Матеріали про властивості та застосування пластиків

Для чого потрібні модифікатори впливу?

Модифікація впливу загального призначення
Модифікація удару загального призначення - це дуже низький рівень модифікації удару, який застосовується, наприклад, для уникнення кондиціонування відлитих деталей з поліаміду.

• Це означає прийнятну ударну в'язкість при кімнатній температурі, але не враховує жодних вимог до низькотемпературної (нижче 0°C) ударної в'язкості.
• Для більшості застосувань такого типу потрібні лише низькі рівні модифікатора удару (<10%), і модифікатор удару не обов'язково повинен містити реакційноздатні групи, щоб бути прийнятним для застосування.

Низькотемпературна ударна модифікація
Низькотемпературна ударна в'язкість необхідна для застосувань, які вимагають певного рівня низькотемпературної гнучкості та стійкості до руйнування. Це, наприклад, стосується багатьох застосувань у сфері побутової техніки. Для цього потрібні модифікатори з вмістом 5-15% переважно реакційноздатних модифікаторів.

Надвисока міцність
Надвисока ударна в'язкість необхідна для застосувань, які не повинні призводити до руйнування деталі навіть при ударі при низьких температурах (від -30 до -40°C) на високій швидкості. Ця вимога може бути виконана тільки з високим вмістом (20-25%) реактивного ударного модифікатора з низьким Tg.

На додаток до ударної в'язкості, модифікатори ударної в'язкості можуть також допомогти поліпшити інші характеристики матеріалу, такі як:

• Оптичні властивості та властивості при розтягуванні
• Стійкість до атмосферних впливів
• Технологічність
• Займистість
• Теплові деформації

Як працюють модифікатори впливу?

Еластомерна та гумова природа модифікаторів удару поглинає або розсіює енергію удару. Модифікатори удару можуть бути включені шляхом полімеризації в реакторі або можуть також бути включені як добавки на етапі компаундування. Нижче розглядаються два механізми, за якими працюють модифікатори удару.

Розповсюдження божевілля
Принцип полягає в диспергуванні модифікаторів удару в крихкій матриці - демпфуючій фазі, здатній поглинати енергію і зупиняти поширення тріщини.

Зсувна смуга/кавітація
Другим механізмом є утворення зсувних смуг навколо еластомерної частинки, які поглинають енергію деформації. Цей механізм завжди супроводжується кавітацією демпфуючої частинки (поява пустот), яка також поглинає енергію. Однак поява зсувних смуг поглинає більшу частину енергії.

Щоб бути ефективною, дисперсна фаза повинна мати наступні властивості:

• Здатність до зволоження: Рекомендується еластомерна фаза. Як правило, використовуються матеріали з низькою температурою склування і низькокристалічні полімери. Для низькотемпературного зміцнення абсолютно необхідний низький Tg. Поліолефінові сополімери є чудовими кандидатами.
• Хороша когезія з безперервною фазою: Цей параметр є ключовим для ефективного зміцнення. Відсутність когезії може ініціювати численні тріщини, які потім можуть поширюватися до руйнування. Хороша когезія може бути досягнута за рахунок специфічної взаємодії на поверхні або за рахунок реакційної здатності. Комбінування відбувається шляхом утворення на межі розділу фаз "амфіфільних" кополімерів, що знижують поверхневий натяг і підвищують адгезію.

Сумісність полімерів також впливає на розмір, регулярність і стабільність дисперсії, що позитивно впливає на механічні характеристики готової деталі.

Функціоналізовані поліолефінові модифікатори удару

Щоб відповідати вимогам промисловості, полімери, такі як поліамід, поліестер, ПВХ або біопластик, потребують підвищеної ударостійкості.

Серед технологій ударної модифікації, доступних на ринку, полімерні ударні модифікатори, також відомі як функціоналізовані поліолефіни, пропонують повний спектр характеристик зміцнення - від загального призначення до суперзміцнення в різних полімерних системах.

Поліаміди (PA)
Широкий асортимент модифікаторів удару на основі функціоналізованих або нефункціоналізованих сополімерів або іономерів етилену дозволяє задовольнити унікальні потреби ваших компаундів PA 6, PA 6,6 або армованого скловолокном PA.

Найкращі в галузі показники ударостійкості:

• Надміцна ударостійкість
• Низькотемпературна в'язкість
• Проміжна в'язкість за зниженою вартістю

Додаткові переваги:

• Покращений потік для підвищення продуктивності
• Естетичні властивості (клас А, відмінна поверхнева обробка, чудова забарвленість)
• Відповідність вимогам FDA для прямого контакту з харчовими продуктами

Поліефіри (PBT, PET)
Полімерні модифікатори ударної в'язкості для інженерних полімерів або литих листів пропонують широкий діапазон рівнів продуктивності, що дозволяє створювати індивідуальні рішення, які відповідають вашим унікальним потребам.

• Інженерні полімери: Для застосувань з найвищими вимогами деякі полімерні модифікатори ударної в'язкості забезпечують надвисоку ударну в'язкість у первинних і армованих скловолокном сполуках. Однак при компаундуванні інженерних полімерів PBT завдання полягає в підвищенні ударної в'язкості при збереженні початкових властивостей.
  Серед широкого спектру пропозицій ці рішення для модифікації при ударі дають компаундерам новий цінний інструмент для адаптації властивостей PBT-смол до вимог електричних і електронних роз'ємів, а також широкого спектру інших промислових і споживчих товарів.
• Застосування литого листа: Підвищення продуктивності з одночасним досягненням необхідних властивостей ударної в'язкості є дуже складним завданням, коли мова йде про застосування литих листів на основі PETF.

