Полиамид наполнитель: что за материал, достоинства и недостатки, свойства и области применения

Содержание

что за материал, достоинства и недостатки, свойства и области применения

Полиамид – это ненатуральный синтетический материал, который только в 60-ых годах стал выделяться как отдельный вид ткани. Тогда же его начали производить в промышленных масштабах. Полиамид также добавляют в другие виды тканей, что придаёт им большую прочность, лёгкость и эффектность. Используют этот материал в широких объёмах для пошива одежды.

Кроме того, полиамид применяют для изготовления лесок и снастей для рыболовов, разных канатов, фильтров, так как нить из него прочная и тонкая.

Полиамид: описание материала

В состав этой ткани входят синтетические волокна. Они получаются путём переработки нефти, природного угля и газа (органическое сырьё). Полиамид обычно имеет шероховатую поверхность, но в настоящее время уже производят гладкую и блестящую ткань.

Стоимость полиамида зависит от вида синтетических волокон, применения и характеристики.

Технология изготовления материи делится на три этапа:

  • синтез полимера;
  • формование сырья;
  • текстильная обработка.

Достоинства полиамида:

  1. Основной плюс — это высокая прочность материала. Нить из полиамида лишь в два раза толще волоса человека, однако эта нить способна выдерживать груз 1,5 килограмма.
  2. Качественно изготовленная ткань не протирается и хорошо переносит изгибы.
  3. Ткань из полиамида хорошо красится, поэтому можно получить любую цветовую гамму.
  4. Хорошая эластичность, одежда из данного материала приятная на ощупь и эффектно выглядит на человеке.
  5. Очень лёгок, так как удельный вес волокон низкий.
  6. Материя из полиамида плохо пропускает влагу и быстро высыхает, в три раза быстрей одежды из хлопка (хорошо подходит для верхней одежды).
  7. Ткань выглядит очень красиво, никогда не выцветет, не потеряет форму, хорошо отражает свет и не мнётся.
  8. Неплохо пропускает воздух.
  9. Полиамид на 100 % устойчив к воздействию термоокислителей.
  10. Такая ткань не поддаётся грибку и поэтому не гниёт.
  11. Высокий уровень пожаробезопасности: этот материал не горит, а плавится при высокой температуре.
  12. Уход за такой тканью простой, ее легко стирать и она не садится.

Недостатки:

  1. Повышенная электризация. Причина в низкой гигроскопичности, так как полиамид содержит мало влаги, то нечем гасить статическое электричество, которое там образуется.
  2. Большая теплопроводность. Ткань совсем не удерживает тепло, но этот момент может быть и достоинством в жаркую погоду.
  3. Восприимчивость к жирному загрязнению: образовавшиеся жирные пятна быстро впитываются вглубь ткани и потом их сложно выводить.
  4. Низкая термоустойчивость, если на полиамид воздействует температура выше 40 градусов, он твердеет и ломается.
плед из велсофта

Виды полиамидной ткани

Полиамид – это ткань синтетическая, её используют для пошива всевозможной одежды. Материал классифицируется по его составу и характеристикам. Существуют следующие виды:

  • нейлон;
  • таслан;
  • джордан;
  • велсофт;
  • эластан;
  • фильтрованная ткань.

Нейлон

Данная полиамидная ткань один из самых популярных и самых старых синтетических материалов. Нейлон практически перевернул модный мир. Из него изготавливают женские колготки, нижнее бельё, кофточки, частенько его добавляют в состав свитеров, носков и других трикотажных изделий. Главные характеристики нейлона – это лёгкость, быстрота высыхания, красота внешнего вида. Отрицательное качество нейлона в том, что это синтетика и может быть аллергия. Кроме того, в мокром виде он растягивается.

Уход за нейлоновыми вещами прост, можно даже стирать в машинке, только не в горячей воде и при глажке тоже тёплым утюгом. Но нейлон вообще-то гладить не нужно.

Нейлоновые волокна добавляют в хлопковые или атласные ткани, что придаёт изделиям лёгкость, упругость и делает продукцию менее дорогой. Флор — одна из таких тканей.

Таслан

Этот материал в основном используют для производства повседневной одежды для взрослых. В отличие от нейлона, он не так легок, но зато прочен и хорошо дышит. Воздухопроницаемость осуществляется за счёт пористой внутренней поверхности ткани.

Джордан

Широкое применение данная ткань нашла в производстве взрослой и детской верхней одежды. Основной положительной чертой является то, что ткань хорошо отталкивает воду и отлично дышит. Ткань джордан мягонькая, гладкая и переливается.

Из данной материи шьют плащи, куртки, пальто, ветровки, комбинезоны.

Велсофт

Распространённая разновидность полиамида. Ткань прочная, ворсистая, не вышаркивается, тёплая, но дышащая. Выглядит как толстый материал с ворсом, без образования катышков. Стирать изделия можно часто, форму они не теряют. Ткань не садится и не линяет, очень приятна к телу и смотрится красиво. Бывает набивной с рисунком или однотонной. Используется для пошива вещей для взрослых, детей и для домашнего текстиля:

  • полотенце;
  • одеяло;
  • покрывало;
  • штаны;
  • кофты;
  • комбинезоны.

