Изменение размеров изделий при поглощении влаги
Изменение размеров полиамидных деталей имеет чрезвычайно большое значение при их эксплуатации. Увеличение массы ПА 6 и 66 на 1% вследствие поглощения влаги вызывает увеличение их объема на 0,93%. При равномерном расширении это соответствует увеличению линейных размеров на 0,3%. В готовых изделиях, как правило, отсутствует равномерное распределение влаги по объему. В большинстве случаев внутренние части деталей содержат меньше влаги, а по мере приближения к поверхности концентрация влаги увеличивается.
 Влияние такой неравномерности на изменение размеров деталей требует отдельного рассмотрения для каждого конкретного случая. Например, во втулках подшипников, если они тонкостенные, при поглощении влаги увеличивается и внешний, и внутренний диаметр. В то же время при свободном доступе влаги как к внешней, так и к внутренней поверхности толстостенных втулок первоначально происходит увеличение внешнего диаметра и уменьшение внутреннего. Когда влага равномерно распределится по объему втулки, то увеличивается и внутренний диаметр. При ограничении доступа влаги к наружной поверхности, как, например, в закрытых узлах трения, значительное уменьшение внутреннего диаметра может привести к заклиниванию вала, так как сорбция влаги происходит только по внутренней поверхности втулки.
При поглощении каждого процента воды происходит увеличение размера на 0,15%
Дополнительные наблюдения показали, что при увеличении кристалличности полимера он меньше набухает в воде. Поэтому в общем случае из-за различий в кристалличности и неоднородности распределения влаги по объему детали, невозможно точно предсказать изменение размеров изделий из полиамидов при их выдержке в среде с определенной влажностью.
Дополнительным фактором, обусловливающим неопределенность процесса изменения размеров при сорбции влаги, являются остаточные напряжения в деталях, полученных литьем или экструзией. Вследствие существования этих напряжений увеличение размеров деталей из полиамидов, в особенности вдоль направления течения при формовании, оказывается несколько меньше ожидаемого. Этот факт обусловлен тем, что снятие остаточных напряжений, которое становится возможным при поглощении полиамидом воды, приводит к некоторой усадке образца.
Детали из полиамидов могут подвергаться предварительному отжигу в тех случаях, когда температура эксплуатации не превышает температуры отжига.
Поскольку сорбция влаги зависит от многих факторов, которые не всегда возможно точно определить, необходимо в каждом конкретном случае экспериментально определять изменение размеров детали при ее выдержке во влажной атмосфере. При эксплуатации изделий, следует учитывать, что изменение размеров детали иногда может быть в большей степени обусловлено изменением температуры, чем сорбцией влаги.
Во всяком случае, оба эти фактора играют определенную роль в процессе изменения геометрических размеров изделий из полиамидов.
Полиамиды, характеризующиеся малым соотношением СН2 : CONH, такие как ПА 6 или 66, могут сорбировать более 9% воды, в результате чего значительно изменяются их механические свойства. Содержание влаги в полиамидах не всегда достигает равновесного значения, и в деталях может существовать градиент концентрации по объему, что также приводит к изменению свойств изделий. Поэтому полиамидные детали рекомендуется выдерживать в среде с определенной влажностью до достижения равновесного влагосодержания. Однако поскольку сорбция и десорбция влаги в полиамидах являются обратимыми процессами, свойства изделий из полиамидов могут претерпевать нежелательные изменения, если не контролируются параметры окружающей атмосферы. Влага обычно действует на полиамиды как пластификатор, повышая подвижность макромолекул. Следовательно, при наличии влаги разрывное удлинение полиамидов возрастает, а модуль упругости снижается.
|
