Стеклонаполненный полиамид ПА-66: конструкционный материал для нагруженных узлов
Стеклонаполненный полиамид ПА-66 — композиционный материал на основе полиамида 66, армированный коротким стекловолокном в концентрации 15–50 %. Введение стекловолокна в матрицу ПА-66 повышает модуль упругости при растяжении до 5500–9500 МПа, снижает коэффициент линейного термического расширения до 2–410 К и увеличивает теплостойкость по Вика до 215–250 C. Материал перерабатывается литьём под давлением при температуре расплава 280–300 C и температуре формы 80–100 C.
Технические характеристики по содержанию стекловолокна
| Марка | Стекловолокно, % | Прочность при растяжении, МПа | Модуль упругости, МПа | Теплостойкость по Вика, C |
|---|---|---|---|---|
| ПА-66-СВ-15 | 15 | 110–130 | 4500–5500 | 215–225 |
| ПА-66-СВ-30 | 30 | 160–185 | 7000–8500 | 230–245 |
| ПА-66-СВ-50 | 50 | 200–230 | 9000–9500 | 245–250 |
Влияние стекловолокна на свойства ПА-66
Армирование стекловолокном изменяет реологические и механические характеристики полиамида 66:
- Ударная вязкость по Изоду с надрезом — 5–12 кДж/м, снижается с ростом содержания стекловолокна.
- Водопоглощение при 23 C за 24 ч — 0,6–1,0 %, что в 2–3 раза ниже, чем у ненаполненного ПА-66.
- Твёрдость по Бринеллю — 150–220 МПа в зависимости от степени наполнения.
- Анизотропия усадки: 0,3–0,8 % в направлении потока и 0,8–1,5 % в поперечном направлении.
- Стойкость к ползучести под нагрузкой 50 МПа при 80 C — деформация не более 1,5 % за 1000 ч.
Применение в промышленности
Стеклонаполненный ПА-66 применяется в узлах, работающих под статическими и динамическими нагрузками при температурах до 120 C в непрерывном режиме:
- Корпусные детали насосного оборудования, крыльчатки, рабочие колёса центробежных насосов.
- Шестерни, зубчатые колёса, втулки скольжения в приводах конвейеров и транспортёров.
- Клеммные колодки, корпуса разъёмов, изоляционные элементы в электротехнической аппаратуре.
- Детали подкапотного пространства: патрубки, кронштейны, корпуса термостатов в автомобилестроении.
- Элементы пневмо- и гидросистем: штуцеры, переходники, уплотнительные кольца.
- Детали бытовой и профессиональной техники: корпуса электроинструмента, элементы стиральных машин.
Технология переработки
Литьё под давлением стеклонаполненного ПА-66 требует учёта абразивного воздействия стекловолокна на оборудование. Рекомендуется применять шнековые пары с износостойким покрытием, литниковые каналы увеличенного сечения, скорость впрыска 50–100 мм/с. Сушка гранулята перед переработкой — при 80–100 C в течение 4–6 ч до влажности не более 0,1 %. Температура расплава — 280–300 C, давление выдержки — 40–80 МПа.
Вопросы и ответы
Как содержание стекловолокна влияет на ударную вязкость ПА-66?
С ростом содержания стекловолокна от 15 до 50 % ударная вязкость с надрезом снижается с 10–12 до 5–6 кДж/м. Для деталей, работающих при ударных нагрузках, оптимально содержание 15–30 %.
Требуется ли сушка гранулята стеклонаполненного ПА-66 перед литьём?
Да. Влажность гранулята не должна превышать 0,1 %. Сушка проводится при 80–100 C в течение 4–6 ч в вакуумных или деhumidifier-сушилках. Переувлажнённый материал вызывает гидролиз расплава и снижение прочности изделий.
Какой материал формы оптимален для литья стеклонаполненного ПА-66?
Рекомендуется инструментальная сталь с твёрдостью 52–56 HRC и азотированием поверхности. Стекловолокно оказывает абразивное воздействие, поэтому стойкость формы без упрочнения снижается в 3–5 раз по сравнению с ненаполненным полиамидом.
При какой температуре стеклонаполненный ПА-66 сохраняет рабочие свойства?
Длительная эксплуатация возможна при температурах до 120 C. Кратковременно материал выдерживает до 160–180 C без необратимой деградации. Теплостойкость по Вика для марок с 30–50 % стекловолокна достигает 230–250 C.