Эластан

Используется как добавочный материал к другим волокнам. Основные свойства эластана:

  • если растянуть волокна, они увеличиваются в длине в 6-8 раз, а потом возвращаются в исходное положение;
  • на его состояние не влияет пот, солнечный свет, косметика, жирные пятна, соль морской воды.

Полиамидная фильтрованная ткань

Большую популярность нынче завоевали синтетические фильтрованные ткани. В отличие от натуральных волокон, их сложно разорвать, они устойчивы к химическим реагентам.

Главная функция фильтрованной полиамидной ткани в том, что она улавливает твёрдые частички газов и жидкостей. Данная материя как перегородка, где они оседают.


Применение

Полиамид из-за высоких характеристик широко используется в разных отраслях промышленности: пищевая, медицинская, металлургическая, фармацевтическая, горнодобывающая, нефтехимическая.

Фильтрованная ткань применяется при пошиве товаров народного потребления (спецодежды, курток, комбинезонов). Кроме того, широкой популярностью пользуется одежда из полиамида у туристов и рабочих всех отраслей (нефтяников, строителей). Также из этой ткани шьют сумки, кошельки, визитницы и даже обувь. Из волокон изготавливают ковры, шнурки, кружева.

Уход

Уход за изделиями из полиамида не сложный, но требует соблюдения некоторых правил, чтобы они дольше вас радовали.

  • При стирке не нужно пользоваться смягчающими средствами, это может привести к исчезновению такого свойства, как водоотталкивание.
  • Стирать нужно при невысоких температурах до 40 °С и в деликатном режиме.
  • Запрещено пользоваться центрифугой и сушильным устройством. Сушить ткань следует мокрую на верёвке или плечиках.
  • Если есть необходимость погладить, то при самой низкой температуре и без отпаривателя.

Основные производители

Сегодня основными фирмами по производству полиамида являются:

  • ООО «ДиЕв», работает с 1994 года. Но поначалу фирма занималась другим видом производства, позже стала изготавливать синтетические волокна.
  • ОАО «Черниговское химволокно», ведущее химическое производство Украины.
  • ООО «Кедрон Пермь», первая продукция была выпущена в 2000-ом году. На предприятие выпускается продукция на основе фторопласта и полиамида.
  • ООО «Сафинова» — находится на территории Украины, работает с 2009 года. Входит в состав французской фирмы SOFIMECA, специализация – выпуск синтетического волокна.
  • ООО «Гродно Химволокно» Белоруссия. Выпускает полиамидные волокна, нити, полимерные материалы из полиамида-6.
  • ОАО «Метафракс», российское химическое производство. Это крупнейший производитель метанола и его производных.

Если сделать вывод из вышесказанного, то следует отметить, что полиамид плотно вошёл в нашу жизнь. Так как продукция из полиамида выпускается практически на все случаи жизни, то можно без сомнения говорить, что у каждого из нас так или иначе присутствуют изделия из синтетических волокон. А одежды из полиамида такое разнообразие, что можно подобрать на свой вкус и цвет. И она вас будет долго радовать своей красотой, лёгкостью и согревать своей нежностью.


Чем отличается полиамид от полиэстера? Различия, что лучше

Полиамид и полиэстер – синтетические волокна, которые производятся из полимеров. Полимеры – это высокомолекулярные вещества, способные сильно меняться при добавлении небольшого количества реагентов. Различие полиамида и полиэстера в том, что они делаются из разных полимеров.

Полиэстер – из расплава полиэтилентерефталата, а полиамид – из пластмассы, получаемой путем переработки нефти, природного газа и угля. Существуют разновидности данных материалов. Наиболее известные полиамиды – это капрон, нейлон и перлон. Из полиэстера делают как тканые изделия, некоторые из них напоминают хлопковые, шелковые и шерстяные, так и нетканые – синтепон, флизелин, изософт и др.

В чем разница между материалами? Их отличия заключаются во внешнем виде, плотности, толщине и назначении ткани. Из полиамидных волокон делают колготки, ленты, рыболовные сети, веревки. Полиэстер активно используется для производства тканей. Добавление 30% этого синтетического материала значительно улучшают свойства натуральных волокон, делая их более износоустойчивыми. По внешнему виду они могут и не отличаться от натуральных.

Свойства обоих материалов

Данные ткани имеют похожие свойства. Они прочные и гибкие, хорошо сохраняют форму после нагревания, мало мнутся, устойчивы к воздействию света. Полиамид, отличающийся особой прочностью, по цене является более дорогим материалом. Он более чувствителен к нагреву, стирать изделия из него нужно при низких температурах, а гладить при минимальном температурном режиме утюга, без пара.

Использование полиамидных тканей


Чем отличается нейлон и капрон от полиэстера, так это сферой использования. Ткани из полиамида или с его добавлением стоят дороже, они более качественные и дольше выглядят как новые. Особенно они хороши для верхней одежды. Например, ветровка, сшитая из 100% нейлона, очень мягкая и легкая, но хорошо защищает от неблагоприятных погодных условий. Куртки, плащи, пальто и пуховики очень долговечны, прочны и устойчивы к влаге. Даже небольшой процент этого волокна значительно улучшает качество изделия.