Полівінілхлорид (PVC)
Залежно від кінцевого використання, різні типи PVC-смол потребують різних добавок для модифікації ударної в'язкості, щоб досягти потрібних експлуатаційних характеристик.

Поліпропілен (PP)
Поліпропілен - це напівкристалічний полімер, який має дуже привабливе співвідношення ціни та якості і легко піддається переробці. Однак для задоволення деяких потреб промисловості поліпропілен потребує підвищеної ударостійкості при температурі навколишнього середовища або низьких температурах.

Модифікатори ударної в'язкості покращують міцність поліпропілену за кімнатних або низьких температур. Широкий асортимент продуктів дозволяє запропонувати унікальне та індивідуальне рішення для кожної ситуації.

Додаткові переваги:

• Покращена дисперсність пігментів, скловолокна або мінеральних наповнювачів
• Покращена сумісність для поліпропіленових сплавів

Акрилонітрил бутадієн-стирол (ABS)
ABS-смоли за своїми характеристиками знаходяться на рівні між інженерними пластмасами, такими як полікарбонат, і товарними матеріалами, такими як полістирол. Вони широко використовуються в таких сферах, як корпуси комп'ютерів і принтерів, побутова електроніка, прилади, садова техніка, автомобільні деталі та іграшки.

Під час виробництва ABS-компаундів, як стандартних, так і перероблених або наповнених, можна зіткнутися з проблемою низької міцності.

Ударне модифікування є дуже складним завданням, для якого існує одне конкретне рішення залежно від температури, необхідної для досягнення загальних характеристик міцності.

Додаткові переваги:

• Висока сумісність
• Висока дисперсність (дозволяє вносити зміни в процесі переробки)

Компаунди полікарбонату (PC/ABS, PC/PBT)
Сучасні вимоги до полікарбонатів пов'язані з високою ударною в'язкістю при низьких температурах при збереженні хорошої технологічності, що дозволяє ефективно виробляти високоспецифічні деталі і профілі, наприклад, для автомобільної промисловості, методом лиття під тиском.

Залежно від полімеру, який використовується для змішування смоли на основі РС, і необхідного рівня в'язкості потрібна певна добавка.

Порівняно з альтернативними технологіями, додаткові переваги можна знайти в наступному:

• Краща перероблюваність компаунду завдяки зниженій в'язкості розплаву
• Краща стійкість до ультрафіолетового випромінювання та термостійкість
• Вище подовження
• Легше транспортування та переробка завдяки формі гранул, а не порошку

Модифікатори удару серцевина-оболонка

Ці матеріали зазвичай мають гумову серцевину з низьким ТГ, наприклад, бутилакрилат або бутадієн, з оболонкою з полі (метилметакрилату) РММА.

Однією з головних переваг методу модифікатора удару "ядро-оболонка" є те, що забезпечується заздалегідь визначений розмір частинок. Однак, щоб модифікатор удару був ефективним для зміцнення інженерних пластмас, він повинен бути належним чином диспергований у матричному полімері і з'єднаний з ним.

Таке з'єднання може бути результатом фізичної взаємодії матриці оболонки з матрицею або хімічної реакції. Найочевидніший шлях до цього - об'єднати реакційноздатні фрагменти в ланцюги оболонки під час виготовлення за допомогою емульсійної полімеризації. Ці реакційноздатні фрагменти згодом вступають у реакцію з матрицею під час переробки розплаву.

Модифікатори удару MBS в порівнянні з акриловими модифікаторами удару

• Модифікатори удару MBS "ядро-оболонка" призначені для забезпечення виняткового низькотемпературного удару в широкому спектрі інженерних пластмас, таких як полікарбонат, полікарбонатні сплави (PC/ABS, PC/PBT) і поліефіри.
• Модифікатор ударостійкості "ядро-оболонка" надає полікарбонату кращу ударну в'язкість при низьких температурах, забарвлення при литті та термічну стабільність, ніж будь-який інший акрил, доступний на ринку.

MBS модифікатори удару в полікарбонаті
Полікарбонат (PC) відомий своєю прозорістю, чудовою стійкістю до ударів і здатністю витримувати високі температури протягом усього терміну служби кінцевого виробу.

Однак низька хімічна стійкість PC (до бензину) є проблемою для застосування в автомобілебудуванні. Іншим обмеженням є лиття під тиском високов'язких марок, особливо коли потрібна висока ударостійкість.

Крім того, притаманні PC характеристики, такі як ударостійкість, також серйозно погіршуються, коли в суміші використовуються кольорові пігменти, наповнювачі або вогнезахисні добавки.

Перероблений PC є економічно вигідним рішенням для компаундерів. Однак етапи переробки знижують механічні характеристики PC, що робить необхідним використання модифікаторів удару в переробленому PC, щоб досягти бажаного рівня продуктивності.

Переваги модифікаторів удару MBS в полікарбонаті:

Модифікатори удару MBS в компаундах полікарбонату (PC/ABS, PC/PBT)
Щоб відповідати новим вимогам ринку, включаючи технічні характеристики, але також і вартість, компаундисти розробили полімерні суміші, які збалансовують чудові переваги полікарбонату з унікальними характеристиками співвідношення ціни та якості інших матриць, таких як ABS або поліефіри (PBT).

