PA66-ის თერმული უპირატესობები დამოკიდებულია მისი მოლეკულების ორგანიზების გზაზე. წარმოების დროს, როდესაც ჰექსამეთილენდიამინი ადიპინის მჟავას ერწყმის, რომლებიც ორივე შედგება ექვსი ნახშირბადის მონაკვეთისგან, ისინი ქმნიან პოლიმერულ ბერკეტს, რომელიც თითქმის სრულიად სიმეტრიულია. ასეთი წესიერი განლაგება უზრუნველყოფს ძლიერ წყალბადურ ბმებს ამიდურ ჯგუფებს შორის მოლეკულაში, შედარებით იმასთან, რასაც PA6-ში ვხედავთ. ეს კი ყველაზე მნიშვნელოვან განსხვავებას წარმოადგენს სითბოს მიმართ მდგრადობის თვალსაზრისით. PA66-ის დნობის ტემპერატურა დაახლოებით 260 °C-ია, რაც 40 გრადუსით მეტია, ვიდრე PA6-ის დნობის ტემპერატურა, რომელიც 220 °C-ზე იწყება. ლაბორატორიული გამოცდებიც ამას ადასტურებს, რომ ეს წესიერი სტრუქტურა ნამდვილად აبطივებს მოლეკულურ მოძრაობას ტემპერატურის მომატების დროს, ამიტომ მასალა უკეთ ინარჩუნებს თავის მთლიანობას, მიუხედავად მნიშვნელოვანი თერმული დატვირთვისა.
PA66 აღწევს 50–60% კრისტალურობას — თითქმის ორჯერ მეტი, ვიდრე PA6-ის ტიპიური 20–30% — უფრო მჭიდროდ შეკვრილი მოლეკულური სტრუქტურის გამო. მისი უმჯობესი თერმული სტაბილურობის სამი ურთიერთდაკავშირებული ფაქტორია:
Თანახმად Პოლიმერული მეცნიერების ჟურნალი (2023), PA66 შეინახავს მისი ოთახის ტემპერატურის დროს მიღებული თანგენციური სიმტკიცის 85%-ს 180°C-ზე — 30 პროცენტული წერტილით მეტი, ვიდრე PA6. ეს კრისტალურობაზე დამოკიდებული შენახვა აუცილებელია თერმული ბარიერებისთვის, რომლებიც გრძელვადიან თებობას განიცდიან.
PA66-ს დნობის წერტილი მდებარეობს 260-დან 265 გრადუს ცელსიუსამდე, რაც მნიშვნელოვნად აღემატება PA6-ს დნობის წერტილს, რომელიც დაახლოებით 220-დან 225 გრადუს ცელსიუსამდე მერყეობს. 40 გრადუსიან სხვაობას მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა აქვს, როდესაც მასალები თბოს გავლენას განიცდიან. PA66 ინარჩუნებს ფორმას და მის მდგრადობას კიდევ მაშინაც კი, როდესაც ის თბილ ზონებთან ახლოს იმყოფება, მაგალითად, ძრავის წვის კამერებთან ან გამოდინრების კოლექტორებთან, სადაც ტემპერატურა ხშირად აჭარბებს 200 გრადუს ცელსიუსს. ასეთ მაღალ ტემპერატურაზე PA6 სწრაფად კარგავს მის მყარობას, რაც ნაკეთობების დეფორმაციის მეტ ალბათობას უზრუნველყოფს შედარებით PA66-ის კომპონენტებთან. გამოკვლევები აჩვენებს, რომ ამ პირობებში PA6-ის დეფორმაციის რისკი შეიძლება 70%-ით გაიზარდოს. რა განსაზღვრავს PA66-ის უმჯობეს მუშაობას მაღალ ტემპერატურაზე? მისი მოლეკულური სტრუქტურა შეიცავს სიმეტრიულ ამიდ ჯგუფებს, რომლებიც უზრუნველყოფს ძლიერ წყალბადურ ბმებს და შეზღუდავს პოლიმერულ ჯაჭვების მოძრაობას. ეს ხელს უწყობს ნაკეთობებს შორის საჭირო შეზღუდვების შენარჩუნებას და ასევე ელექტრული თვისებების შენარჩუნებას. ინჟინრებმა, რომლებიც მუშაობენ ავტომობილებზე ან სამრეწველო სისტემებზე, სერიოზულად უნდა განიხილონ ეს განსხვავებები, რადგან გადახურებით გამოწვეული გაუთვალისწინებელი დაზიანების თავიდან აცილება უმნიშვნელოვანესია უსაფრთხოებისა და სიმდგრარობისთვის მრავალი პრაქტიკული გამოყენების შემთხვევაში.