Использование для одежды и текстильных изделий

Полиэстер – материал, из которого можно сделать множество тканей, отличающихся по фактуре, мягкости, гладкости и плотности. Подкладка, платье, нижнее бельё, куртка или шторы из полиэстера – все эти изделия могут быть очень качественными, несмотря на то, что сделаны из синтетики. Современные технологии позволяют сделать матовый материал или блестящий, рыхлый или более гладкий, так сплести волокна, что ткань будет иметь аналогичные воздухопроницаемые свойства, как у хлопка. Иногда невозможно сказать, что лучше – натуральные или ненатуральные ткани. Так они похожи по своему внешнему виду и по свойствам.

Таким образом, полиэстер и полиамид отличия имеют, но в то же время их свойства похожи. Для лучшего результата эти волокна смешивают, чтобы получить красивое изделие, отличающееся доступной ценой и хорошим качеством.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Полиамид наполнители — Справочник химика 21

    ПОРОШКОВЫЕ КРАСКИ, высокодисперсные композиции, применяемые для получения защитных, Д(-ко])атив ых и др. покрытий по металлу, бетону, стеклу, керамике и др. термостойким материалам. Осн. компоненты — пленкообразующие в-ва (эпоксидные или полиэфирные смолы, полиакрилаты, полиамиды, поливинилхлорид, пентаплаа, полиэтилен, поливинилбутираль, фторопласты и др.) и пигменты, напр, оксиды Сг, ре, Т , сажа содержат, крометого, пластификаторы, наполнители, отвердители, стабилизаторы, а также добавки, улучшающие сыпучесть краски н ее растекание по подложке. Изготовляют П, к. смешением сухих компонентов в мельницах (напр,, шаровых, коллоидных) или в турбосмесителях, а также смешением в расплаве в экструдерах или лопастных смесителях с послед, измельчением в дробилках. Размер частиц П. к. 10—300 мкм, толщина образуемых ими покрытий 50—400 мкм. 
[c.474]

    При сухом трении полиэтиленов и тефлона по стали были получены плавное скольжение и постоянные (сравнительно невысокие) значения коэффициента трения. Власовой и Носовой для повышения предельных нагрузок и уменьшения коэффициента трения полиамидов проводились работы по наполнению их антифрикционными добавками (графит, тальк, дисульфид молибдена). При этом было показано, что введение наполнителя в количестве 5—15 вес. % дает хорошие результаты. [c.364]

    Эпоксидная смола, полиамид, наполнитель [c.97]

    Для получения изделий с равномерной мелкокристаллической структурой в полимер вводят различные добавки и проводят термообработку изделия. Наполнители снижают усадку полиамидов. 

[c.139]

    В настоящее время почти во всех отраслях промышленности нашли применение наполненные полиамиды. Наполнитель обычно вводят в виде волокна в достаточно больших количествах, что позволяет улучшить механические свойства полимеров. Почти все наполненные материалы усиливают коротким стеклянным волокном. Его можно вводить в количестве, превышающем 40% от массы загрузки. Волокно в наполненной композиции гомогенно распределяется в полимерном связующем. Благодаря наличию усиливающего наполнителя, изделия из наполненных полимеров отличаются заметно повышенной прочностью при растяжении, жесткостью, высокой теплостойкостью при изгибе под нагрузкой по сравнению с изделиями из ненаполненных полимеров значительно улучшается также размерная стабильность изделий. [c.170]

    Алифатические и ароматические полиамиды. Введение в полиамиды наполнителей, которые могут взаимодействовать с концевыми функциональными группами полимерных молекул, должно существенно влиять на термостабильность композиций. Действительно, как показано в ряде работ [288-291], наполнение поликапроамида (ПКА) высокодисперсными металлами, графитом, стекловолокном и др. способствует повышению его термической и термоокислительной стабильности. В частности, введение в ПКА высокодисперсного свинца, полученного термическим разложением формиата свинца в среде полимера [42], приводит к ингибированию выделения СО в процессе термодеструкции наполненного ПКА (рис. 4.12) [290]. Выход СО2 инициируется наполнителем, и это влияние возрастает с увеличением концентрации металла в полимере (рис. 4.13). Вода в продуктах пиролиза не обнаружена. 

[c.161]

    ПРЕССПОРОШКЙ, порошкообразные или гранулир. реактопласты, перерабатываемые в изделия прессованием или литьем под давлением. Представляют собой частично отвержденную (предотвержденную) с.месь термореактивного связующего (30-60% здесь и далее от общей массы П.) и дисперсного наполнителя (40-70%). Могут содержать также смазку (до 1%), напр, олеиновую к-ту, стеарин, стеарат Са или 2п, краситель (до 1,5%) и др. добавки. В качестве связующих применяют чаще всего феноло-альдегидные смолы, а также мочевино- и. меламино-формальд., эпоксидные смолы и кремнийорг. олигомеры. В нек-рых случаях смолы смешивают друг с другом или с модифицирующим полимером, напр, с СК, полиамидами, ПВХ. Для отверждения связующего в его состав вводят отвердтели, а в целях ускорения или замедления отверждения соотв. ускорители или ингибиторы отверждения. Наполнителями служат древесная или кварцевая мука, каолин, тальк, коротковолокнистый асбест и др. минеральные или орг. порошки. [c.87]


