尼龍部件的表面?？焖僬{濕處理是有效提高尼龍部件抗沖擊強度的一種方法，無論采用哪一種方法都存在著明顯的效果。

【實驗結果/結論】

由上表可知，這種材料的濕氣含量分別在0.20%和0.04%時，前者的MFR值高出后者將近40%。這樣就很難判斷是由于濕氣含變化而導致聚合物流動性發生變化，還是因分子量改變而造成了流動性變化。

有一個解決方案是,建立一個材料濕氣含量與MFR的曲線關系圖，圖2顯示，MFR變化值與濕氣含變化大約呈直線關系?？梢酝ㄟ^將樣本進行對比，即將樣本內含濕氣大幅波動變化的MFR值與樣本長期保持干燥狀態下的MFR值進行比較。