Тепловое расширение
Тепловое расширение полиамида зависит от степени кристалличности и стабильности кристаллической структуры. Когда кристаллическая структура особенно стабильна, как, например, в ПА 66, то тепловое расширение уменьшается по сравнению с наблюдаемым, например, в случае ПА 610, в котором устойчивость структуры ниже. Увеличение алкильной части в макромолекуле полиамида уменьшает межмолекулярное взаимодействие и, следовательно, увеличивает термический коэффициент расширения. Для аморфной составляющей полиамидов характерны более высокие значения термического коэффициента
расширения по сравнению с кристаллическими областями.
Введение инертных наполнителей в полиамиды понижает термический коэффициент расширения. Например, коэффициент линейного расширения ненапол-ненного ПА 66 равен 9-Ю-5 град-1, а при введении в этот полимер мелко раздробленного графита коэффициент понижается до 7,6-10~5 град-1. Волокнистые наполнители оказывают аналогичное влияние. Кроме того, они могут вызывать дополнительные эффекты вследствие ориентации волокна.
Тепловое расширение стеклонаполненных полиамидов в направлении ориентации волокна меньше, чем расширение образцов, в которых преимущественная ориентация наполнителя отсутствует. Этот фактор необходимо принимать во внимание при расчетах работоспособности стеклонаполненных полиамидов.
Тепловое расширение полиамидов может изменяться при введении в их состав небольших количеств некоторых неорганических соединений. Например, добавление к ПА 66 около 2% дисульфида молибдена приводит к понижению коэффициента линейного расширения на 40%. Это объясняется увеличением упорядоченности структуры полимера под влиянием добавки.
Теплопроводность и теплоемкость
Природа и структура полимера оказывают небольшое влияние на теплопроводность ненаполненных полиамидов. Влияние температуры на теплопроводность также невелико. Например, теплопроводность ПА 6 уменьшается всего на 16% при возрастании температуры с 20 до 100 °С. Как и следовало ожидать, кристаллические и ориентированные области полиамидов имеют более низкую теплопроводность по сравнению с аморфным полимером того же состава.
Приведенные величины никак не отражают роли таких факторов, как внутренние напряжения, содержание остаточной влаги и мономера, которые измеряют теплопроводность полиамидов. Эти факторы также влияют на тепловое расширение полиамидов. Поэтому при эксплуатации изделий из полиамидов следует, по мере возможности, учитывать условия их производства и применения. Например, необходимо учитывать, что коэффициент теплопроводности полимера зависит от ориентации по отношению к направлению течения расплава при формовании. Наполнители изменяют теплопроводность полиамидов. В общем случае роль наполнителей может быть оценена, исходя из их собственной теплопроводности.
Значения теплоемкости промышленных полиамидов находятся в интервале 0,4—0,58 ккал/(г-°С).Для наполненных полиамидов эти значения изменяются незначительно.
Теплостойкость
Сохранение механических свойств изделий из пластмасс при повышении температуры весьма желательно и большинство полиамидов в значительной степени обладают этим свойством. Эту характеристику материала называют теплостойкостью. Измерения теплостойкости производят различными методами, детально описанными в известных стандартах, например ASTM D 648, DIN 53458, VDE 0302/III.
Результаты, полученные при использовании этих методов, необходимы для выбора материала при его применении в изделиях, различного назначения. Из упомянутых трех стандартизованных методов предпочтительным является ASTM D 648, поскольку рекомендуемые нагрузки в этом случае наиболее близки к практически применяемым. Поэтому значения, полученные по методу ASTM D 648, наиболее надежны. Теплостойкость наполненных полиамидов, определенная по этому методу, свидетельствует о повышении жесткости полиамидов при введении в них наполнителя. Ниже показано, как влияет природа полиамида и введение наполнителя на теплостойкость.
При введении в ПА 6 или 66 стеклянного волокна теплостойкость значительно увеличивается. Поэтому наполнение стеклянным волокном рекомендуется для изделий, работающих при повышенных температурах, если при этом необходимо сохранение их твердости.
|