    Недостатками полиамидов являются плохая теплопроводность, большой коэффициент теплового расширения, значительное водопоглощение и сравнительно небольшая твердость. В известной мере перечисленные недостатки полиамидов могут быть уменьшены введением в полиамиды наполнителей, например дисульфида молибдена, графита, талька. Это дает возможность увеличить объем использования полиамидов для изготовления разных машиностроительных деталей. [c.304]

    Придание необходимых свойств полиамидам достигается также введением различных наполнителей. Так, антифрикционные наполнители (графит, дисульфид молибдена) улучшают износостойкость и снижают коэффициент трения полиамидов. Волокнистые наполнители (стеклянное волокно п асбест) значительно улучшают физико-механические свойства и теплостойкость полиамидов, уменьшают усадку изделий. [c.84]

    Для изготовления клеев применяют как чистые полиэпоксиды, так и модифицированные различными типами полимеров или олигомеров полиамидами, феноло-формальдегидными, полисульфидными, кремний-органическими и другими полимерами. Применяются также минеральные наполнители (до 200%), повышающие теплостойкость клеев и снижающие их усадку. [c.76]

    Для повышения эксплуатационных свойств полиамидов в них е дят различные антифрикционные добавки графит, тальк, сульфат бар дисульфид молибдена. Наполнители вводят в процесс синтеза или пе работки. Исключительно важное значение имеет их дисперсность оп мальный размер частиц от 0,1 до 10 мкм .  [c.131]

    Введение инертных наполнителей в полиамиды понижает термический коэффициент расширения. Наиример, коэффициент линейного расширения ненаполненного ПА 66 равен 9-10 град-, а при введении в этот полимер мелко раздробленного графита коэффициент понижается до 7,6-10-5 град . Волокнистые наполнители оказывают аналогичное влияние. Кроме того, они могут вызывать дополнительные эффекты вследствие ориентации волокна. Влияние ориентации стеклянного волокна на коэффициент линейного расширения ПА 66 иллюстрируют приведенные ниже данные [52]  [c.153]

    РАБОТА 68. ПОЛУЧЕНИЕ СМЕШАННОГО ПОЛИАМИДА ИЗ СОЛИ СГ И е-КАПРОЛАКТАМА С НАПОЛНИТЕЛЯМИ [c.139]

    Вследствие высокой прочности и замечательных деформационных свойств полиамиды считают чрезвычайно удобной матрицей для армирования стеклянным волокном, введение которого приводит к значительному увеличению сопротивления полиамидов воздействию динамических нагрузок. Механизм разрушения стеклонаполненных пластмасс в результате их динамической усталости обсуждается в работе [28], где сделан вывод о том, что разрушение в значительной степени инициируется нарушением связи между полимером и наполнителем. Короткие волокна эффективнее, чем длинные, повышают сопротивляемость полиамидов воздействию динамических нагрузок. [c.118]

    Износостойкость полиамидов увеличивается при введении в них некоторых наполнителей. Наполнитель выполняет две основные функции — понижает трение [c.134]

    Известно, что наполнители, например графит или дисульфид молибдена, понижают износ высущенных полиамидов, но они могут оказывать противоположное действие на увлажненные материалы вследствие уменьшения стабильности адгезионной пленки. Такое положение может приводить к невоспроизводимости полученных в лабораторных условиях характеристик износа полиамидных деталей. [c.148]

    Будут продо)сжены работы по модификации полиамидов наполнителями, однако прогресс в этой области будет зависеть от успешного решения проблем, связанных с совместимостью наполнителя и основы, а также с адгезией и дисперсностью наполнителя. [c.20]

    Кле11кость может быть достигнута соответствующим подбором ингредиентов, входящих в композицию. В качестве отвердителя обычно используют высокомолекулярные вещества типа жирного полиамида, наполнитель также специально подбирается, хотя часто приготовление композиций, скажем, для приклеивания кафеля к стене, бывает затруднительно. [c.287]

    ПОЛИИМИДНЫЕ КЛЕИ, получают на основе полиамидо-кислот, а также смесей эфиров тетракарбоиовых к-т с диаминами. Могут содержать наполнители (алюминиевая пудра, асбест, стекловолокно) и термостабилизаторы (соед. Sb). Выпускают в виде вязких р-ров в полярных р-рителях (напр., в диметилацетамиде, ДМФА) или пленок, армированных стеклотканью, металлич. сетками и др. Жидкие клеи чувствительны к действию влаги и нагреванию ок. [c.460]

    Полиамиды и их композиции с наполнителями (дисульфид молибдена, графит) наносят на поверхности трения газопламенным или вихревым напылением. Твердая смазка используется для подшипников скольжения, работающих в слабокоррозионных средах при температурах до 200° С. [c.212]

    Применение минерального кварцевого наполнителя позволяет сохранить хорошую теплостойкость, присущую смоле, и повысить диэлектрические свойства изделия. Однако удельная ударная вязкость их составляет всего 2,5—3 кгсм/см . Для снижения этого недостатка феноло-формальдегидные смолы сплавляют с полиамидом, поливинилхлоридом или с синтетическими каучуками. Это дает возможность повысить удельную ударную вязкость изделий до 6—7 кгсм/см . [c.748]

