Полиамид 6Несмотря на общность названия и структурной основы (амидные группировки —CO—NH— в основной цепи макромолекулы, связанные с алифатическими или ароматическими радикалами), представители этого класса имеют некие «личностные» особенности. Полиамид, получивший наибольшее распространение в России, известен в промышленности как полиамид-6 (в соответствии с количеством атомов углерода в мономерах -NH-(CH2)5-CO-). Коммерческих же названий несравненно больше. ПА-6 наиболее распространенный в России конструкционный термопласт.
Материал имеет отличную масло-бензостойкость и стойкость к углеводородным продуктам, отличные механические свойства, которые обеспечивают широкое применение ПА-6 в автомобильной, нефтедобывающей промышленности, в других видах транспорта, для изготовления ручного инструмента и т.д.
ПА-6 отличается сравнительно высоким влагопоглощением, которое ограничивает его применение во влажных средах для изготовления ответственных изделий. Ведущая роль полиамида-6 и композиций на его основе на российском рынке конструкционных термопластов обусловлена прежде всего наличием на территории бывшего СССР построенных еще до 1991 года мощностей по производству базового ПА-6. Предприятия, занимающиеся производством полиамида-6, различают несколько разновидностей этого материала. Во-первых, так называемый «полиамид-6-блестящий», иначе говоря - первичный (ОСТ 6-06-С9-93). Это продукт гидролитической полимеризации Е-капролактама, который выпускается в виде гранул от белого до светло-желтого цвета. На российском рынке представлены все ходовые марки этого полимера, которые отражены во второй части исследования. Таблица
Технические характеристистики полиамида – 6 первичного нетермостабилизированного Наименование показателя | Ед. изм | Значение показателя | | низковязкий | высоковязкий
(пищевой) | | Внешний вид и цвет | | гранулы натурального цвета | гранулы натурального цвета | Размер гранул
— диаметр
— длина | мм |
2,0 ÷ 4,0
1,5 ÷ 4,0 |
2,0 ÷ 4,0
1,5 ÷ 4,0 | | Относительная вязкость, в пределах (серная кислота, 96 ± 0,15 %, 25 ± 0,1 °С) | | 2,70±0,06 | 3,33±0,02 | | Массовая доля влаги, не более (лампа ИКЗ-220-500, 20 мин) | % | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | Массовая доля экстрагируемых веществ,
не более
(5 г, 8 ч, аппарат Сокслета)
(ГОСТ 17824) | % |
0,49*
1,17* |
0,49*
не определяется | | Массовая доля непрорубленных гранул длиной до 20 мм, не более | % | 0,5 | 0,5 | | Масса упаковочного места | кг | 30±1% (a) | 30±1% (b) | 30±1% (a) | 30±1% (b) или 0,3 | 900-1100 (c) | | | | | | | | |
*Среднестатистические фактические показатели
*Данные ОАО «Гродно-Химволокно» ПА6 используется для выпуска широкого ассортимента продукции: нити полиамидной технического назначения, композиционных материалов с различными свойствами (ударопрочные, морозостойкие, водостойкие, трудногорючие), а также при производстве разнообразных полимерных концентратов красителей и термостабилизаторов. Полиамид 6 высоковязкий с вязкостью от 3,25 до 3,45 применяют в пищевой промышленности. Максимальной популярностью полиамид-6 (вернее, одна из его производных) пользуется у производителей комплектующих для автомобилей, которые изготавливают на основе капролона кордную ткань - текстильный армирующий материал для покрышек пневматических шин. Как правило, в качестве армирующего материала полиамидную кордную ткань используют при производстве шин самого широкого спектра: для автомобилей легковых, легкогрузовых и грузовых; общественного транспорта, сельскохозяйственных машин, также в шасси самолетов и другой авиационной техники. Полиамид 6, в зависимости от диапазона значений относительной вязкости, массовой