Სითბოსგან დეფორმაციის ტემპერატურა (HDT) ზომავს თბოგამძლეობას დატვირთვის პირობებში — ეს თბოგამძლე ბარიერის საიმედოობის მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია. PA66-ს HDT შეადგენს 200–220°C-ს 1,82 MPa-ის დროს, რაც 20–30°C-ით აღემატება PA6-ს. ეს უპირატესობა პირდაპირ გამოიხატება მექანიკური მაჩვენებლების გრძელვადიან შენარჩუნებაში მკაცრ პირობებში:
| Თვისება | PA66 სიმძლავრე | PA6 სიმძლავრე | Შესრულების სიხშირე |
|---|---|---|---|
| Სიმძლავრის შენარჩუნება 150°C-ზე | 80% 1 000 საათის შემდეგ | <60% 1 000 საათის შემდეგ | >20% |
| Წვეტის წინააღმდეგობა (150°C) | 0,5% დეფორმაცია 20 MPa-ის დროს | 1,8% დეფორმაცია 20 MPa-ის დროს | 72%-იანი შემცირებით |
| Განზომილების გამართლება | ±0.3% ცვლილება ციკლირების შემდეგ | ±0.9% ცვლილება | 67%-იანი გაუმჯობესება |
PA66-ის კრისტალური სტრუქტურა შეზღუდავს ჯაჭვის მობილობას და უზრუნველყოფს მატარებლის მუშაობის სტაბილურობას თერმული პიკების დროს — განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ავტომობილის მოტორის გარემოში, სადაც სამუშაო კომპონენტები ხანგრძლივად, 5,000 საათზე მეტი ხნის განმავლობაში განიცდიან თერმულ ზეწოლას.
Როდესაც მწარმოებლები PA66-ს დაახლოებით 30% გამძლე ბოჭკოს უმატებენ, მათ გაცილებით უკეთესი თერმული ბარიერის მასალა ექმნებათ. ბოჭკოები შექმნიან სახეობის შიდა სკელეტს, რომელიც ამცირებს მასალის გაფართოებას გათბობისას, ზოგჯერ 60%-ით მეტად ჩვეულებრივი PA66-თან შედარებით. ეს ნიშნავს, რომ ნაწილები მნიშვნელოვანი ტემპერატურის ცვალებადობის დროს კიდევ უფრო ზუსტად ინარჩუნებენ თავის გეომეტრიულ ზომებს. მეორე უპირატესობა ისაა, რომ ეს ბოჭკოები ხელს უწყობენ მექანიკური დატვირთვის გადანაწილებას, ამიტომ დეფორმაციის ან მცირე ზედაპირული გატეხილობის წარმოქმნის შანსი შემცირდება იმ სწრაფი ტემპერატურის ცვლილებების დროს, რომლებიც ბევრ სამრეწველო გარემოში ხშირად ხდება. თუმცა რა რეალურად მნიშვნელოვანია, ეს არის სითბოს დეფლექციის ტემპერატურის გაუმჯობესება. გამძლე ბოჭკოებით არმატურებული PA66 შეუძლია დაახლოებით 70 °C-ით მაღალი ტემპერატურის გამოყენება დეფორმაციის გარეშე, რაც კომპონენტებს საშუალებას აძლევს მუშაობისას უფრო ახლოს იყოს სტანდარტული PA66-ის ლღობის წერტილთან, გაფუჭების გარეშე. და იმიტომ, რომ ეს კომპოზიტი წინააღმდეგდება დატვირთვის ქვეშ სივრცის დაკარგვას, ის ინარჩუნებს ფორმას და სიმტკიცეს 180°C-ზე literally ათასობით სამუშაო საათის განმავლობაში. ეს კი მას სრულიად შესაფერისს ხდის იმ გამოყენებებისთვის, სადაც გეომეტრიული სტაბილურობა დროთა განმავლობაში თერმული მართვის სისტემებში აბსოლუტურად გადამწყვეტია.
Მანქანის კაპოტის ქვეშ მკაცრი პირობები უმჯობეს გამოცდის საველის წარმოადგენს PA66-GF30 მასალისთვის. ნაწილები, როგორიცაა ტურბოჩარჯერის თბოიზოლაციური ეკრანები და ძრავის საფარები, ხშირად გამძლეობენ 220 გრადუს ცელსიუსზე მეტ ტემპერატურას და ამავე დროს აცალკევებენ მომიჯნავე კომპონენტებს. ელექტრომობილების შემთხვევაში, PA66-GF30-დან დამზადებული აკუმულატორის საყრდენები თბოგადაცემას სუსტი ელექტრონიკისკენ ამცირებს მარკეტზე არსებული სხვა მასალების შედარებით დაახლოებით 40%-ით. რეალური გამოცდები აჩვენებს, რომ ეს კომპონენტები ათასობით გათბობის და გაცივების ციკლის შემდეგაც კი შენარჩუნებენ სტრუქტურულ მდგრადობას — რაც დაახლოებით შეესაბამება 150,000 მილის გადაადგილებას. მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის მისი მაღალი წყლის მიმართ მდგრადობა. ზოგიერთი ალტერნატივისგან განსხვავებით, PA66-GF30 არ შთანთქავს წყლის ორთქლს, რაც დროთა განმავლობაში შეიძლება გამოიწვიოს გაფართოების პრობლემები და დაზიანდეს იზოლაციის თვისებები. ყველა სახის ამინდის პირობებში წლების განმავლობაში გამოყენების შემდეგ, მწარმოებლებმა PA66-GF30 მიიღეს როგორც საყრდენი მასალა ეფექტური თბოიზოლაციური ბარიერების შესაქმნელად.