    СЛОЙСТЫЕ ПЛАСТИКИ, композиц. материалы на основе полимерного связующего с послойным расположением армирующего наполнителя. Связующим служат синтетич. смолы (эпоксидные, полиэфирные, феноло-формальд. и др.), кремнийорг. полимеры, полиимиды, полиамиды, фторопласты, полисульфоны и др. В качестве наполнителей используют а) бумагу и картон из целлюлозных (см. Гетинакс), синтетич. (см. Органопластики), асбестовых (см. Асбо-пластики) и др. волокон б) ткани из хл.-бум., стеклянных, асбестовых (см. Текстолиты), углеродных (см. Углепластики), синтетич. и др. волокон в) однонаправленные ленты из стеклянных (см. Стеклопластики), углеродных, борных, орг. и др. волокон, шпон (см. Древесные слоистые пластики). [c.366]


    Некоторые пластические массы, например полиэтилен, полиамиды, полностью состоят из полимера, в других же содержание высокомолекулярных соединений не превышает 20—60%, а остальное составляют так называемые ачполнители (древесная мука, стеклянное волокно, асбест и др.). Назначение наполнителей—изменение свойств пластмасс в желаемом направлении—придаЕше им механической прочности, твердости г гнестойкости и проч. Введение наполнителей широко используется при изготовление пластических масс из феноло-формальдегидных, мочевино-формальдегидных, эпоксидных, и некоторых других полимеров. [c.117]

    Термопласты выпускаются, как правило, без наполнителя или с небольшим его содержанием. Высоконаиолненных термопластов применяется очень мало. Основные группы термопластов следующие полиамиды, материалы иа основе поливинилхлорида, полиэтилены, фторопласты, полистиролы, материалы на основе эфиров целлюлозы, органическое стекло и др. [c.273]

    В. пористых материалов зависит как от их природы, так и от величины пор и их распределения в объеме материала. В неорг. пористых материалах, химически инертных к воде, последняя прочно удерживается капиллярными силами в Порах размером от 0,1 до 200 мкм, поэтому наличие таких пор в наиб, степени влияет на В. При насыщении водой у таких материалов практически не меняются линейные размеры, но прочность снижается. В. полимерных материалов связана с наличием гидрофильных функц. групп в макромолекуле (напр., группа ОН в поливиниловом спирте, ONH-B белках и полиамидах), а также гидрофильных низкомол. компонентов-наполнителей (древесная мука, асбест и т.п.). Так, при контакте с водой поли-е-капроамид поглощает до 10-12% воды, полигексаметиленсебацииа-мид-до 3,0-3,5%, полидодеканамид-до 1.5-1,75%, поли-дскорость поглощения воды у первых трех выше. Поглощение воды алиф. полиамидами сопровождается увеличением линейных размеров и относит, удлинения, уменьшением прочности. Снижение прочностных св-в у неорг. материалов обусловлено хим. взаимод. с водой отдельных компонентов, входящих в их состав (напр., СаО н MgO в керамике), или действием воды как адсорбционно-активНой среды (увеличивает возможные трещины в материале). У термопластичных полимеров снижение прочности обусловлено изменением межмол. взаимод. или надмолекулярной структуры, а также гидролизом связей в макромолекулах. В. материалов на основе термореактивных смол зависит гл. обр. от типа наполнителя и его кол-ва, характера отвердителя и степени отверждения, В. резин-в осн. от способа и степени вулканизации, кол-ва и природы наполнителя. [c.406]

    Полиамидные клеи получают на основе полиамидов. Выпускают в виде жидкостей или твердых материалов (порошки, прутки, пленки и др.). Могут содержать р-рители (спирты, вода, фенолы, 25%-ный р-р СаС1з в метаноле), пластификаторы (глицерин, касторовое масло, этерифици-рованное этиленгликолем), наполнители (порошки оксидов металлов, волокна), а также др. полимеры (канифоль, модифицир. бутанолом феноло-формальд. смолу, полиизобутилен). Твердые полиамидные клеи-типичные клеи-расплавы. Интервал т-р текучести в зависимости от типа полиамида 150-275 °С. Обладают хорошей адгезией к разл. материалам, в отвержденном состоянии-высокой эластичностью, топливо-, масло- и плесенестойкостью, устойчивостью к р-рам солей работоспособны от —60 до 60-80 °С. Применяют в машино- и приборостроении для соединения металлов между собой, а также с неметаллами, в произ-ве бумажной и картонной упаковки, изделий ширпотреба из кожи и тканей, для переплета книг, альбомов и др. полиграфич. изделий. [c.408]

    СГЕаСЛОПЛАСТИКИ, полимерные материалы, армированные стеклянными волокнами. Связующее (матрица) в С.-гл. обр. термореактивные синтетич. смолы (фенольные, эпоксидные, полиэфирные, полинмидные, фурановые и др.) и термопласты (полиамиды, поликарбонаты, полипропилен, полистирол, полиэтилен, потаацетали и т.п.), а также эластомеры, неорг. полимеры. Наполнители-стеклянные мононити, комплексные нити, жгуты (ровинги), ткани, ленты, короткие волокна. [c.426]

    МЕТАЛЛОПЛАСТЫ, принятое в СССР назв, металлич. листовьи материалов с одно- и двусторонним полимерным покрытием. Выпускают в виде отдельных листов, непрерывных полос, лент и фольги толщиной 0,3-1,5 мм изготовляют из Со, стали (малоуглеродистой, углеродистой), сплавов Fe, Al, Ti или др. металлов, термопластов (ПВХ, полиамидов, политетрафторэтилена, полистирола, поливинилового спирта, полиэтилена) или реактопластов (феноло-формальд. и эпоксидных смол, полиуретанов или др.). Полимерное покрытие может также содержать тонкодисперсные мииер. наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, Толщина покрытия от неск, нм до 1 мм. [c.47]

