 |
Технические характеристики некоторых полиамидов
|
|
|
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЛИФАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ
Алифатические полиамиды являются гибкоцепными кристаллизующимися (Скр = 40-70%) термопластами. Молекулярная масса - 8-40 тысяч, плотность 1010-1140 кг/м3, температура плавления (кристаллизации) - 210-260°С, расплав обладает низкой вязкостью в узком температурном интервале. Полиамиды – гидрофильные полимеры, их водопоглощение достигает нескольких процентов (иногда до 8) и существенно влияет на прочность и ударную вязкость. Наибольшее значение имеют полиамиды общих формул
[-HNRNHOCR'CO-]n и [-HNR"CO-]n, где R, R' = Alk, Ar, R" = Alk.
В термопластах макромолекулы связаны между собой водородными связями, что обусловливает относительно высокие температуры плавления полиамида.
Таблица 1. Показатели пожароопасности (Тв – температура воспламенения, Тсв – температура самовоспламенения)
| Полиамид | Температура, С | Теплота сгорания, МДж/кг | |
| Тв | Тсв | ||
| ПА 6(капрон) | 395 | 424 | 31 |
| ПА 66 (нейлон) | 355 | 435 | 31-32 |
Полиамид: Поведение пламени - горит и самозатухает, окраска пламени - голубая, желтоватое по краям, запах - жженого рога или пера.
Таблица 2. Пределы изменений механических свойств полиамидов:
| Наименование | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Модуль упругости, МПа | Твердость, МПа | Ударная вязкость, кДж/м2 | ||||
| σв | σсж | σи | ε | Ε*10-3 | Εи*10-3 | НВ | а | а1 | |
| ПА 6 | 55-77 | - | 90-100 | 100-150 | 1,2-1,5 | - | 100-120 | 90-130 | 5-10 |
| Полиамид 610 | 50-60 | - | 45-70 | 100-150 | - | - | 100-150 | 100-125 | 5-10 |
| Полиамид 612 | 160 | - | - | 26 | - | 2,2-2,3 | 130 | 140 | -3 |
| Полиамиды стеклонаполненные | 69-132 | - | 100-230 | 2-12 | 9,0 | - | 90-100 | 9-44 | 5-10 |
Полиамиды (ПА) – это группа пластмасс, выпускаемая промышленностью под торговыми марками: "капрон", "найлон", "анид" и др. Полиамиды применяются для производства изделий всеми способами переработки пластмасс. Наиболее часто – литьем под давлением для выпуска конструкционных деталей и экструзией для получения пленок, труб, стрежней и других профилей.
|
|
|
Кроме того, ПА широко применяется в текстильной промышленности для производства волокон, нитей, пряжи, тканей и т.д.
Таблица 3. Основные свойства полиамидов и стеклонаполненных (НС) материалов на их основе
| Свойства | Полиамид ПА 6 | Полиамид ПА 6,6 | ПА 6,10 | Капролон В | ПА 6НС | ПА 610НС | ПА66НС |
| Плотность кг/м3 | 1130 | 1140 | 1100 | 1150 | 1350 | 1350 | 1300 |
| Температура пл, С | 215 | 260 | 220 | 220-225 | 207-211 | 230 | 250 |
| Разрушающее напряжение МПа, при: | |||||||
| растяжении | 66-80 | 80-100 | 50-58 | 90-95 | 120-150 | 120-140 | 160-250 |
| изгибе | 90-100 | 100-120 | 80-90 | 120-150 | |||
| сжатии | 85-100 | 100-120 | 70-90 | 100-110 | |||
| Относительное удлинение при разрыве, % | 80-150 | 80-100 | 100-150 | 6-20 | 2-7 | 2-5 | 2-4 |