Ці суміші полімерів забезпечують високу продуктивність у порівнянні з традиційними PC. Ці суміші допомагають:

• Подолання поганих характеристик течії та крихкості - для покращення характеристик течії в непрозорих областях застосування високоміцного PC в матрицю PC можна додати гумову фазу, наприклад, акрилонітрил-бутадієн-стирол (ABS).
  PC/ABS - це найбільш швидкозростаючий на сьогоднішній день сплав PC, в якому ABS дозволяє збалансувати високу ударну в'язкість, чистоту поверхні та високу текучість для кращої обробки. Недоліком є те, що суміші PC/ABS часто не відповідають новим стандартам вогнестійкості.
  Найпоширенішими кінцевими споживачами PC/ABS є автомобільні деталі, корпуси офісного обладнання, комп'ютери та мобільні телефони.
• Подолання низької хімічної стійкості - відомо, що полікарбонат має дуже низьку хімічну стійкість, що є критично важливою характеристикою в автомобільній промисловості при контакті з маслом і бензином.
  Щоб подолати цю слабкість, полікарбонат і поліефіри, такі як PBT, змішують для отримання сплаву з високою хімічною стійкістю, що, на жаль, призводить до низьких ударних характеристик PBT.
  Але коли справа доходить до переробки, додавання наповнювачів, кольорових пігментів або антипіренів, всі ці суміші втрачають свої первинні критичні показники міцності.

Переваги модифікаторів удару MBS в компаундах полікарбонату:

Модифікатори удару MBS в поліефірах
Поліефіри, такі як полібутилентерефталат (PBT) і поліетилентерефталат (PET), є напівкристалічними полімерами, що демонструють дуже привабливі характеристики, такі як висока термостійкість і хімічна стійкість. З іншого боку, поліефіри демонструють низьку стійкість до низькотемпературного удару, тому необхідні модифікатори удару.

Поліефіри часто використовуються в автомобілебудуванні, наприклад, для виготовлення корпусів приводів електричних склопідйомників і світлопровідних корпусів. Вони також використовуються для багатьох побутових приладів, електротехніки та медицини.

Переваги модифікаторів удару MBS в поліефірах:

Термопластичні еластомери (TPE) як модифікатори впливу

Термопластичний еластомер зазвичай визначається як полімер, який може перероблятися як термопластичний матеріал, але також має властивості звичайного термореактивного каучуку.

Деякі з загальних класів комерційних TPE включають в себе:

• Стирольні блок-сополімери
• Термопластичні поліуретани
• Термопластичні сополімери
• Термопластичні поліаміди

Для того, щоб бути класифікованим як термопластичний еластомер, матеріал повинен мати характеристики, перелічені нижче.

• Здатність розтягуватися до помірних подовжень, а після зняття напруги повертатися до форми, близької до початкової
• Перероблюваність як розплав при підвищених температурах
• Відсутність значної повзучості

TPE – Переваги та недоліки:

TPE часто використовуються, коли звичайні еластомерні матеріали не можуть забезпечити ряд фізичних властивостей, необхідних для виробу. Таким чином, їх застосування залежить від кінцевого використання, і конкретні TPE використовуються в залежності від кінцевої потреби.

Це ще один приклад вимоги досягнення відповідного балансу модуля пружності та ударних властивостей при ударній модифікації інженерних пластмас. Ця особливість є актуальною і важливою для всіх описаних підходів.

Сипучі еластомерні суміші як модифікатори удару

Підхід до використання об'ємних еластомерних сполук як модифікаторів удару відрізняється від використання матеріалів типу "ядро-оболонка", оскільки розмір дисперсної гумової фази залежить від умов переробки, які використовуються. Це дозволяє контролювати розмір частинок у кінцевому продукті, модифікованому під час удару.

Недоліки використання еластомерів як модифікаторів удару
Одним з найбільших недоліків цього підходу є те, що зниження жорсткості, яке спостерігається при додаванні еластомеру, зазвичай є більшим, ніж при використанні модифікаторів типу "ядро-оболонка". Це означає, що якщо збереження жорсткості, яку забезпечує інженерний пластик, є критично важливим для застосування, концентрація еластомеру повинна бути відповідним чином відрегульована. Приклад - модифікація PBT за допомогою еластомерної суміші.

У цьому випадку умови переробки сумішей PBT/еластомеру впливають на розмір частинок еластомеру і, отже, на ударну модифікацію, яка досягається. Крім того, відносна в'язкість компонентів впливає на морфологію кінцевої суміші. Оскільки в'язкість розплаву безпосередньо пов'язана з молекулярною масою полімерів, з цього випливає, що молекулярна маса є важливим фактором у визначенні спостережуваних ударних модифікацій.

По матеріалам SpecialChem

■

Нейлон був першою з "чудодійних" ниток, виготовлених повністю з хімічних інгредієнтів у процесі полімеризації. Полімерна крихта нейлону 66 може бути екструдована у волокнисті нитки або сформована в різноманітні готові інженерні конструкції. Волокна витягуються, або розтягуються, в процесі, який збільшує їх довжину і переорієнтовує молекули матеріалу паралельно одна одній для отримання міцної, еластичної нитки. Термопластичність нейлону дозволяє здійснювати постійне обтискання або текстурування волокон і забезпечує об'ємні та розтяжні властивості.

Перевага дизайну нейлонового волокна

У 1939 році поява нейлону в прозорих панчохах зробила революцію на ринку жіночих панчішно-шкарпеткових виробів. Шовк і бавовна були швидко витіснені цим довговічнішим і простішим у догляді матеріалом. Незабаром нейлон знайшов своє застосування і в інших сферах. У парашутах і рибальських волосінях нейлон став волого- і пліснявостійкою заміною шовку. У бронежилетах нейлон забезпечив недосяжну раніше міцність і довговічність для захисту від осколків снарядів. А коли нейлон використовували для армування авіаційних шин, він дозволяв важким бомбардувальникам безпечно приземлятися на імпровізованих злітно-посадкових смугах. Сьогодні виробниками пропонується широкий асортимент полімерів нейлон-66 для використання в промисловості, текстильній промисловості, виробництві меблів та підлогових покриттів.

