Полиамидное сырьё АК-80-20: литьевой полиамид, армированный стекловолокном
Полиамидное сырьё АК-80-20 — композиция на основе полиамида 6, наполненная стекловолокном в количестве 20 %. Материал выпускается в виде гранул цилиндрической или сферической формы и предназначен для переработки методами литья под давлением и экструзии. Армирование коротким стекловолокном повышает жёсткость, прочность при растяжении и теплостойкость по сравнению с ненаполненным полиамидом 6, одновременно снижая усадку и коэффициент линейного расширения.
Марка АК-80-20 относится к конструкционным стеклонаполненным полиамидам общего назначения. Содержание стекловолокна 20 % обеспечивает компромисс между механической прочностью и ударной вязкостью: материал сохраняет достаточную пластичность при отрицательных температурах, что отличает его от высоконаполненных марок с 30–35 % стекла. Гранулы перед переработкой требуют обязательной сушки до влажности не более 0,1 %, поскольку полиамид 6 гидроскопичен и при переувлажнении возможны гидролиз расплава, серебристость и падение молекулярной массы.
Технические характеристики
| Показатель | Метод испытания | Единица | Значение | Условия |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | ISO 1183 | г/см | 1,28–1,32 | 23 C |
| Предел прочности при растяжении | ISO 527 | МПа | 110–130 | сухой образец |
| Модуль упругости при изгибе | ISO 178 | МПа | 4500–5500 | 23 C |
| Ударная вязкость по Шарпи | ISO 179 | кДж/м | 45–60 | без надреза |
| Теплостойкость по Вика | ISO 306 | C | 200–210 | нагрузка 50 Н |
| Температура переработки | — | C | 250–280 | расплав |
| Водопоглощение | ISO 62 | % | 6,5–7,5 | за 24 ч, 23 C |
Состав и структура
Полимерная матрица — полиамид 6 (ПА-6) с относительной вязкостью 2,6–3,0 в серной кислоте. Наполнитель — рубленое стекловолокно длиной 3–4,5 мм с силановым аппретированием, обеспечивающим адгезию на границе «волокно–матрица». В рецептуру вводят термостабилизаторы для защиты от деструкции при 250–280 C и смазки, облегчающие извлечение изделий из формы. Стекловолокно распределено в грануле равномерно, что подтверждается стабильностью механических показателей от партии к партии.
Переработка
Литьё под давлением выполняют на термопластавтоматах с материальным цилиндром, оснащённым износостойкими шнеком и обратным клапаном — абразивное стекловолокно ускоряет износ стандартных узлов. Температура по зонам цилиндра — 240–260 C, сопла — 250–270 C, формы — 60–90 C. Давление впрыска — 80–120 МПа. Для получения размерной стабильности изделий форму термостатируют, поскольку усадка АК-80-20 составляет 0,4–0,8 % в направлении потока и 0,8–1,2 % в поперечном направлении. Экструзия применяется ограниченно — для профилей и стержней, где анизотропия свойств допустима.
Области применения
- Корпусные детали электроинструмента, редукторов и насосного оборудования.
- Крепёжные элементы, втулки, шестерни и ролики конвейерных систем.
- Корпуса кабельных вводов, клеммных колодок и низковольтной аппаратуры.
- Детали автомобильных подкапотных узлов: кронштейны, патрубки, крышки.
- Элементы бытовой техники и промышленного электрооборудования.
- Арматура трубопроводов систем пневмоавтоматики и водоснабжения.
Эксплуатационные ограничения
Материал сохраняет работоспособность в диапазоне –40…+120 C при длительной нагрузке; кратковременно выдерживает до 160 C. Стеклонаполнение повышает стойкость к ползучести, но снижает удлинение при разрыве до 3–4 %. Полиамид 6 чувствителен к воздействию сильных кислот, фенолов и горячих щелочей. В условиях повышенной влажности изделия сорбируют воду, что вызывает рост размеров и падение жёсткости; для ответственных узлов применяют влагостойкие покрытия или кондиционирование деталей перед сборкой.
Вопросы и ответы
Чем АК-80-20 отличается от ненаполненного полиамида 6?
Стекловолокно 20 % повышает прочность при растяжении и модуль упругости в 2–2,5 раза, увеличивает теплостойкость по Вика до 200–210 C и снижает усадку. Ударная вязкость при этом ниже, чем у ненаполненного ПА-6.
Нужна ли сушка гранул перед переработкой?
Да. Влажность перед литьём не должна превышать 0,1 %. Сушку проводят в вакуумных или деhumidifying-сушилках при 80–90 C в течение 4–6 ч. Переувлажнённое сырьё даёт серебристость, пузыри и снижение прочности.
Какой материал шнека и формы требуется?
Рекомендуются шнек и обратный клапан из биметалла или с азотированием, а также закалённые формообразующие вставки. Стекловолокно абразивно и ускоряет износ стандартных узлов термопластавтомата.
При какой температуре эксплуатируются изделия из АК-80-20?
Длительно — от –40 до +120 C, кратковременно — до 160 C. При повышенной влажности свойства меняются: деталь набирает воду, растёт по размерам и теряет жёсткость.