| Ударная вязкость кДж/м2 | 100-120 | 90-95 | 80-125 | 100-150 | 30-50 | 35-55 | 20-30 |
| Твердость по Бринеллю, МПа | 150 | 100 | 120 | 130-150 | 130-150 | 150-250 | 110-180 |
| Теплостойкость по Мартенсу, С | 55 | 75 | 60 | 75 | 80 | 100-140 | 110-140 |
| Морозостойкость, С | -30 | -30 | -60 | -60 | -40 | -50 | -50 |
| Водопоглощение за 24 часа, % | 3,5 | 7-8 | До 4 | 2-7 | |||
| Коэффициент трения по стали | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,13 | 0,27 | 0,3-0,4 | 0,4 |
| Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц | 3,6 | 4 | 4,5 | 3,4-4,7 | 3,8 | 3,0-3,5 | 4,0 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 106Гц | 0,03 | 0,02 | 0,04 | 0,03 | 0,025 | 0,025 | 0,04 |
Таблица 4. Температурные характеристики:
| Марка | Предел рабочих температур | Теплостойкость по Мартенсу, С | Температура плавления, С | |
| верхний | нижний | |||
| ПА 6 | 80-105 | -20 | 75-76 | 217-226 |
| ПА 6 блочный | 60 | -60 | -- | 221-223 |
| ПА 6НС | 80-100 | -40 | -- | 207-211 |
| ПА 610 | 80-100 | -40 | 55-60 | 215-221 |
| ПА 610 НС | 100-110 | -50 | -- | -- |
| ПА 66 | 80-100 | -30 | -- | 254-262 |
| ПА 66НС | 100-110 | -50 | -- | 250 |
| ПА 66/6 | 90-110 | -- | -- | 212-220 |
Таблица 5. Влияние влажности на свойства полиамидов
| Марка полиамида | σр / σр,вл | σи/ σвл | σсж/ σвл | ЕЕр/Ер,вл | Еи/Еи,вл | σ-1/ σ-1вл | НВ/НВвл |
| ПА 6 | 1,3-1,45 | 1,9-2,7 | 1,8 | 2-3,3 | 2,6-3 | - | 1,8-2,1 |
| ПА 6-НС | 1,4-1,7 | 1,6-1,9 | - | 1,3-1,7 | 1,6-1,7 | - | 1,45-1,9 |
| ПА 66 | 1,3-1,45 | 1,9-2,4 | 1,7 | 2-2,3 | 2-2,4 | 1,7 | 1,6-1,9 |
| ПА 6-ВС | 1,3-1,55 | 1,3-1,45 | - | 1,2-1,45 | 1,4-1,7 | - | 1,2-1,7 |
| ПА 6,12 | 1,17 | - | - | - | 1,6 | - | - |
σи-прочность при изгибе, Е-модуль упругости материала
|
|
|
В настоящее время на рынке полиамидов все более существенную роль играет вторичный ПА, который предлагают различные производители компаундов.
В составе макромолекул полимера присутствует амидная связь и метиленовые группы, повторяющиеся от 2 до 10 раз. Полиамиды – кристаллизующиеся полимеры. Свойства различных полиамидов довольно близки. Они являются жесткими материалами с высокой прочностью при разрыве и высокой стойкостью к износу, имеют высокую температуру размягчения и выдерживают стерилизацию паром до 140°С.
Полиамиды сохраняет эластичность при низких температурах, так что температурный интервал их использования очень широк. Однако полиамиды отличает довольно высокое водопоглощение. Однако после высушивания первоначальный уровень свойств восстанавливается. В этом отношении лучше ПА-12, у которого водопоглощение меньше, чем у ПА-6 и ПА-6,6. ПА обладают высокой прочностью при ударе и продавливании, легко свариваются высокочастотным методом. ПА обладает очень высокой паропроницаемостью и низкой проницаемостью по отношению к газам, поэтому их применяют в вакуумной упаковке. На ПА легко наносится печать.