Переваги нейлону 66

Нейлон 66 - це напівкристалічний, білосніжний інженерний термопластик, який є найміцнішим і найстійкішим до стирання неармованим аліфатичним нейлоном з кращою низькотемпературною в'язкістю, ніж нейлон 6 або ацеталь. Нейлон 66 у багатьох сферах застосування перевершує нейлон 6 завдяки своїй видатній стабільності розмірів, вищій температурі плавлення і компактнішій молекулярній структурі. Наприклад, нейлон 66 дає лише половину усадки нейлону 6 під дією пари. І, маючи менш відкриту структуру, волокно 66 має хорошу стійкість до відмивання барвників, стійкість до ультрафіолетового випромінювання і відмінні показники у високошвидкісних процесах прядіння. Типовими перевагами нейлону 66 перед нейлоном 6 є:

• Вища міцність на розрив
• Відмінна стійкість до стирання
• Більш висока температура плавлення

Нейлон 66 забезпечує високу міцність на розрив для:

• Відмінної продуктивності для застосування в шинах
• Високошвидкісної фрезерної обробки

Відмінна стійкість до стирання робить полімер нейлон 66 ідеальним для виробництва:

• Килимів
• Оббивок
• Конвеєрних стрічок

Гумова промисловість використовує перевагу високої температури плавлення нейлону 66 при високотемпературному затвердінні шин. Висока температура плавлення також призводить до того, що волокно має:

• Високу розтяжність і здатність до відновлення в текстурованій пряжі з фальшивим крученням (наприклад, панчішно-шкарпеткових виробах)
• Термічну стабільність при високотемпературному нанесенні покриттів

Використання нейлону 66 у виробництві волокон

Переробка нейлону зазвичай починається з кондиціонування отриманої крихти, зі збільшенням або без збільшення отриманої молекулярної маси. Потім стружку розплавляють, зазвичай у гвинтовому екструдері, і витягують у вигляді ниток. Потім нитки упаковуються в процесі, який може включати в себе витягування, ущільнення або розрізання на відрізки штапелю.

Властивості волокна нейлон 66

Фізичні властивості
Як і нейлон 6, різні типи волокон нейлону 66 мають різні фізичні властивості.

Термічні властивості
Через різну структуру, температура плавлення буде в діапазоні від 249°C до 260°C. Температура склування цього волокна знаходиться в діапазоні від 29°C до 42°C. Температура розм'якшення, тобто температура злипання, становить 230°C. Волокно знебарвлюється, якщо його витримати при 150°C протягом 5 годин. Температура теплового відхилення становить 70°C. Розкладання цього волокна починається при 350°C.

Хімічні властивості
Волокна з нейлону 66 більш стійкі до дії кислот або лугів у порівнянні з волокнами з нейлону 6 завдяки легким міжмолекулярним силам, присутнім в структурі. Волокно не піддається впливу більшості мінеральних кислот, за винятком гарячих мінеральних кислот. Волокно розчиняється з частковим розкладанням в концентрованих розчинах соляної, сірчаної та азотної кислот. Волокно розчинне в мурашиній кислоті. Аналогічним чином волокно піддається дії сильних лугів в екстремальних умовах, в інших випадках воно інертне до лугів. Волокно можна відбілити більшістю відбілювачів. Волокно здебільшого не розчиняється у всіх органічних розчинниках, за винятком деяких фенольних сполук.

Волокно має відмінну стійкість до біологічних атак. Тривалий вплив сонячного світла спричиняє деградацію волокна та втрату міцності.

Волокно можна фарбувати майже всіма типами барвників: прямими, кислотними, металокомплексними, хромовими, реакційноздатними, дисперсними та пігментами. Однак перевага надається лише кислотним та металокомплексним барвникам, оскільки вони мають вищу стійкість.

Типові фізико-хімічні властивості нейлону 66

Типи матеріалів з нейлону 66

• Нейлон 66/6
• Нейлон 66/6, 10% Армований скловолокном
• Нейлон 66/6, 20% Армований скловолокном
• Нейлон 66/6, 30% Армований скловолокном
• Нейлон 66/6, 40% Армований скловолокном
• Нейлон 66/6, Мінерально-наповнений
• Нейлон 66/6, 60% Армований скловолокном
• Нейлон 66/Нейлон 6 Суміш, наповнена скловолокном
• Нейлон 66, Неармований
• Нейлон 66, Ударостійкість
• Нейлон 66, Неармований, вогнестійкий
• Нейлон 66, Термостабілізований
• Нейлон 66, Екструдований
• Нейлон 66, Плівковий
• Нейлон 66, З ядрами
• Нейлон 66, Заповнений PTFE
• Нейлон 66, Заповнений MoS₂
• Нейлон 66, Наповнений скляним бісером
• Нейлон 66, 30% скло-наповнений, екструдований
• Нейлон 66, Мінерально-наповнений, NCG з волокнистим наповнювачем

Переваги нейлону 66 у конкретних галузях застосування волокон

Перероблений у волокнисту форму, полімер нейлон 66 має багато переваг для застосування в промисловості.

