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本栏焦点:本栏目提供国内外钢桶行业相关的原辅材料信息,供行业朋友参考。
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适用于钢桶的塑料塞的研究

文/[日]铁二美吉

译/杨文亮

日本JSDA技术委员会 铁二美吉先生

内容

1、概况

2、课题研究

2-1、日本的塑料桶塞

2-2、水平跌落测试

2-3、耐压测试

2-4、有限元分析

3、结论

 

1、概况

在日本,有四种类型的塑料桶塞已经商业化应用。

我们对这四种类型的安全性分类和排名进行了评估,以最大程度地减少质量保证测试的次数。

作为水平跌落测试的结果,塑料桶塞的密封质量在很大程度上取决于树脂的延展性,而不是形状。

在四种树脂中,最佳至最差如下:

PE>N66>N6 > PPS

 

2、课题研究

2-1、日本的塑料桶塞

不同树脂的塑料桶塞


2-2、水平跌落测试结果

代号

PE

N66

N6

PPS

树脂类型

聚乙烯

尼龙6,6
未增强

尼龙6
增强型

聚苯硫醚

试验强度(MPa)

(20) *

50

82

145

测试标准(%)

n/a

50

7.8

1.0

弯曲模量(GPa)

0.8

1.4

3.9

19.5

 通过最大高度

3.2m (1)

3.2m (2)

3.0m (3)

2.6m (4)

 桶塞变形

1.62mm

1.73mm

1.30mm

1.06mm

注:(1)~(4)排名:较好~较差。

*屈服强度。

2-3、耐压试验测试结果



·PPS在法兰变形2.4mm时破裂,N6在5.6mm时破裂。

·降低拉伸伸长率,更容易使桶塞断裂。

2-4、有限元分析

为了研究形状和树脂的影响,对12种具有不同形状和树脂的类型进行了耐压测试的模拟研究。

桶塞形状(3种)×树脂(4种)=12种

形状

体积(mm3)

无加强筋

14,929

有加强筋

16,555

厚度(3倍)

24,637

 

树脂类型

试验强度
(MPa)

测试标准
(%)

PE

20

350

N66

50

50

N6

170

6.2

PPS

125

0.79

2-4-1、形状


2-4-2、有限元分析的边界条件


2-4-3、由聚乙烯(PE)制成的不同形状,最大负载下的结果(不同应力轮廓),无明显差异。

桶塞形状对应力分布的影响很小。


2-4-4、由聚乙烯(PE)制成的不同形状,最大载荷下的结果(等效塑性应变轮廓),无明显差异。

桶塞形状对应变分布的影响不是很大。


2-4-5、通过PPS在不同形状上,最大负载下的结果(不同应力轮廓),无明显差异。

PPS桶塞形状对应力分布的影响也很小。


2-4-6、通过PPS在不同形状上,最大载荷下的结果(等效塑性应变轮廓),无明显差异。

PPS插头形状对应变分布的影响也很小。


2-4-7、通过树脂在带肋的插头中,最大载荷下的结果(等效塑性应变轮廓),显着差异。

树脂对应变分布的影响很大。


2-4-8、桶塞形状影响不大。

树脂的延展性越高,则桶塞的破坏位移越大。 PE> N66> N6> PPS。


3、结论

塑料桶塞的密封质量在很大程度上取决于树脂种类的延展性,而不是形状。

排行榜

树脂类型

断裂伸长率(%)

弯曲模量(GPa)

优秀的


较差的

1

聚乙烯 (PE)

n/a

0.8

2

尼龙6,6 (N66)
(未加强)

50.0

1.4

3

尼龙(N6)
有加强

7.8

3.9

4

聚苯硫醚(PPS)

1.0

19.5


 

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