Прозрачность ПА-пленок высока, особенно двуосно-ориентированных, блеск также улучшается при ориентации. Электрические и механические свойства материала зависят от влажности окружающей среды. Новейшей разработкой является получение аморфного полиамида. Он имеет меньшую паропроницаемость по сравнению с кристаллическими полиамидами. [2]
Технические характеристики некоторых полиамидов
Тальконаполненный окрашенный пластифицированный композиционный материал ПА6-ЛПО-Т18 отличается повышенной стабильностью размеров, стойкостью к деформации, износостойкостью. Рекомендуется для изготовления деталей конструкционного, антифрикционного и электротехнического назначения, требующих повышенной размерной точности. При переработке обеспечивает низкий износ литьевых машин и оснастки.
|
|
|
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2, не менее | 30 |
| Температура изгиба под нагрузкой 'С | |
| - при напряжении 1,8 МПа, | 80 |
| - при напряжении 0, 45 МПа, | 179-200 |
| Прочность при разрыве, МПа, не менее | 77 |
| Электрическая прочность, КВ/мм, не менее | 25,0 |
| Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба, МПа, не менее | 90 |
ПА66-1А
Конструкционный полиамид ПА66-1А - термостабилизированный продукт поликонденсации гексаметилендиамида и адипиновой кислоты. Отличается высокими прочностными свойствами, теплостойкостью, деформационной стабильностью.
Устойчив к действию щелочей, масел, бензина. Используется для изготовления деталей, работающих при повышенных механических нагрузках (шестерни, вкладыши подшипников, корпуса и т. д.).
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Температура плавления, 'С | 254-260 |
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2 | |
| - на образцах без надреза | не разрушается |
| - на образцах с надрезом, не менее | 7,5 |
| Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба, МПа, не менее | 78 |
| Электрическая прочность, КВ/мм | 20-25 |
ПА66-2
Конструкционный полиамид ПА66-2 - термостабилизированный продукт поликонденсации гексаметилендиамида и адипиновой кислоты. Отличается высокими прочностными свойствами, теплостойкостью, деформационной стабильностью.
Устойчив к действию щелочей, масел, бензина. Используется для изготовления деталей, работающих при повышенных механических и тепловых нагрузок в электротехнической промышленности.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Температура плавления, С | 254-260 |
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2 | |
| - на образцах без надреза | Не разрушается |
| - на образцах с надрезом, не менее | 7,2 |
| Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба, МПа, не менее | 81 |
| Электрическая прочность, КВ/мм, не менее | 20 |
ПА66-1-Л-СВЗО
ПА66-1-Л-СВЗО - стеклонаполненная композиция на основе полимидной смолы.
Рекомендуется для изготовления изделий конструкционного, электроизоляционного назначения, применяемых в машиностроении, электронике, автомобилестроении, приборостроении, работающих в условиях повышенных температур.
|
|
|
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Изгибающее напряжение при разрушении, МПа, не менее | 200 |
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2, не менее | 40 |
| Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа, 'С, не менее | 200 |
| Электрическая прочность, КВ/мм, не менее | 20 |
| Удельное объемное электрическое сопротивление, ОМ см, не менее | 2×10 4 |
Полиамид ПА66-ЛТО-СВ30
Полиамид ПА66-ЛТО-СВ30 – термостабилизированная стеклонаполненная композиция, отличающаяся стойкостью к действию антифризов, минеральных масел, бензина. Имеет высокие физико-механические показатели. Рекомендуется для изготовления деталей в автомобилестроении.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2, не менее | |
| - в исходном состоянии | 40 |
| - после выдержки в антифризе в течение 20 часов при температуре 150'С | 40 |
| Прочность при растяжении после выдержки в этиленгликоле в течение 72 часов при температуре 135 'С, МПа, не менее | 50 |
| Изгибающее напряжение при разрушении, МПа, не менее | 200 |
| Температура изгиба под нагрузкой 1,8 МПа, С, не менее | 200 |
| Модуль упругости при растяжении, МПа | 8000-11000 |
Полиамид ПА610-Л
Полиамид ПА610-Л - литьевой термопласт, получаемый поликонденсацией гексаметилендиамида и себациновой кислоты. Обладает высокими физико-механическими и электроизоляционными свойствами, повышенной размерной стабильностью, низким влагопоглощением. Материал масло-, бензиностоек. Применяется для изготовления деталей конструкционного, антифрикционного назначения, прецизионных деталей точной механики (мелкомодульные шестерни, золотники, манжеты и т.д.). Разрешен для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, и игрушек.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2 | |
| - на образцах без надреза | не разрушается |
| - на образцах с надрезом, не менее | 4,9 |
| Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба, МПа, не менее | 44,1 |
| Водопоглощение за 24 часа, %, не более | 0,5 |
| Электрическая прочность, КВ/мм, не менее | 20 |
ПА610-Л-СВЗО
ПА610-Л-СВЗО – стеклонаполненная композиция на основе полимидной смолы ПА610. Отличается повышенной прочностью, теплостойкостью, износостойкостью, малым коэффициентом теплового расширения. Изделия могут работать при температуре до 150°С и кратковременно до 180°С. Рекомендуется для конструкционных деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок и температуры.