Панчішно-шкарпеткові вироби

• Відмінна високошвидкісна обробка
• Висока розтяжність і здатність до відновлення
• Висока довговічність і міцність

Ткацтво та в'язання основи

• Високий модуль пружності волокна
• мінімізує викривлення пряжі під час намотування, крутіння, в'язання та ткацтва,
• мінімізує барвник і патьоки під час фарбування
• Широке робоче вікно для нагріву, фарбування та обробки, що особливо важливо для комбінацій тканин зі спандексом
• Дуже хороша стійкість до фотодеградації
• Хороші світлостійкість та вологостійкість барвника

Шини та конвеєрні стрічки
Надміцні шини та ремені, армовані полімером нейлон 66, здатні витримувати високі температури та швидкі цикли затвердіння. Чудові експлуатаційні характеристики обумовлені високою міцністю та модулем пружності нейлону 66. Тканий і модифікований шинний корд з нейлону 66 забезпечує шинам літаків і позашляховиків тривалий термін служби і високу стійкість до втоми. Нейлон 66 має особливі переваги в промислових виробах завдяки таким властивостям поліаміду:

• Висока температура плавлення
• Чудова стабільність розмірів
• Знижена чутливість до вологи

Тканини з покриттям
Тканини з нейлону 66 витримують температуру покриття поліуретаном, ПВХ і гумою до 200°C і демонструють хорошу стабільність розмірів, що забезпечує цілісність покриття.

Килимові покриття
Наприкінці 1950-х років дві нові розробки відкрили нову еру в килимовій промисловості. По-перше, було розроблено обладнання для перетворення ворсової килимової пряжі на підкладку для виробництва ворсових килимових покриттів. У той же час компанія DuPont винайшла технологію надання об'ємності або "лофт" нейлону за допомогою рідинного процесу текстурування, який отримав назву Bulk Continuous Filament (BCF). Поєднання ниток нейлону 66, текстурованих за допомогою процесу BCF, надає килимам такі характеристики:

• Висока стійкість до стирання
• Висока стійкість до зминання паль і матування
• Легкість рівномірного фарбування
• Висока світлостійкість барвника
• Висока стійкість фарби до змочування/прання

Килими з нейлону зараз складають майже 70% на ринку, який колись був ексклюзивним володінням вовняної пряжі.

Меблі / Підлогові покриття
Нейлон 66 пропонує для меблевої промисловості / промисловості підлогових покриттів наступні переваги:

• Повна лінійка блиску (від 0,0 до 1,0% TiO₂)
• Продукти для безпосереднього використання та постполімеризації
• Продукти, призначені для додавання кольору під час переплавлення
• Повна лінійка полімерів з різними варіантами барвників для рецептур для укладання пряжі

Інші застосування
Застосування нейлону можна узагальнити наступним чином:

• Текстиль: Одяг, зубні щітки, корд для шин
• Автомобільна промисловість: Підшипники ковзання, дверні ручки, упори для дверей, подушок безпеки та вікон
• Меблі: Замки, вішалки, стільці тощо
• Упаковка: Плівковий лист
• Машинобудування: Приводні шестерні, підшипники, рифлені пластини для тюбінгів залізничних ліній

* * *

Доступні надміцні марки, ударна в'язкість і низька чутливість до надрізів роблять нейлон 66 одним з найкращих серед усіх інженерних термопластів.

Сфери застосування включають переважно інженерні компоненти. Широко використовується як мононитка, а також як волокно, що вирізняється своєю еластичністю і високою стійкістю до стирання, для виробництва одягу, килимів і промислових виробів.

■

Зокрема, вікна, зроблені з алюмінієвого профілю, що має високу теплопровідність, особливо схильні до втрат тепла – до 40% всіх тепловтрат будівлі. Для зниження теплопровідності віконних конструкцій необхідно ізолювати віконні рами і досягти теплового поділу їх внутрішніх і зовнішніх оболонок. Пластикові ізоляційні перетинки – теплові бар’єри – є оптимальним вирішенням цієї проблеми.

Ізоляційні перетинки відрізняються дуже низькою теплопровідністю, що забезпечує відмінну теплоізоляцію віконної рами і склопакета, сприяючи економії енергії та зниженню витрат на опалення і кондиціонування. Завдяки тепловим бар’єрам, відсутній холод в зоні вікна, запобігається утворення конденсату, поява цвілі, поліпшується клімат в приміщенні і оптимально розподіляється температура.

Останнім часом в якості ефективного матеріалу для виготовлення теплових бар’єрів все частіше застосовується поліамід, зокрема, поліамід 6.6, посилений скловолокном – PA66 + 30% FG.

Відмінні особливості PA66 + 30% FG:

• Термостійкість.
  Завдяки чудовій термостійкості, поліаміди можна використовувати в найважчих умовах, наприклад, в умовах високої температури і вологості. Профілі PA можуть різко зменшити теплове з’єднання, яке ізолює потік енергії від зовнішнього боку фасаду до внутрішньої частини.
• Висока механічна стабільність.
  Поліаміди мають значну жорсткість і високу механічну стабільність для довготривалого використання. Поліамід, армований скловолокном, ідеально підходить для виробництва конструкційних та армуючих профілів і є одним з кращих рішень для алюмінієвих систем. Поліамідні профілі захищають крихкі краї скляних панелей і одночасно утримують прокладки для забезпечення повітро- і водонепроникності конструкції.
• Додаткова звукоізоляція.
  Вставки з поліаміду також зменшують шум, який передається в будівлю зовні, завдяки розриву, який вони створюють всередині конструкції.
• Легкість і точність обробки.
  Нескладна обробка поліамідів є ще однією ключовою перевагою і ідеальним вибором цього матеріалу для виготовлення спеціальних екструзійних профілів.
• Доступність і можливість переробки.

Таким чином, ізоляційні деталі з PA66 + 30% FG є ідеальною альтернативою традиційним алюмінієвим скляним крайовим профілям.

■

У даній статті мова піде про використання композитів на основі склонаповнених поліамідів груп ПА6 і ПА66 в діапазоні (15-30-50)% складу скловолокна, з підвищеною стійкістю до горіння (клас V-0 відповідно до стандарту UL94).