    МЕТАЛЛОПОЛИМЕРЫ, металлонаполненные полимеры или пористые металлы, пропитанные полимерными ком-позицюгми. Наполнителями служат порошки, волокна и ленты, получаемые практически из любых металлов или сплавов (чаще всего Ре, Со, №, Лg, 5п, А1, Со, Ве, РЬ, 2п, 2г, Сг, Т1, Та), коррозионностойкие аморфные металлич. сплавы ( металлич. стекла ), металлизир. порошки и волокна неорг. или орг. природы. Металлич. порошки (микросферы, нитевидные кристаллы, чешуйки и частицы неправильной формы) имеют размер частиц 10-10 нм, размер волокон в поперечном направлении составляет 10 — 2 10 нм, ширина и толщина лент-соотв. 3-5 мм и (1-4)-10 нм. Металлами наполняют полиамиды, политетрафторэтилен, ПВХ, полиэтилен, эпоксидные, феноло-формальд. и полиэфирные смолы, кремшшорг. полимеры и полиимиды. [c.48]

    УГЛЕПЛАСТИКИ (ушепласты, углеродопласты), композиционные, гл. обр. полимерные, материалы, армированные на-полни-гелями из углеродных волокон. Связующее (матрица) в У.- преим. термореактивные синтетич. смолы (эпоксидные, фенольные, полиэфирные, полиимицные и др.), термопласты (полиамиды, поликарбонаты, полисульфоны, полиэфиры и др.). Наполнители — углеродные нити, жгуты, ленты, ткани, маты, короткие рубленые волокна. Материалы на основе углеродных волокон и углеродной матрицы наз. углерод-углерад-ными материалами. [c.25]

    В последние годы при производстве постоянных магнитов широкое распространение получили композиционные материалы, состоящие из магнитотвердого наполнителя и полимерного связующего (магнитопласты). В качестве наполнителя наиболее часто используются ферриты и родственные им магнитные окислы, соединения, содержащие 5ш, Со, Мс1-Ре-В. В качестве полимерного связующего при изготовлении магнитных композиционных материалов применяются различные полимеры полиамиды, полиолефи-ны. Преимущества таких магнитов перед магнитами, полученными спеканием при производстве не требуется высокотемпературной обработки, возможность применения высокопроизводительных методов формования (литье, экструзия, прессование) и получение изделий достаточно точных размеров и сложной формы без дополнительной обработки. [c.461]

    Стандартные испытания на сопротивление действию ударных нагрузок, например по Изоду и Шарпи, в общем случае позволяют сравЕШвать результаты, полученные на различных типах полиамидов или на одном и том же полиамиде, но подвергнутом различной обработке. Обычно поведение материала в процессе эксплуатации согласуется с предварительными результатами стандартных испытаний на устойчивость к ударным нагрузкам. Эти испытания часто используются для контроля качества материала. Как и следовало ожидать, сопротивление полиамидов действию ударных нагрузок увеличивается с повышением температуры и содержания влаги в материале. Даже если не происходит никаких релаксационных переходов, понижение температуры способствует увеличению жесткости и уменьшению ударной прочности. Наличие в полиамиде влаги и пластификаторов несколько уменьшает этот эффект, но не приводит к резкому уменьшению хрупкости. Полиамид, содержащий волокнистый наполнитель, становится менее чувствительным к появлению надрезов по сравнению с нена-полненным. Кроме того, наполненный полиамид сохраняет более высокую ударную прочность при понижении температуры. На рис. 3.8 показано влияние температуры и величины надреза на ударную прочность стандартных образцов (50 X 6 X 3) ПА 66, не-наполненного и содержащего 33% стеклянного волокна [18]. Рис. 3.9 иллюстрирует влияние величины надреза на ударную прочность высушенного ненаполнен-ного и наполненного стеклянным волокном ПА 66 [18]. Ударная прочность образцов с надрезом ПА 66 срав- [c.104]


Композиционные материалы, включающие усиливающий наполнитель и звездообразный полиамид в качестве термопластичной матрицы, изделие, являющееся предшественником этих материалов, и продукты, получаемые из этих материалов

Изобретение относится к изделию, являющемуся предшественником композиционного материала, включающего нить и/или волокна полимерной матрицы из термопластичного полиамида и упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна, часть из которых может быть выполнена из термопластичного полиамида, при этом термопластичный полиамид матричных и/или упрочняющих нитей или волокон содержит по меньшей мере один звездообразный полиамид, включающий звездообразные макромолекулярные цепи, содержащие одно или несколько ядер и по меньшей мере три полиамидных ответвления или три полиамидных сегмента, связанных с ядром. Термоформуя или каландруя изделие, возможно в несколько стадий, получают композиционный материал, композиционный полупродукт и конечный композиционный продукт с высокими механическими свойствами, который может быть использован в сфере авиации и спорта. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области композиционных материалов и способов их получения.

