Угленаполненный полиамид УПА-6-20: технические характеристики и применение
УПА-6-20 — композиционный материал на основе полиамида-6, модифицированный техническим углеродом в количестве 20 % по массе. Введение углеродного наполнителя в полиамидную матрицу обеспечивает антистатический эффект, снижает удельное объёмное электрическое сопротивление до 10–10 Омсм и повышает стойкость к ультрафиолетовому старению. Материал сохраняет высокие механические свойства базового ПА-6 при улучшенной размерной стабильности и пониженном коэффициенте трения.
Состав и технические параметры
Углеродный наполнитель равномерно диспергирован в расплаве полиамида-6 при экструзии, что обеспечивает изотропность электрофизических характеристик по всему объёму изделия. В отличие от саженаполненных эластомеров, УПА-6-20 сохраняет жёсткость и прочность, характерные для конструкционных полиамидов.
| Параметр | Значение | Метод испытания | Единица | Условия |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 1,18–1,22 | ГОСТ 15139 | г/см | 23 C |
| Предел текучести при растяжении | 70–80 | ГОСТ 11262 | МПа | 23 C, 50 мм/мин |
| Относительное удлинение при разрыве | 10–20 | ГОСТ 11262 | % | 23 C |
| Удельное объёмное электрическое сопротивление | 10–10 | ГОСТ 6433.2 | Омсм | 23 C, 100 В |
| Теплостойкость по Мартенсу | 55–65 | ГОСТ 21341 | C | нагрузка 5 МПа |
| Водопоглощение за 24 ч | 0,8–1,2 | ГОСТ 4650 | % | 23 C |
Технология переработки
УПА-6-20 перерабатывается методами литья под давлением и экструзии. Температура расплава в материальном цилиндре термопластавтомата — 240–270 C, температура формы — 60–90 C. Из-за повышенной вязкости расплава давление впрыска увеличивают на 15–25 % по сравнению с ненаполненным ПА-6. Перед переработкой гранулят сушат при 80–90 C в течение 3–4 ч до остаточной влажности не более 0,1 %.
Для литья тонкостенных изделий (толщина стенки менее 2 мм) рекомендуется повышать температуру формы до 90–100 C и применять повышенные скорости впрыска. Усадка материала — 0,8–1,4 %, что ниже, чем у базового полиамида-6, благодаря армирующему действию углеродных частиц.
Области применения
- Детали топливной аппаратуры: корпуса топливных фильтров, направляющие втулки, кронштейны, работающие в контакте с бензином и дизельным топливом.
- Элементы электрооборудования: корпуса разъёмов, кабельные вводы, изоляционные втулки, требующие отвода статического заряда.
- Узлы конвейерного оборудования: ролики, направляющие, звёздочки, работающие при скорости ленты до 2 м/с.
- Детали пневмо- и гидросистем: уплотнительные кольца, седла клапанов, вкладыши подшипников скольжения.
- Компоненты бытовой и профессиональной техники: шестерни редукторов, корпуса электроинструмента, работающие при температурах до 80 C.
- Транспортные системы: детали интерьера, крепёжные элементы, эксплуатируемые в условиях вибрации и переменных нагрузок.
Эксплуатационные ограничения
Материал не предназначен для длительной работы в сильнокислых и щелочных средах (pH ниже 3 и выше 11), а также в контакте с фенолами и крезолами. При эксплуатации в условиях повышенной влажности происходит пластификация полиамидной матрицы, что снижает модуль упругости на 20–30 %. Для изделий, работающих при температурах выше 90 C, рекомендуется применение теплостабилизированных марок.
Вопросы и ответы
Какое удельное электрическое сопротивление имеет УПА-6-20?
Удельное объёмное электрическое сопротивление составляет 10–10 Омсм, что обеспечивает антистатический эффект и предотвращает накопление заряда на поверхности изделий.
При какой температуре перерабатывается УПА-6-20?
Литьё под давлением проводят при температуре расплава 240–270 C и температуре формы 60–90 C. Перед переработкой гранулят сушат при 80–90 C до влажности не более 0,1 %.
Чем УПА-6-20 отличается от базового полиамида-6?
Введение 20 % технического углерода снижает электрическое сопротивление на 8–10 порядков, уменьшает усадку до 0,8–1,4 % и повышает стойкость к УФ-излучению, при этом предел текучести при растяжении сохраняется на уровне 70–80 МПа.
В каких средах не рекомендуется применять УПА-6-20?
Материал нестоек к сильнокислым и сильнощелочным средам (pH ниже 3 и выше 11), а также к фенолам и крезолам, вызывающим деструкцию полиамидной матрицы.