Компанія DLG Tactical, маючи у своєму штаті висококваліфікованих дизайнерів і використовуючи повністю інтегроване виробництво, розробила і запустила в серію виготовлення запасних частин і аксесуарів для стрілецької зброї. Дані розробки, завдяки своїм оригінальним рішенням, сприяють більш ергономічному використання різних типів стрілецької зброї, надаючи можливість індивідуального застосування аксесуарів.

Розглянемо кілька розробок компанії на прикладі класичного АК-47.

Приклад

Особливістю даної розробки є регулювання приклада по довжині і висоті, що сприяє зручному утриманню зброї під час стрільби.

Особливістю даної розробки є регулювання приклада по довжині і висоті, що сприяє зручному утриманню зброї під час стрільби.

Пістолетне руків’я

Композитне ергономічне руків’я з вмістом гуми зручно лягає в руці стрілка, не викликаючи дискомфорту.

Композитне ергономічне руків’я з вмістом гуми зручно лягає в руці стрілка, не викликаючи дискомфорту.

Полімерні M-LOK накладки

Поліамідні накладки з планками Пікатінні слугують для забезпечення уніфікації кріплень оптичних і коліматорних прицілів, а також іншого допоміжного приладдя, в тому числі тактичних ліхтарів, лазерних цілевказників, сошок тощо.

Поліамідні накладки з планками Пікатінні слугують для забезпечення уніфікації кріплень оптичних і коліматорних прицілів, а також іншого допоміжного приладдя, в тому числі тактичних ліхтарів, лазерних цілевказників, сошок тощо.

Вертикальні руків’я

Швидкоз'ємні надлегкі ергономічні вертикальні руків’я забезпечують покращене тактичне позиціонування, при цьому додаючи мінімум ваги для стрілецької зброї.

Вертикальне руків’я з висувним упором призначене для зручності ведення вогню як з позицій «стоячи», «з коліна», так і з позиції «лежачи».

Вертикальне руків’я з висувним упором призначене для зручності ведення вогню як з позицій «стоячи», «з коліна», так і з позиції «лежачи».

Більш детальну інформацію про асортимент продукції, що випускається компанією DLG Tactical, можна знайти на сайті виробника.

■

Наразі в автомобілі є близько 30 000 деталей, з яких 1/3 виготовлені з пластика. Загалом для виготовлення автомобіля використовується близько 39 різних типів основних пластиків і полімерів. Більше 70% пластику, який використовується в автомобілях, походить з чотирьох полімерів: поліпропілену, поліуретану, поліамідів та ПВХ.

Вплив електромобілів на споживання полімерів

Поява та швидке зростання дорожніх транспортних засобів з електричним двигуном стали ключовим питанням для розгляду при оцінці автомобільної перспективи та для попиту на полімери.

Незважаючи на тенденцію зростання електромобілів (ЕМ), автомобілі, що працюють на двигунах внутрішнього згоряння (ДВЗ), залишаться значною частиною парку автомобілів, а полімерні інновації зумовлені підвищенням економічності палива.

Дизайн транспортного засобу EМ кардинально не відрізняється від традиційного автомобіля ДВЗ, головна відмінність полягає у дизайні та використанні матеріалів під капотом. Однак електромобілі не матимуть паливної системи, насоса, резервуарів, з'єднувальних кабелів тощо. По мірі зростання проникнення електромобілів на ринок очікується, що споживання полікарбонату (ПК) зростатиме швидше, оскільки ПК буде використовуватися в датчиках і в світлодіодах в машині. Застосування полімерних компонентів в трансмісії двигуна стане все більш поширеним, оскільки виробники прагнуть скоротити витрати і вагу.

Зміни в попиті на полімери

Зростання споживання пластиків, таких як поліпропілен (ПП) та поліуретан (ПУ), в останні роки частково компенсується зменшенням споживання інженерних пластиків, причому ПП і ПУ становлять близько 50% загального споживання пластику в транспортних засобах. Очікується, що споживання інженерних пластиків зменшиться через меншу потребу в цих пластмасах при застосуванні під капотом електромобілів, оскільки високотемпературний опір інженерних полімерів не потрібно в тій же мірі, як у двигунах внутрішнього згоряння. Натомість поліаміди будуть використовуватися в електромобілях для акумуляторних кронштейнів та корпусів.

Попит на поліпропілен буде продовжувати зростати, оскільки він знаходить нові застосування в інтер’єрі та екстер’єрі автомобілів, а також під капотом замінює деякі металеві деталі. Крім того, зростання також буде спричинено збільшенням виробництва електромобілів, для чого потрібні більш легкі деталі, які допоможуть компенсувати вагу важких батарей. Споживання поліетилену також залишається на колишньому рівні, оскільки газові балони з поліетилену високої щільності вже проникли на ринок бензобаків, витіснивши сталь у розвинених країнах. Однак електромобілі можуть використовувати більше ПЕ в деталях двигуна, оскільки високі температурні показники інженерних полімерів не потрібні в двигунах з електричним акумулятором.

Очікується, що споживання АБС зменшиться, оскільки полістирол та ПП композити з покращеними властивостями продовжують замінювати АБС в декоративних частинах інтер'єру, в якому традиційно домінував АБС, особливо в США, завдяки блиску матеріалу. Висока ціна ABС також сприяє заміні на більш дешевий поліпропілен. У деяких автомобілях високого класу споживання ABС в салоні буде збільшуватись, так як споживачі вимагають більш високої якості. Однак загальне споживання, особливо в Північній Америці та Західній Європі, буде врівноважуватись зменшенням розміру певних модулів, таких як передня решітка, що, у свою чергу зменшить споживання ABС. Зростання полікарбонату буде спричинено новим застосуванням автомобільних датчиків (лінз) в автономних транспортних засобах, що підтримується постійною потребою в електрифікації та освітленні в традиційних автомобілях.

