Сополимер полиамида АК-93-7: технические характеристики и применение
Сополимер полиамида АК-93-7 — конструкционный термопласт на основе совместной поликонденсации капролактама и солей гексаметилендиамина с адипиновой кислотой. Соотношение звеньев АК (адипат капролактама) и 7 (соль АГ) определяет комплекс механических и технологических свойств материала. В отличие от гомополимеров ПА-6 и ПА-66, сополимер АК-93-7 характеризуется пониженной температурой плавления (190–200 C) и меньшей усадкой при литье под давлением, что позволяет перерабатывать его в изделия сложной конфигурации с тонкими стенками без коробления.
Материал выпускается в виде гранул цилиндрической формы с насыпной плотностью 0,60–0,65 г/см. Показатель текучести расплава (ПТР) при 230 C и нагрузке 2,16 кг составляет 8–15 г/10 мин, что обеспечивает стабильное заполнение пресс-форм при литьевом формовании. Равновесное влагопоглощение сополимера — 2,8–3,2 %, что ниже, чем у ПА-6 (3,5 %), благодаря чему изделия сохраняют стабильность геометрических размеров в условиях повышенной влажности.
Физико-механические показатели
Сополимер АК-93-7 демонстрирует сбалансированный набор прочностных характеристик в сухом и увлажнённом состоянии. Предел текучести при растяжении — 55–65 МПа (в сухом состоянии), относительное удлинение при разрыве достигает 60–80 %. Ударная вязкость по Шарпи без надреза — 120–150 кДж/м, что обеспечивает стойкость к ударным нагрузкам при эксплуатации в интервале температур от –40 до +80 C. Твёрдость по Бринеллю — 120–140 МПа.
| Параметр | Метод испытания | Значение (сухое) | Значение (увлажнённое) | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести при растяжении | ISO 527 | 58 | 42 | МПа |
| Относительное удлинение при разрыве | ISO 527 | 70 | 180 | % |
| Модуль упругости при изгибе | ISO 178 | 2200 | 900 | МПа |
| Ударная вязкость по Шарпи (без надреза) | ISO 179 | 135 | не разрушается | кДж/м |
| Температура плавления | DSC | 195 | — | C |
Технология переработки
Основной метод переработки сополимера АК-93-7 — литьё под давлением на термопластавтоматах с шнековой пластикацией. Рекомендуемая температура расплава — 230–250 C, температура формы — 60–80 C. Перед переработкой гранулят необходимо сушить при 80–90 C в течение 3–4 часов до остаточной влажности не более 0,15 %, поскольку наличие влаги вызывает гидролитическую деструкцию полимера и приводит к снижению прочностных характеристик готовых изделий.
Благодаря пониженной температуре плавления сополимер АК-93-7 может перерабатываться на оборудовании, не рассчитанном на высокотемпературные режимы ПА-66. Усадка при литье составляет 0,8–1,2 %, что позволяет изготавливать детали с допусками по 12–14 квалитетам без дополнительной механической обработки. Материал также пригоден для экструзии — из него формуют трубы, шланги и профильные изделия, работающие в контакте с углеводородными средами.
Области применения
Изделия из сополимера АК-93-7 эксплуатируются в узлах трения, работающих без смазки или при ограниченной смазке, а также в конструкциях, испытывающих знакопеременные нагрузки. Материал стоек к воздействию минеральных масел, бензина, дизельного топлива, слабых растворов щелочей и органических растворителей.
- Втулки, подшипники скольжения и направляющие в узлах ходовой части сельскохозяйственной техники
- Шестерни, ролики и кулачки в приводах конвейерных линий и упаковочного оборудования
- Корпусные детали электроинструмента и бытовой техники, работающие при повышенной вибрации
- Арматура трубопроводных систем, работающих при температуре до +80 C
- Конструкционные элементы насосного оборудования для перекачки агрессивных жидкостей
- Изоляционные детали в электротехнических устройствах с классом нагревостойкости не выше Y
Особенности эксплуатации
При проектировании изделий из сополимера АК-93-7 необходимо учитывать зависимость механических свойств от влагосодержания. В сухом состоянии материал обладает повышенной жёсткостью, но пониженной ударной вязкостью; после насыщения влагой прочность при растяжении снижается на 25–30 %, однако ударная вязкость возрастает в 2–3 раза. Для ответственных деталей, работающих в условиях переменной влажности, рекомендуется применять стабилизированные марки сополимера с добавками термостабилизаторов и пластификаторов.
Длительная теплостойкость материала по Вика (метод B50) составляет 170–180 C, что позволяет кратковременно эксплуатировать изделия при температуре до 150 C без существенной деформации. При длительном нагреве свыше 100 C наблюдается постепенное снижение прочностных характеристик вследствие термоокислительной деструкции, поэтому для непрерывной работы при повышенных температурах рекомендуется использовать армированные композиции на основе АК-93-7.
Вопросы и ответы
Чем сополимер АК-93-7 отличается от полиамида ПА-6?
Сополимер АК-93-7 имеет температуру плавления на 20–25 C ниже, чем у ПА-6, что снижает энергозатраты при переработке. Усадка при литье уменьшена с 1,5–2,0 % до 0,8–1,2 %, а влагопоглощение ниже на 15–20 %, что обеспечивает лучшую стабильность размеров готовых изделий.
Какие режимы сушки рекомендованы перед переработкой?
Гранулят сушат в сушильном шкафу с принудительной циркуляцией воздуха при температуре 80–90 C в течение 3–4 часов. Допустимая остаточная влажность — не более 0,15 %. Переработка недосушенного материала приводит к появлению пузырей и раковин в изделиях.
Можно ли использовать АК-93-7 для изготовления зубчатых передач?
Да, сополимер применяется для литых шестерён и колёс, работающих при окружных скоростях до 5 м/с и нагрузках до 20 МПа. Для повышения износостойкости в материал вводят дисульфид молибдена или графит в количестве 2–5 %.
Какой температурный диапазон эксплуатации изделий из АК-93-7?
Рабочий диапазон составляет от –40 до +80 C при длительной нагрузке. Кратковременно (до 1 часа) допустима эксплуатация при 150 C. При температурах ниже –40 C материал становится хрупким, что ограничивает его применение в арктическом исполнении.
