Полиамид гранулированный ПА-6-ЛСВ30: конструкционный материал с повышенной жесткостью
Полиамид гранулированный ПА-6-ЛСВ30 — это литьевой композиционный материал на основе полиамида-6, армированный 30% стекловолокна. Обозначение ЛСВ30 расшифровывается как «листовой стекловолокнистый наполнитель с содержанием 30%». Материал поставляется в виде гранул цилиндрической формы, предназначенных для переработки методом литья под давлением на термопластавтоматах.
Введение стекловолокна в полиамидную матрицу принципиально изменяет механические характеристики базового полимера. Модуль упругости при растяжении возрастает с 2,5–3,0 ГПа до 9,5–11,0 ГПа, что приближает материал по жесткости к литейным алюминиевым сплавам. Предел прочности при растяжении достигает 160–190 МПа, а теплостойкость по Вика повышается до 210 C. При этом сохраняются присущие полиамидам высокая износостойкость, низкий коэффициент трения и устойчивость к ударным нагрузкам.
Технологические особенности переработки
Гранулы ПА-6-ЛСВ30 перед литьем требуют обязательной сушки. Влажность материала не должна превышать 0,15%, иначе в процессе переработки происходит гидролитическая деструкция полимерной цепи, что приводит к снижению прочностных показателей и появлению дефектов на поверхности изделий. Рекомендуемый режим сушки — 4–6 часов при температуре 80–90 C в сушильном шкафу с принудительной циркуляцией воздуха.
Температура переработки составляет 230–270 C, температура формы — 60–90 C. Высокая температура формы обеспечивает кристаллизацию полиамида и формирование стабильной усадки в диапазоне 0,3–0,6%. При проектировании оснастки необходимо учитывать анизотропию усадки, обусловленную ориентацией стекловолокна в направлении течения расплава.
Физико-механические характеристики
| Параметр | Значение | Метод испытания | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности при растяжении | 160–190 | ISO 527 | МПа | при 23 C |
| Модуль упругости при растяжении | 9500–11000 | ISO 527 | МПа | сухое состояние |
| Ударная вязкость по Шарпи | 45–60 | ISO 179 | кДж/м | с надрезом |
| Теплостойкость по Вика | 210 | ISO 306 | C | метод B50 |
| Плотность | 1,36 | ISO 1183 | г/см | кристаллическое состояние |
Области применения
ПА-6-ЛСВ30 востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой механической прочности, жесткости и теплостойкости при относительно невысокой стоимости изделия. Материал применяется для изготовления:
- корпусных деталей электроинструмента и бытовой техники, работающих при повышенных температурах;
- конструктивных элементов автомобильной промышленности — кронштейнов, корпусов вентиляторов, деталей системы охлаждения двигателя;
- шестерен, шкивов, подшипников скольжения и других узлов трения в машиностроении;
- изоляционных деталей и корпусных элементов низковольтной коммутационной аппаратуры;
- технологической оснастки, кондукторов и приспособлений для сборочных операций;
- деталей насосного оборудования, работающих в контакте с агрессивными средами.
Материал сохраняет работоспособность в диапазоне температур от –40 C до +120 C при длительном нагружении и до +180 C при кратковременном воздействии. Показатель кислородного индекса составляет 24%, что относит материал к группе трудногорючих полимеров.
Сравнение с ненаполненным полиамидом-6
Введение 30% стекловолокна увеличивает прочность при растяжении в 2,2 раза, жесткость — в 3,5 раза, теплостойкость — на 60–70 C. При этом ударная вязкость снижается на 30–40%, а относительное удлинение при разрыве падает с 50–100% до 3–5%. Это необходимо учитывать при конструировании изделий, работающих на изгиб и испытывающих динамические нагрузки.
ПА-6-ЛСВ30 не предназначен для контакта с пищевыми продуктами и не применяется в медицинской технике. Для этих областей используются специальные марки полиамидов, допущенные к контакту с пищевыми средами.
Вопросы и ответы
Какая температура литья рекомендуется для ПА-6-ЛСВ30?
Оптимальная температура расплава составляет 240–260 C. При более низкой температуре ухудшается текучесть и заполняемость формы, при более высокой — возможна термическая деструкция полимера и снижение механических свойств.
Требуется ли сушка гранул перед переработкой?
Да, обязательна. Полиамид-6 гигроскопичен и при влажности выше 0,15% происходит гидролиз полимерной цепи. Сушка проводится при 80–90 C в течение 4–6 часов.
Какая усадка у ПА-6-ЛСВ30 при литье?
Усадка составляет 0,3–0,6% и зависит от направления течения расплава. Вдоль ориентации стекловолокна усадка меньше, поперек — больше. Это необходимо учитывать при проектировании пресс-форм.
Можно ли использовать ПА-6-ЛСВ30 для деталей, работающих при высоких температурах?
Материал выдерживает длительную эксплуатацию до +120 C и кратковременное воздействие до +180 C. Для более высоких температур следует применять полиамиды с теплостабилизаторами или полифталамиды.
