Стеклонаполненный полиамид П68С-30: свойства, переработка и применение
П68С-30 — стеклонаполненный полиамид на основе полиамида-6, модифицированный 30 % короткого стекловолокна. Материал выпускается в виде гранул и предназначен для литья под давлением. Армирование стекловолокном повышает модуль упругости, прочность при растяжении и теплостойкость по сравнению с базовым ПА-6, одновременно снижая ударную вязкость и удлинение при разрыве. Анизотропия свойств в отливке определяется ориентацией волокон по направлению потока расплава.
Технические характеристики
| Показатель | Метод | Значение | Условия | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | ГОСТ 15139 | 1,36–1,40 | 23 C | г/см |
| Прочность при растяжении | ГОСТ 11262 | 150–180 | 23 C | МПа |
| Модуль упругости при изгибе | ГОСТ 9550 | 5500–7000 | 23 C | МПа |
| Ударная вязкость по Шарпи | ISO 179 | 45–65 | без надреза | кДж/м |
| Теплостойкость по Вика | ГОСТ 15088 | 200–215 | нагрузка 50 Н | C |
| Водопоглощение | ГОСТ 4650 | 0,8–1,1 | 24 ч, 23 C | % |
| Температура переработки | — | 250–280 | расплав | C |
Состав и структура
Полимерная матрица — полиамид-6 (ПА-6) с молекулярной массой, обеспечивающей стабильную переработку литьевым методом. Наполнитель — рубленое стекловолокно с длиной резки 3–4,5 мм и диаметром элементарной нити 10–13 мкм. Адгезия волокна к матрице обеспечивается аппретирующим составом на основе силанов. Содержание стекловолокна — 30 2 % по массе. В рецептуру входят термостабилизаторы, предотвращающие деградацию полимера при температурах расплава до 290 C, и смазки для улучшения текучести.
Технология переработки
Материал перерабатывается литьём под давлением на термопластавтоматах с узлом пластикации, оснащённым износостойким шнеком с отношением L/D не менее 20 и обратным клапаном. Перед загрузкой гранулы сушат в вакуумных или деhumidifying-сушилках при 80–90 C в течение 4–6 часов до остаточной влажности не более 0,1 %. Температура по зонам цилиндра: 240–250 C (зона питания), 255–270 C (зона сжатия), 265–280 C (зона дозирования). Температура формы — 80–100 C. Давление впрыска — 80–120 МПа. Выдержка под давлением составляет 40–60 % времени впрыска. Скорость впрыска умеренная во избежание ориентационного разброса волокон и образования поверхностных дефектов.
Области применения
- Корпусные детали электроинструмента: редукторные крышки, рукоятки, защитные кожухи, работающие при вибрационных нагрузках.
- Элементы автомобильных подкапотных систем: кронштейны, патрубки воздуховодов, корпуса термостатов, эксплуатируемые при –40…+120 C.
- Детали насосного и компрессорного оборудования: рабочие колёса, направляющие аппараты, уплотнительные кольца.
- Арматура трубопроводов: корпуса шаровых кранов, фитинги, вентильные гнёзда для систем отопления и водоснабжения.
- Бытовые и профессиональные машины: шестерни, втулки, направляющие, работающие в паре с металлическими валами.
- Электротехнические изделия: кабельные вводы, клеммные коробки, изоляционные элементы с рабочей температурой до 130 C.
Эксплуатационные ограничения
Стеклонаполненный ПА-6 чувствителен к гидролизу: длительный контакт с горячей водой и паром при температуре выше 80 C вызывает падение молекулярной массы и прочности. Стойкость к концентрированным кислотам и щелочам ограничена. При эксплуатации в условиях знакопеременных нагрузок учитывают анизотропию: прочность вдоль направления ориентации волокон на 30–40 % выше, чем в поперечном направлении. УФ-облучение без светостабилизирующих добавок приводит к поверхностному мелению и снижению ударной вязкости.
Вопросы и ответы
Какая влажность гранул допустима перед литьём П68С-30?
Остаточная влажность не должна превышать 0,1 %. Сушка проводится при 80–90 C в течение 4–6 часов. Превышение влажности вызывает гидролитическую деструкцию полиамида, появление серебристости и пузырей на поверхности отливки.
Как ориентирование стекловолокна влияет на прочность детали?
Волокна ориентируются по направлению потока расплава. Вдоль этого направления прочность при растяжении достигает 170–180 МПа, в поперечном — снижается до 100–120 МПа. При проектировании литниковой системы учитывают расположение зон максимальных напряжений.
Совместим ли П68С-30 с металлическими вкладышами при армировании?
Да, материал перерабатывается с закладными металлическими элементами. Разница коэффициентов линейного расширения полиамида и стали требует компенсации зазоров и прогрева вкладышей до 80–100 C перед заливкой.
Какой износ шнека вызывает стеклонаполненный полиамид?
Абразивное действие стекловолокна ускоряет износ шнека и обратного клапана. Рекомендуются биметаллические шнеки с твердостью поверхности 58–62 HRC и регулярный контроль зазора обратного клапана.