|
|
|
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2, не менее | 29,4 |
| Модуль упругости при изгибе, МПа | 7000-9000 |
| Температура изгиба под нагрузкой при напряжении | |
| - 1,8 МПа, 'С | 190-200 |
| -0, 45 МПа, 'С | 200-205 |
| Электрическая прочность, КВ/мм, не менее | 25 |
ПА610-ЛПО-Т20
Тальконаполненный окрашенный пластифицированный композиционный материал ПА610-ЛПО-Т20 отличается повышенной стабильностью размеров, стойкостью к деформации, износостойкостью. Рекомендуется для изготовления деталей конструкционного, антифрикционного и электроизоляционного назначения, требующих повышенной размерной точности. При переработке обеспечивает низкий износ литьевых машин и оснастки. [3]
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Ударная вязкость по Шарпи, КДж/м2, не менее | 30 |
| Модуль упругости при изгибе, МПа | 2000-3000 |
| Водопоглащение за 24 часа, %, не более | 1 |
| Электрическая прочность, КВ/мм | 20-30 |
| Усадка, % | 0,8-1,7 |
ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИАМИДОВ
Аналоги полипептидов можно получить синтетически из w-аминокис-лот, причем практическое применение находят соединения этого типа, начиная с «полипептида» w-аминокапроновой кислоты. Эти полипептиды (полиамиды) получаются нагреванием циклических лактомов, образующих посредством бекмановской перегруппировки оксидов циклических кетонов.
Из расплава этого полимера капроновой смолы вытягиванием формуют волокно капрон. В принципе этот метод применим для получения гомологов капрона. Полиамиды можно получать и поликонденсацией самих аминокислот (с отщеплением воды):
nNH3×(CH2)6 – C – O ® …–NH(CH2)6–CNH(CH2)6–CNH(CH2)6–C–…
|| || || ||
O O O O
Фрагмент макромолекулы энант
nNH3×(CH2)10 – C – O ® …–NH(CH2)10–CNH(CH2)10–CNH(CH2)10–C–…
|| || || ||
O O O O
Фрагмент макромолекулы полиамида рильсана
Полиамиды указанного типа идут для изготовления синтетического волокна, искусственного меха, кожи и пластмассовых изделий, обладающих большой прочностью и упругостью (типа слоновой кости). Наибольшее распространение получил капрон, вследствие доступности сырья и наличие давно разработанного пути синтеза. Энтант и рильсан обладают преимуществом большой прочности и легкости.
Стеклонаполненная термостабилизированная, ударопрочная полиамидная композиция, стойкая к действию масел и бензина, ПА6-ЛТ-СВУ4 рекомендуется для изготовления корпусных деталей электро- и пневмоинструментов, строительно-отделочных и других машин, работающих в условиях ударных нагрузок и вибраций. [4]
|
|
|