Იმის გამო, რომ PA66 ითვისებს ნესტიანობას დაახლოებით ნახევარი იმდენად, რამდენადაც PA6 (პოლიმერული დეგრადაციის შესწავლა, 2023), ეს მას განსაკუთრებით უკეთესს ხდის თერმული ციკლირების გამოყენებისთვის. ორივე ნაილონის ტიპი შთანთქავს წყალს, მაგრამ PA6 ამას იმდენად მაღალ დონეზე აკეთებს, რომ სიტენიანობის ცვლილებისას ხდება მისი შეშუპება და შეკუმშვა. რა ხდება შემდეგ? როდესაც ეს მასალები მრავალჯერ გადიან გათბობის და გაცივების ციკლებზე, ყველა ეს გაფართოება ქმნის შიდა დატვირთულ წერტილებს, რაც უფრო სწრაფად იწვევს მცირე ზედაპირული ზედაპირის წარმოქმნას, ვიდრე გვსურდა. PA66-სთვის კი სიტუაცია განსხვავებულია მისი მოლეკულების მკვეთრად შეკვრილობის და მათ შორის უფრო ძლიერი ჰიდროგენული ბმების გამო. ეს თვისებები ბევრად უკეთესად აფართოებს წყალს, ამიტომ განზომილებები მდგრადი რჩება, მიუხედავად იმისა, რომ ტემპერატურა მკვეთრად ცვლილდება. ამას საკმაოდ დამაჯერებლად ადასტურებს რეალური გამოცდებიც. 150 გრადუს ცელსიუსზე 1000 თერმული ციკლის გადატარების შემდეგ PA66 კვლავ შეინახავს თავდაპირველი ჭაღარის დაძაბულობის დაახლოებით 80%-ს, ხოლო PA6 კი მხოლოდ 65%-მდე ეცემა. ასეთი განსხვავება მნიშვნელოვან როლს ასახავს იმ კომპონენტებისთვის, რომლებიც გამოიყენებიან იმ გარემოში, სადაც ტემპერატურის ცვლილებები მუდმივად არის მოცემული. PA66-ის სტრუქტურაში ჩაშენებული ნესტიანობის წინააღმდეგობა იძლევა საიმედოობას ინჟინრებისთვის, რადგან ისინი იციან, რომ მათი პროდუქები არ გაფუჭდება ადრე აღნიშნული გარემოს გამო.
Ძირეული განსხვავება მდგომარეობს მათ მოლეკულურ სტრუქტურაში, კრისტალურობაში და წყალბადური ბმის სიხშირეში. PA66 ავლენს უმჯობეს თერმულ წინააღმდეგობას მისი სიმეტრიული მოლეკულური ფენის, უფრო მაღალი დნობის ტემპერატურის, გაზრდილი კრისტალურობის და უფრო ძლიერი წყალბადური ბმების გამო, შედარებით PA6-თან.
PA66-ის არმირება მინის ბოჭკოებით აუმჯობესებს მის განზომილებით სტაბილურობას და თერმული დატვირთვის წინააღმდეგობას. მინის ბოჭკოები ქმნიან სტრუქტურულ ჩარჩოს, რომელიც შეზღუდავს გაფართოებას სითბოს ზემოქმედებით და აუმჯობესებს მექანიკური დატვირთვის განაწილებას, რაც შეუძლებლობას აძლევს მას შეინარჩუნოს მთლიანობა სასტიკ პირობებში.
PA66 უფრო მედიდრეა ტენის მიმართ, ვიდრე PA6, ნაკლებ წყალს შთანთავსებს და ამგვარად ინარჩუნებს განზომილებით სტაბილურობას სხვადასხვა ტენიანობის პირობებში. ეს მინიმუმამდე ამცირებს შიდა დაძაბულობას და თერმული ციკლების გამეორების შედეგად მომდევნო ზიანს, რაც უკეთეს არჩევანად აქცევს მის გამოყენებას გარემოს პირობების ცვალებადობის შემთხვევაში.
Გამარჯვებული ახალიები