Более конкретно, изобретение относится к применению звездообразного полиамида, предназначенного для пропитывания упрочняющего материала, находящегося, в частности, в форме нитей и/или волокон, и для выполнения роли термопластичной матрицы, в композиционных материалах.

Под нитью понимают непрерывную однофиламентную нить, многофиламентную нить, пряжу из волокон, получаемую из одного типа волокон или нескольких типов волокон в виде смеси. Непрерывная нить может быть также получена путем соединения нескольких многофиламентных нитей.

Под волокном понимают одну элементарную нить или совокупность элементарных нитей, разрезанных, разорванных или переработанных.

В области материалов с высокими рабочими характеристиками композиционные материалы занимают ведущее место благодаря тем рабочим характеристикам и выигрышу по массе, которые можно достигнуть с помощью этих материалов. Наиболее известные на сегодняшний день композиционные материалы с высокими рабочими характеристиками получают из термоотверждаемых смол, использование которых ограничено узкой сферой применения, главным образом в сфере авиации и автомобильного спорта, и причем продолжительность получения таких материалов составляет в лучшем случае около пятнадцати минут, как, например, при изготовлении лыж. Стоимость этих материалов и/или продолжительность их получения делают их неприемлемыми для использования в крупномасштабном производстве.

Для решения проблемы продолжительности их получения были предложены композиционные материалы с термопластичной матрицей. Как известно, термопластичные смолы имеют высокую вязкость, что представляет собой препятствие для пропитывания упрочняющего материала, состоящего обычно из очень плотных пучков многофиламентных нитей. При использовании имеющихся в продаже термопластичных матриц, в частности полиамидных матриц, возникают трудности в отношении упомянутого пропитывания либо из-за продолжительного времени пропитывания, либо из-за необходимости применения значительного давления для его осуществления. В большинстве случаев композиционные материалы, получаемые с помощью этих матриц, могут иметь микропустоты и непропитанные зоны. Эти микропустоты вызывают ухудшение механических свойств, преждевременное старение материала, а также создают проблемы, связанные с расслоением, если материал состоит из нескольких упрочняющих слоев.

Для улучшения пропитывания упрочняющих нитей матрицей и повышения адгезии между упрочняющими нитями и матрицей было предложено несколько методов.

Первый из этих методов состоит в использовании низкомолекулярных линейных полиамидов в качестве матрицы.

Так, в патенте Франции 2158422 описывается композитный лист, образованный полиамидной матрицей и упрочняющими волокнами типа стекловолокон. Получают полиамид путем поликонденсации е-капролактама с молекулярной массой от 3000 до 25000, полученный полиамид благодаря своей незначительной вязкости и, следовательно, незначительному поверхностному натяжению способен пропитывать надлежащим образом упрочняющие волокна и, таким образом, снизить появление микропустот в готовом продукте. В этом патенте описывается также способ формования этого композитного листа.

Однако использование полиамидов незначительных молекулярных масс в матрице имеет в качестве основного недостатка ухудшение механических свойств композиционного материала, особенно в отношении прочности на разрыв, устойчивости при удлинении и усталостной характеристики. В самом деле, при использовании композиционных материалов с высокими рабочими характеристиками, усиленных длинными волокнами, механические свойства этих композиционных материалов зависят от пластичности матрицы, которая передает напряжения в процессе упрочнения, и от ее механических свойств.

Другой путь, позволяющий улучшить пропитывание усиливающих волокон матрицей, состоит в использовании матрицы, находящейся в виде олигомера или низкомолекулярного форполимера, полимеризующегося путем реакции поликонденсации in situ.

Так, заявка на патент Франции А-2603891 относится к способу получения композиционного материала, образованного полиамидной матрицей, усиленной длинными упрочняющими волокнами. Эти волокна пропитывают полиамидным форполимером или олигомером, который имеет на каждом конце молекулярной цепи реакционно-способную группу, способную вступать во взаимодействие с другой молекулой олигомера или форполимера под действием нагревания, что приводит к удлинению полимерной цепи и получению высокомолекулярного полиамида. Олигомер или форполимер незначительной молекулярной массы должен быть жидким в расплавленном состоянии. Используемыми полиамидами предпочтительно являются полиамиды 6; 6,6; 6,10; 6,12; 11 и 12. Пропитанные волокна затем продавливают с волочением через формующую фильеру при высокой температуре для получения профилированных изделий.

Этот способ остается близким к классическим способам полимеризации, следовательно, имеет продолжительности циклов, несовместимые с темпом высокоскоростного производства. Если же продолжительность циклов изменить таким образом, чтобы сделать их приемлемыми для такого производства, то молекулярная масса получаемого полиамида, образующего матрицу, является слишком незначительной для того, чтобы матрица приобрела необходимые механические свойства.

В Европейском патенте В-0133825 описывается гибкий композиционный материал, состоящий главным образом из упрочняющего материала в форме жгута из параллельных непрерывных волокон, пропитанных термопластичным порошком, предпочтительно полиамидным порошком, и из термопластичной матрицы в виде оболочки вокруг жгута из непрерывных волокон, причем эта оболочка также может быть выполнена из полиамида. Этот композиционный материал характеризуется тем, что полимер, образующий термопластичную матрицу, имеет температуру плавления ниже или равную температуре плавления полимера, образующего термопластичный порошок, при этом образование оболочки вокруг покрытых порошком волокон осуществляют путем расплавления термопластичной матрицы, но без расплавления порошка, так, что этот порошок изолирует волокна от оболочки.