Наслідки для виробників полімерів

В цілому, очікується, що споживання полімерів у автомобільній галузі продовжить зростати. Темпи зростання залежатимуть від типу пластику, застосування в автомобілях, заміни сополімерів, а також зусиль з переробки в різних регіонах. Очікується, що темпи зростання пластмас, таких як ПП, ПА, ПК та ПЕ, збільшуватимуться із впровадженням електромобілів, тоді як споживання інженерних пластиків, як очікується, сповільниться.

Автор: Пані Пріянка Хемка, посилання на повний текст.

■

Існує ряд двозначних термінів, що використовуються для опису пластмас, що включають вогнезахисні системи, всі з яких мають однакове призначення: вогнестійкі, стійкі до загоряння та самозагасні матеріали. Навіть із застосуванням антипірену жоден пластик не може бути повністю вогнестійким. Вогнезахисні системи призначені для пом'якшення, але не для усунення можливого спалаху.

Вогнезахисні суміші знижують небезпеку займання

• Підвищення опору займанню пластмас
• Зменшення швидкості розповсюдження полум'я
• Зменшення тепловиділення
• Зменшення димоутворення

Чинники успішного вибору матеріалу

• Відповідність вимогам із займистості
• Можливість використання в середовищі з температурним та хімічним впливом
• Наявність смол із відповідними фізичними властивостями за доступною ціною

Чому антипірени?

Вогнезахисні системи призначені для затримки займання та розповсюдження вогню як способу збільшення часу евакуації.

Як горить пластик

Під впливом тепла або полум'я термопласти піддаються піролізу, що призводить до розкладання смоли з виділенням газів, які є джерелом палива для поширення горіння.

Як діють антипірени

	Механізм інгібування парової фази Під час горіння антипіренові добавки вступають у реакцію з палаючим полімером у паровій фазі, порушуючи утворення вільних радикалів на молекулярному рівні, тим самим зупиняючи процес горіння. Цей механізм зазвичай використовують із галогенованими системами вогнестійкості.
	Механізм твердофазного обвуглювання Обвуглюючі добавки, що уповільнюють горіння, вступають у реакцію з утворенням вуглецевого шару на поверхні матеріалу. Цей шар ізолює полімер, уповільнюючи піроліз, і створює бар'єр, що перешкоджає виділенню додаткових газів, які інакше могли б сприяти горінню. Цей метод зазвичай застосовується у негалогенных системах, що використовують фосфор та азотні сполуки.
	Механізм загартування та охолодження Гідратовані мінерали складають клас безгалогенних вогнестійких систем, які зазвичай використовуються для екструзії, таких як проводи та кабелі. Ці системи використовують ендотермічну реакцію у присутності вогню для вивільнення молекул води, які охолоджують полімер та уповільнюють процес горіння.

Світові стандарти займистості

UL94

Стандарт UL94, популяризований лабораторією Underwriters Laboratories (UL) як елемент отримання списку UL для кінцевих пристроїв, класифікує пластмаси за рівнем горіння матеріалів різної товщини у різних орієнтаціях.

Наприклад, для досягнення мінімального стандарту UL94 HB горизонтальний зразок товщиною менше ніж 3 мм повинен горіти зі швидкістю менше ніж 76 мм/хв.

У більш типових класифікаціях V-0, V-1 і V-2 використовуються зразки різної товщини, що є елементом класифікації. Вони вимагають щоб вертикальний зразок перестав горіти протягом 10-30 секунд. Також відстежується вплив частинок, які крапають.

Розжарений дріт

У Європі займистість пластмас часто вимірюється за допомогою випробування розжареним дротом відповідно до IEC 60695-2-10 за методами індексу займистості розжареним дротом (GWFI) або температури запалення розжареним дротом (GWIT). Щоб пройти випробування розжареним дротом, зразок повинен або не мати полум'я, або світитися більше 5 секунд, поки розжарений дріт застосовується для GWIT, або мати полум'я або світіння, які гаснуть протягом 30 секунд після видалення розжареного дроту для GWFI.

Поширення тепла, диму та полум'я

Багато інших стандартів можна віднести до факторів, орієнтованих на безпеку замкнутого простору та збільшення часу евакуації у разі пожежі. Будівельна, транспортна та інші галузі прийняли різні стандарти випробувань, які вирішують ці проблеми, зокрема:

• Аерокосмічна промисловість: FAR 25.853
• Громадський транспорт: ASTM E162/662 (49 CFR 238)
• Будівництво: ASTM E84/1354, UL2043
• Вантажно-розвантажувальне обладнання: UL2335/FM4996

Асортимент продукції компанії Politem включає спеціалізовані термопласти (компаунди), які можуть зменшити нагрівання, дим та розповсюдження полум'я, щоб відповідати вимогам цих галузей.

■

Невелика вага нейлонової нитки PA6 CF робить її ідеальною для високотехнологічних галузей, таких як аерокосмічна та автомобільна промисловість, де зменшення ваги має вирішальне значення для підвищення ефективності та продуктивності. У цих областях ударостійкість і стабільність матеріалу є важливими для забезпечення безпеки та довговічності компонентів. Його універсальність також робить його придатним для широкого спектру інших застосувань, включаючи медичні пристрої та промислові вироби, де його унікальні властивості можна використовувати для покращення функціональності та ефективності.