доли экстрагируемых веществ и наличия модифицирующих добавок выпускается следующих марок: ПА 6-210/310, ПА 6-210/311, ПА 6-211-15, ПА 6-130/321, ПА 6-130, ПА 6-211-17 и др. Таблица 2.1Техническая характеристика полиамида ПА-6 210/311 и ПА-6 120/321. ОСТ 6-06-С9-83 Наименование показателя | Ед. изм. | Значение | | ПА-6 210/311 | ПА-6 120/321 | 1. Внешний вид и цвет | | Гранулы от белого до светло-желтого цвета или окрашенные | 2. Количество инородных и окисленных частиц, на 100 г продукта, не более | шт. | 18 | 23 | 3. Размер гранул, (длина) | мм | 1,5 – 4,0 | 1,5 – 4,0 | 4. Массовая доля влаги, не более | % | 0,2 | 2,0 | 5. Относительная вязкость, не менее в пределах | | 2,6 – 3,2 | 2,2 – 3,5 | 6. Массовая доля экстрагируемых веществ, не более | % | 1,5 | 3,0 | 7. Массовая доля непрорубленных гранул до 20 мм, не более | % | 0,5 | 0,6 | 8. Температура плавления, не менее | 0C | 213 | 214 |
Таблица 2.2Физико-механические и диэлектрические свойства полиамида ПА 6 210/310 ОСТ 6-06-С9-93 Номер | Наименование показателя | Значение | 1 | Плотность, кг/м3 | 1,13 - 1,14 | 2 | Температура плавления, 0С | 217 - 219 | 3 | Разрушающее напряжение при растяжении, МПа | 65 - 75 | 4 | Относительное удлинение при разрыве, %, не менее | 70 | 5 | Температура размягчения при изгибе при напряжении 1,8 МПа, 0С, не менее | 45 | 6 | Водопоглощение за 24 часа максимальное, % | 1,5 - 2,0 | 7 | Коэффициент теплопроводности при комнатной температуре | 0,27 - 0,28 | 8 | Средний коэффициент линейного теплового расширения 10-5 1/К в интервале температур:
от -70 до + 20 0С
от 20 0С до 160 0С | 1 - 8
8 - 10 | 9 | Изгибающее напряжение при величине прогиба, равной 1,5 толщины образца, МПа | 25 - 30 | 10 | Износ по сетке, мм3 (м.см2) | 1,5 - 2,0 | 11 | Коэффициент трения по стали | 0,15 - 0,25 | 12 | Модуль упругости при растяжении, МПа | 1500 - 1600 | 13 | Модуль упругости при изгибе, МПа | 1400 - 1600 | 14 | Предел текучести при растяжении, МПа, не менее | 65 | 15 | Ударная вязкость, кДж/м2,
без надреза
с надрезом | 100 - 120
5 - 10 | 16 | Предел текучести при сжатии, МПа | - | 17 | Напряжение при деформации сжатия 25%, МПа | 90 - 100 | 18 | Твердость вдавливания шарика, МПа, не менее | 100 | 19 | Теплостойкость по Вика, 0С при нагрузке 9,8 Н | 205 - 215 | 20 | Содержание экстрагируемых веществ, %, не более | 1,5 | 21 | Усадка, % | 0,7 - 1,2 | 22 | Прочность при разрыве, МПа | 50 | 23 | Деформационная теплостойкость при 1,8 МПа, 0С | 50 | 24 | Усталостная прочность при 106 циклов (при 50 Гц), МПа | 15 - 25 | 25 | Динамический модуль Юнга, МПа | 2200 | 26 | Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом | - | 27 | Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом.см | (1-3).1015 | 28 | Электрическая прочность, кВ/мм | 21 - 23 | 29 | Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106 Гц | 0,020 - 0,030 | 30 | Диэлектрическая проницаемость при частоте 106 Гц | 3,3 - 3,6 |
Из полиамида 6 марок ПА 6-210/310, ПА 6-210/311 изготавливают детали конструкционного и антифрикционного назначения (втулки, ролики, кольца, вкладыши подшипников, клапана и др. изделий), которые применяются в химической промышленности, машиностроении, судостроении, авиастроении, приборостроении и т.д.
Детали из полиамида 6 отлично поглощают ударные нагрузки, долговечны, имеют низкий коэффициент трения и могут работать без смазки в узлах трения. Кроме того, полиамид 6 является отличным диэлектриком, который не уступает, а по механической и тепловой стойкости превосходит такие изоляторы, как полистирол, поливинилхлорид и др. Производится в процессе гидролитической полимеризации Е-капролактама в присутствии катализаторов и стабилизаторов. |
