Полиамидное сырьё УПА-6-40: характеристики и применение
УПА-6-40 — литьевой полиамид на основе поликапролактама (ПА-6), модифицированный 40 % стекловолокна. Материал выпускается в виде гранул и предназначен для переработки литьём под давлением. Армирование стекловолокном повышает жёсткость, прочность и теплостойкость по сравнению с базовым ПА-6.
Технические характеристики
| Показатель | Метод | Значение | Условия | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | ISO 1183 | 1,45–1,52 | 23 C | г/см |
| Предел прочности при растяжении | ISO 527 | 160–185 | сухое состояние | МПа |
| Модуль упругости при изгибе | ISO 178 | 5500–7000 | 23 C | МПа |
| Ударная вязкость по Шарпи | ISO 179 | 45–65 | без надреза | кДж/м |
| Теплостойкость по Вика | ISO 306 | 200–215 | нагрузка 50 Н | C |
| Водопоглощение | ISO 62 | 0,8–1,2 | 24 ч, 23 C | % |
| Температура переработки | — | 250–280 | расплав | C |
Состав и структура
Полимерная матрица — полиамид ПА-6 (поликапролактам) с относительной вязкостью 2,6–2,8. Наполнитель — рубленое стекловолокно длиной 3–4,5 мм с аппретированием силановыми соединениями для адгезии к полиамиду. Содержание стекловолокна — 40 % по массе. В рецептуру входят термостабилизаторы, предотвращающие деградацию при переработке, и смазки для улучшения текучести расплава.
Переработка
УПА-6-40 перерабатывается литьём под давлением на термопластавтоматах с материальным цилиндром, оснащённым износостойкими шнеком и обратным клапаном. Абразивное стекловолокно ускоряет износ узлов впрыска, поэтому рекомендуется применение биметаллических или керамических комплектующих. Гранулы перед переработкой сушат до влажности не более 0,1 % при 80–90 C в течение 4–6 часов в вакуумных или деhumidifier-сушилках.
Температура расплава — 250–280 C, температура формы — 80–100 C. Высокая температура формы обеспечивает кристалличность и глянец поверхности. Давление впрыска — 80–120 МПа, выдержка под давлением — 10–20 с. Усадка составляет 0,3–0,7 % в направлении ориентации волокна и 0,8–1,2 % в поперечном направлении, что требует учёта при проектировании литьевой оснастки.
Применение
- Корпусные детали электроинструмента: редукторные крышки, рукоятки, защитные кожухи.
- Автомобильные компоненты под капотом: кронштейны, патрубки воздуховодов, крышки ГРМ.
- Детали бытовой техники: шестерни стиральных машин, элементы корпусов пылесосов.
- Электротехнические изделия: кабельные вводы, клеммные колодки, изоляционные втулки.
- Промышленная арматура: запорные элементы, седла клапанов, фитинги.
- Транспортёрные и конвейерные системы: направляющие, ролики, звенья цепей.
Эксплуатационные свойства
Материал сохраняет механическую прочность при температурах до 150 C в непрерывном режиме и до 200 C кратковременно. Стекловолокно снижает ползучесть под нагрузкой и повышает стойкость к знакопеременным нагрузкам. УПА-6-40 устойчив к маслам, бензину, растворителям и щелочам, но гидролизуется в кислотах и горячей воде. Водопоглощение вызывает пластификацию матрицы и снижение модуля упругости на 30–40 % в насыщенном состоянии.
Вопросы и ответы
Чем УПА-6-40 отличается от ПА-6 без наполнителя?
Стекловолокно 40 % повышает предел прочности при растяжении с 70–80 МПа до 160–185 МПа, модуль упругости при изгибе — с 2500 до 5500–7000 МПа, теплостойкость по Вика — с 180 до 200–215 C. Ударная вязкость при этом снижается.
Какой износ вызывает УПА-6-40 на оборудовании?
Абразивное стекловолокно интенсивно изнашивает шнек, обратный клапан и сопло термопластавтомата. Рекомендуются биметаллические цилиндры с твердостью поверхности 58–62 HRC и керамические обратные клапаны.
Нужна ли сушка гранул перед переработкой?
Да. Влажность гранул не должна превышать 0,1 %. Сушка проводится при 80–90 C в течение 4–6 часов. Переработка влажного материала приводит к гидролитической деструкции, снижению молекулярной массы и появлению серебристых полос на поверхности изделий.
Как учитывается анизотропия усадки при проектировании формы?
Усадка вдоль ориентации волокна — 0,3–0,7 %, поперёк — 0,8–1,2 %. Разница учитывается при расчёте размеров формообразующих полостей и выборе расположения впускных литников для минимизации коробления.
