PA66-ի ջերմային առավելությունները կապված են նրա մոլեկուլների դասավորության հետ: Արտադրության ընթացքում, երբ հեքսամեթիլենդիամինը միանում է ադիպինաթթվին՝ երկուսն էլ վեց ածխածնային միավորներ լինելով, ձևավորվում է գրեթե կատարյալ սիմետրիկ պոլիմերային շղթա: Նման կանոնավոր դասավորությունը թույլ է տալիս ամրացնել ջրածնային կապերը ամիդային խմբերի միջև մոլեկուլում՝ համեմատած PA6-ի հետ: Դա հենց այն տարբերությունն է, որը նշանակում է ջերմության դիմացման տարբերություն: PA66-ի հալման ջերմաստիճանը շուրջ 260 աստիճան Ցելսիուս է, որը մոտ 40 աստիճանով ավելի բարձր է, քան PA6-ինը, որը սկսում է հալվել 220°C-ում: Լաբորատոր փորձարկումներն էլ այս փաստը հաստատում են՝ ցույց տալով, որ այս կանոնավոր կառույցը իրականում դանդաղեցնում է մոլեկուլների շարժը ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում, ուստի նյութը լավ պահպանում է իր կառուցվածքը՝ նույնիսկ բարձր ջերմային լարվածության դեպքում:
PA66-ը հասնում է 50–60% բյուրեղայնության՝ գրեթե կրկնակի, քան PA6-ի սովորական 20–30%-ը, ինչը պայմանավորված է ավելի խիտ մոլեկուլային փաթաթմամբ: Նրա գերազանց ջերմային կայունության հիմքում ընկած են երեք փոխկապված գործոն.
Ըստ Պոլիմերների գիտության գրադարան (2023), PA66-ը պահպանում է իր սենյակային ջերմաստիճանի ձգման ամրության 85%-ը 180°C-ում՝ 30 միավորով ավելի բարձր, քան PA6-ը: Բյուրեղայնությամբ պայմանավորված այս պահպանումն անհրաժեշտ է ջերմային արգելակների համար, որոնք ենթարկվում են երկարատև տաքացման:
PA66-ի հալման կետը 260-ից 265 աստիճան Ցելսիուս է, որը նրան տալիս է մեծ առավելություն PA6-ի նկատմամբ, որը հալվում է մոտ 220-ից 225 աստիճանում: Այս 40 աստիճանի տարբերությունը շատ կարևոր է, երբ նյութերը ենթարկվում են ջերմության: PA66-ը պահպանում է իր ձևն ու ամրությունը՝ նույնիսկ այն տաք գոտիների մոտ, ինչպիսիք են շարժիչի այրման խցերն ու արտանետման կոլեկտորները, որտեղ ջերմաստիճանները հաճախ անցնում են 200 աստիճանը: Երբ այդքան տաք է լինում, PA6-ը շատ արագ կորցնում է իր կոշտությունը, ինչի արդյունքում մասերը ավելի հավանական է, որ դեֆորմվեն, քան PA66-ի մասերը: Փորձարկումները ցույց են տալիս, որ այդ պայմաններում PA6-ի դեֆորմացիայի վտանգը կարող է 70% աճել: Ինչո՞ւ է PA66-ը ավելի լավ աշխատում բարձր ջերմաստիճաններում: Դրա մոլեկուլային կառուցվածքը ներառում է սիմետրիկ ամիդ խմբեր, որոնք առաջացնում են ավելի ուժեղ ջրածնային կապեր՝ սահմանափակելով պոլիմերային շղթաների շարժը: Սա օգնում է պահպանել մասերի միջև ճիշտ լարվածությունը և պահպանում է նաև էլեկտրական հատկությունները: Ինժեներները, ովքեր աշխատում են ավտոմոբիլային կամ արդյունաբերական համակարգերի վրա, պետք է լուրջ դիտարկեն այս տարբերությունները, քանի որ անսպասելի խափանումները կանխարգելելը՝ ջերմային վթարների պատճառով, անհրաժեշտ է անվտանգության և հուսալիության համար շատ կիրառություններում:
Ջերմային դեֆորմացիայի ջերմաստիճանը (HDT) չափում է շահագործման ընթացքում բեռի կրող ունակությունը՝ հանդիսանալով ջերմային արգելքի հուսալիության հիմնարար ցուցանիշ: PA66-ը պահպանում է HDT 200–220°C 1.82 MPa-ի դեպքում, 20–30°C-ով ավելի բարձր, քան PA6-ը: Այս առավելությունը ուղղակիորեն արտացոլվում է պահանջկոտ պայմաններում երկարաժամկետ մեխանիկական պահպանման մեջ.