Більша гнучкість, ніж PA12 CF: Нейлон PA6 CF відрізняється чудовою гнучкістю порівняно з PA12 CF. Це призводить до більшого подовження при розриві, що робить матеріал більш придатним для застосувань, які вимагають не тільки міцності, але й певної еластичності. Ця гнучкість особливо корисна в компонентах, які повинні поглинати удари або навантаження, не руйнуючись, наприклад, у деяких конструктивних частинах в аерокосмічній або автомобільній промисловості.

Легкість: поєднання нейлону та вуглецевого волокна створює неймовірно легкий матеріал. Ця легкість має вирішальне значення в таких галузях як авіакосмічна та автомобільна промисловість, де зменшення ваги може означати підвищення ефективності палива та покращення загальної продуктивності. Крім того, зменшення ваги може призвести до більшої маневреності та кращої керованості в різних інженерних контекстах.

Відмінна хімічна стійкість: Поліамід PA6 CF відомий своєю відмінною стійкістю до широкого спектру хімічних речовин. Це робить його ідеальним для використання в агресивних промислових середовищах, де матеріали можуть піддаватися впливу розчинників, масел та інших хімікатів. Це також вигідно у виробництві медичних пристроїв, де стійкість до стерилізаторів та інших хімікатів є важливою.

Стабільність розмірів: ще однією важливою перевагою PA6 CF є стабільність розмірів. Навіть під впливом напруги або тепла матеріал зберігає свою форму та розмір. Ця властивість має вирішальне значення в застосуваннях, де точність розмірів є критичною, наприклад, у прецизійних механічних компонентах або електронних пристроях.

Переваги

• Більш гнучкий, ніж PA12 CF
• Більше подовження при розриві
• Легкість
• Відмінна хімічна стійкість
• Стабільність розмірів

Недоліки

• Важко фарбувати
• Шари можуть бути видимими

Основні характеристики

• Процес 3D друку: FDM
• Допуск: < 100 мм ± 0,60 мм; > 100 мм ± 0,75%
• Максимальний розмір: 250 х 250 х 250 мм
• Термін виконання: < 3 днів

Властивості матеріалу

• Навантаження на розрив: 63 МПа
• Модуль пружності: 2367 МПа
• Подовження при розриві: 8%
• Модуль пружності при згині: 5224 МПа
• Температура теплового відхилення 0.45 МПа: 179°C
• Ударостійкість по Ізоду: 12 кДж/м²

Застосування Нейлону PA6 CF

Аерокосмічна промисловість: в аерокосмічній промисловості Нейлон PA6 CF використовується для виготовлення компонентів, які поєднують легку вагу та високу міцність. Це стосується не лише структурних частин літака, але й внутрішніх компонентів, таких як облицювальні панелі та кріплення для бортової електроніки. Його стійкість до втоми та високих температур робить його ідеальним для екстремальних умов, характерних для цього сектора.

Автомобілебудування: в автомобільній промисловості Поліамід PA6 CF знаходить застосування у виробництві деталей транспортних засобів, де зниження ваги має вирішальне значення для підвищення ефективності палива та загальної продуктивності. Це включає такі компоненти, як кріплення двигуна, компоненти шасі, внутрішні та зовнішні панелі та навіть аеродинамічні деталі, такі як спойлери та дифузори.

Медичні пристрої: у сфері медичних пристроїв Нейлон PA6 CF використовується для створення хірургічних інструментів, компонентів діагностичного обладнання та протезів. Його поєднання низького тертя та хімічної стійкості гарантує, що пристрої безпечні, довговічні та легко стерилізуються.

Промислові та споживчі товари: PA6 CF широко використовується в різноманітних промислових і споживчих товарах, таких як спортивне обладнання (наприклад, рами для велосипедів, тенісні ракетки), ручні інструменти та компоненти машин. Його міцність і довговічність роблять його придатним для предметів, які піддаються регулярним механічним навантаженням.

Економічна альтернатива металам: Нейлон PA6 CF пропонує легку, але міцну альтернативу традиційним металам, таким як алюміній і сталь, у багатьох інженерних застосуваннях. Цей матеріал знаходить застосування в таких сферах, як робототехніка та машинобудування, де зменшення ваги може підвищити ефективність і знизити експлуатаційні витрати.

Нейлон PA6 CF виступає як композитний матеріал чудової якості, який виділяється своєю здатністю забезпечувати оптимальний баланс між легкою вагою, міцністю та високою продуктивністю навіть у складних умовах навколишнього середовища. Його універсальність робить його надзвичайно придатним для широкого спектру промислових і технологічних застосувань. Від аерокосмічного виробництва, де міцність і легкість є найважливішими, до автомобільної промисловості, де потрібні матеріали, здатні протистояти механічним навантаженням і впливам навколишнього середовища, PA6 CF зарекомендував себе як ідеальний вибір.

Незважаючи на деякі обмеження, такі як труднощі з фарбуванням і видимістю шарів у процесах 3D-друку, Поліамід PA6 CF продовжує залишатися чудовим вибором у багатьох сферах. Ці виклики часто долаються завдяки інноваціям у процесах обробки та технології друку, що дозволяє виробникам повною мірою використовувати його унікальні властивості.

Крім того, посилення уваги до більш стійких і високоефективних матеріалів спонукає галузь до впровадження таких рішень, як нитка PA6 CF, що здатна замінювати важчі та менш екологічні матеріали.

Таким чином, Нейлон PA6 CF являє собою значний крок вперед у галузі композитних матеріалів, пропонуючи нові можливості в дизайні та виробництві в різних секторах. Завдяки унікальному поєднанню легкості, міцності та стабільності, він добре позиціонується для задоволення потреб ринку.

■