| Բանաձև | PA66 աշխատանքային ցուցանիշներ | PA6 աշխատանքային ցուցանիշներ | Կատարման տարբերություն |
|---|---|---|---|
| Ամրության պահպանում 150°C-ի դեպքում | 80%՝ 1,000 ժամ անց | <60%՝ 1,000 ժամ անց | >20% |
| Ճկուն դեֆորմացիայի դիմադրություն (150°C) | 0.5% դեֆորմացիա 20 MPa-ի դեպքում | 1.8% դեֆորմացիա 20 MPa-ի դեպքում | 72% իջեցում |
| Երկարանգության կայունություն | ±0,3% փոփոխություն ցիկլավորման հետևանքով | ±0,9% փոփոխություն | 67% բարելավում |
PA66-ի բյուրեղային կառուցվածքը սահմանափակում է շղթայի շարժը՝ պահպանելով բեռնակրության կատարումը ջերմային ցատկերի ընթացքում, որը հատկապես կարևոր է ավտոմեքենաների շարժիչի ծածկի տակի մասերի համար, որոնք ենթարկվում են 5000 ժամից ավել կուտակված ջերմության ազդեցությանը:
Երբ արտադրողները PA66-ին ավելացնում են մոտ 30% ապակու մանրաթել, ստանում են շատ ավելի լավ ջերմային արգելակման նյութ: Մանրաթելերը ստեղծում են ներքին կմախք, որը կրճատում է նյութի ընդլայնումը տաքացման ժամանակ՝ երբեմն հասնելով սովորական PA66-ի համեմատ 60%-ի: Սա նշանակում է, որ մասերը պահպանում են իրենց չափազանցությունները, նույնիսկ երբ ջերմաստիճանները շատ են փոփոխվում: Մեկ այլ առավելություն է այն, որ այդ մանրաթելերը օգնում են մեխանիկական լարվածությունը տարածել, այնպես որ ավելի քիչ է հավանականությունը, որ ձևախեղություն կամ փոքր ճեղքեր առաջանան այն արագ ջերմաստիճանային փոփոխությունների ընթացքում, որոնք տեղի են ունենում շատ արդյունաբերական պայմաններում: Սակայն իրականում կարևորը ջերմային դեֆորմացիայի ջերմաստիճանի բարելավումն է: Ապակուց ամրացված PA66-ն կարող է դիմանալ մոտ 70 աստիճան Ցելսիուսով ավելի բարձր ջերմաստիճանի՝ չձևախեղվելով, ինչը հնարավորություն է տալիս բաղադրիչներին աշխատել ստանդարտ PA66-ի հալման կետին ավելի մոտ՝ առանց ձախողվելու: Եվ քանի որ այս կոմպոզիտը դիմադրում է ձգվելուն բեռի տակ, այն պահպանում է իր ձևն ու ամրությունը 180°C-ում՝ հազարավոր աշխատանքային ժամերի ընթացքում: Դա այն դարձնում է իդեալական կիրառությունների համար, որտեղ չափազանցությունների կայունությունը ժամանակի ընթացքում ջերմային կառավարման համակարգերում կրիտիկական նշանակություն ունի:
Ավտոմեքենայի խցիկի տակ ծայրահեղ պայմանները PA66-GF30 նյութի համար գերազանց փորձարկման հնարավորություն են տալիս: Տուրբոավելացուցիչի ջերմային պաշտպանիչ ծածկերը և շարժիչի ծածկերը հեշտությամբ դիմանում են 220 աստիճան Ցելսիուսից բարձր ջերմաստիճանների, պաշտպանելով շրջակա մասերը: Էլեկտրական ավտոմեքենաների դեպքում PA66-GF30-ից պատրաստված մատույցները ջերմության հաղորդումը նվազեցնում են մոտ 40 տոկոսով՝ համեմատած շուկայում առկա այլ նյութերի հետ: Իրական պայմաններում կատարված փորձարկումները ցույց են տվել, որ այս մասերը համարյա 150,000 մղոն անցնելուն համարժեք տաքացման և սառեցման հազարավոր ցիկլների ընթացքում պահպանում են իրենց կառուցվածքային ամրությունը: Մեկ այլ կարևոր առավելություն նրա խոնավությունը դիմադրելու հիանալի ունակությունն է: Որոշ այլընտրանքներից տարբերակ ունենալով՝ PA66-GF30-ը չի կլանում ջրի գոլորշի, ինչը ժամանակի ընթացքում կարող է առաջացնել ընդարձակման խնդիրներ և վատթարացնել մեկուսացման հատկությունները: Բոլոր եղանակային պայմաններում տարիներ շարունակ օգտագործման արդյունքում արտադրողները PA66-GF30-ն օգտագործում են որպես հիմնական նյութ՝ արդյունավետ ջերմային արգելապատնեշներ ստեղծելու համար:
PA66-ը PA6-ից (Պոլիմերների քայքայման ուսումնասիրություն, 2023) մոտ կես անգամ պակաս խոնավություն է կլանում, ինչը դարձնում է այն շատ ավելի լավ՝ ջերմային ցիկլավորման կիրառությունների համար։ Նայլոնի երկու տեսակն էլ կլանում են ջուր, սակայն PA6-ը դա անում է այնքան բարձր մակարդակով, որ փոփոխվող խոնավության դեպքում ակնհայտ կերպով փոփոխում է ծավալը՝ ընդլայնվելով և կծկվելով։ Ինչ է տեղի ունենում հետո՞։ Երբ այս նյութերը մի քանի անգամ մատուցվում են տաքացման և սառեցման ցիկլերին, այդ ընդլայնումները ստեղծում են ներքին լարվածության կետեր, որոնք ավելի շուտ բերում են մանր ճեղքերի առաջացմանը։ PA66-ի դեպքում բաները այլ կերպ են ընթանում՝ իր խիտ մոլեկուլների հետևանքով և դրանց միջև առաջացած ավելի ուժեղ ջրածնային կապերի շնորհիվ։ Այս հատկանիշները շատ ավելի լավ են պաշտպանում նյութը խոնավությունից, այնպես որ նրա չափսերը մնում են կայուն, նույնիսկ երբ ջերմաստիճանները կտրուկ փոփոխվում են։ Փաստացի փորձարկումներն էլ այս եզրակացությունը բավականին համոզիչ են ապացուցում։ 150 աստիճան Ցելսիուսով 1000 ջերմային ցիկլներից հետո PA66-ը դեռ պահպանում է իր սկզբնական ձգման ամրության մոտ 80%-ը, մինչդեռ PA6-ը ընկնում է մինչև ընդամենը 65%։ Այդ տարբերությունը շատ մեծ նշանակություն ունի այն մասերի համար, որոնք օգտագործվում են այն միջավայրերում, որտեղ ջերմաստիճանի տատանումները մշտական են։ PA66-ի կառուցվածքում առկա խոնավության դիմադրությունը տվյալ տեխնիկական մասերի նախագծող ինժեներներին հնարավորություն է տալիս հանգիստ լինել՝ իրենց արտադրանքի վստահելով, որ այն չի ձախողվի վաղաժամկետ՝ դեմքին հանդիպելով այս տարածված շրջակա միջավայրի մարտահրավերներին:
Հիմնական տարբերությունները գտնվում են նրանց մոլեկուլային կառուցվածքում, բյուրեղայնության և ջրածնային կապերի խտության մեջ: PA66-ը ավելի բարձր ջերմային դիմադրություն է ապահովում՝ շնորհիվ իր սիմետրիկ մոլեկուլային շղթայի, ավելի բարձր հալման կետի, մեծ բյուրեղայնության և ավելի ուժեղ ջրածնային կապերի՝ համեմատած PA6-ի հետ:
PA66-ին ապակու թելեր ավելացնելով բարելավվում է նրա չափային կայունությունը և ջերմային լարվածության դիմադրությունը: Ապակու թելերը ստեղծում են կառուցվածքային շրջանակ, որն սահմանափակում է ջերմության տակ ձգվելը և բարելավում է մեխանիկական լարվածության բաշխումը՝ թույլ տալով պահպանել իր ամբողջականությունը ծայրահեղ պայմաններում:
PA66-ը ավելի խոնավադիմացկայուն է, քան PA6-ը՝ ավելի քիչ ջուր կլանելով և հետևաբար պահպանելով ձևի կայունությունը փոփոխվող խոնավության պայմաններում։ Սա նվազեցնում է ներքին լարվածությունը և կրկնվող ջերմային ցիկլներից հնարավոր վնասը՝ դարձնելով այն ավելի լավ ընտրություն փոփոխվող շրջակա միջավայրային պայմաններ ներառող կիրառությունների համար։
Խիստ նորություններ