Недостатком применения термопластичного полимера в виде порошка является необходимость использования сложной аппаратуры, которая ограничивает количество получаемого композита. Следовательно, ясно, что этот способ малоприемлем для крупномасштабного производства.

В патенте США В-5464684 описывается гибридная нить, включающая сердцевину из смеси упрочняющих филаментов и филаментов из полиамида с низкой вязкостью, образующего матрицу. Эта центральная часть покрыта непрерывной нитью из полиамида, предпочтительно того же типа, что и полиамид, используемый для сердцевины. Используемым полиамидом является полиамид типа найлон 6 или найлон 6,6, однако он также может представлять собой найлон 6,6 Т, найлон 6,10, найлон 10 или полиамид на основе адипиновой кислоты и 1,3-ксилилендиамина. Упрочняющими филаментами являются углеродные волокна или стекловолокна.

Способ, используемый для получения такой гибридной нити, был применен для небольших производств, таких как изготовление теннисных ракеток. Однако трудно представить себе использование такого способа в большем масштабе.

Анализ уровня техники показывает, что характеристики композиционных материалов, направленные на улучшение пропитывания матрицы в упрочняющем материале, не отвечают требованиям либо с точки зрения механических свойств, либо с точки зрения продолжительности пропитывания в случае их применения для крупномасштабного производства изделий, в которых используют термопластичные композиционные материалы.

Целью настоящего изобретения, следовательно, является устранение указанных выше недостатков путем разработки изделия, являющегося предшественником композиционного материала, которое включает различные типы нитей и/или волокон, и, в частности, по меньшей мере упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна и по меньшей мере нить и/или волокна, образующие термопластичную матрицу, которая обладает высокой текучестью в расплавленном состоянии, и обеспечивает очень хорошее пропитывание упрочняющих нитей и/или волокон во время образования композиционного материала. Такое изделие позволяет получать композиционный материал простым и быстрым способом термоформования.

Другой целью изобретения является создание композиционного материала, получаемого из этого изделия, который бы обладал высокими механическими свойствами.

Наконец, последней целью изобретения является создание композиционного материала при низких затратах на его производство путем применения аппаратуры, где используют низкие давления и сокращенные продолжительности циклов.

Для достижения этих целей изобретение относится к изделию, являющемуся предшественником композиционного материала, включающего полимерную матрицу и по меньшей мере упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна, причем вышеуказанное изделие, включающее по меньшей мере упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна и по меньшей мере нить и/или волокна полимерной матрицы, отличается тем, что:

— вышеуказанная упрочняющая нить и/или вышеуказанные упрочняющие волокна выполнены из усиливающего материала и содержат, в случае необходимости, часть из термопластичного полиамида;

— вышеуказанная нить и/или вышеуказанные волокна полимерной матрицы выполнены из термопластичного полиамида,

— вышеуказанный термопластичный полиамид вышеуказанной упрочняющей нити и/или вышеуказанных упрочняющих волокон и/или вышеуказанной нити и/или вышеуказанных волокон полимерной матрицы включает по меньшей мере один звездообразный полиамид, включающий:

— звездообразные макромолекулярные цепи, содержащие одно или несколько ядер и по меньшей мере три полиамидных ответвления или три полиамидных сегмента, связанных с ядром;

— в случае необходимости, линейные полиамидные макромолекулярные цепи.

Звездообразным полимером является полимер, включающий звездообразные макромолекулярные цепи и, в случае необходимости, линейные макромолекулярные цепи. Полимеры, включающие такие звездообразные макромолекулярные цепи, описываются, например, в патентах Франции 2743077 и 2779730, Европейских патентах 0682057 и 0832149. Эти соединения известны тем, что имеют более высокую текучесть по сравнению с линейными полиамидами.

Звездообразные макромолекулярные цепи включают ядро и по меньшей мере три полиамидных ответвления. Ответвления связаны с ядром с помощью ковалентной связи через амидогруппы или группы другой природы. Ядром является органическое или металлоорганическое химическое соединение, предпочтительно углеводородное соединение, включающее, в случае необходимости, гетероатомы, с которым связаны ответвления. Ответвлениями являются полиамидные цепи. Полиамидные цепи, образующие ответвления, являются предпочтительно цепями типа тех, которые получают путем полимеризации лактамов или аминокислот, например типа полиамида 6.

Звездообразный полиамид согласно изобретению включает, в случае необходимости, кроме звездообразных цепей, линейные полиамидные цепи. В этом случае массовое соотношение между количеством звездообразных цепей и суммой количеств звездообразных цепей и линейных цепей составляет 0,1-1, включая крайние значения. Предпочтительно оно составляет 0,5-1.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения звездообразный полиамид, то есть включающий звездообразные макромолекулярные цепи, получают путем сополимеризации смеси мономеров, включающей по меньшей мере:

а) мономеры общей формулы (I):

б) мономеры общих формул (IIa) и (IIb):

в) в случае необходимости, мономеры общей формулы (III):

в которых:

R1 означает линейный или циклический, ароматический или алифатический углеводородный радикал по меньшей мере с 2 атомами углерода, который может включать гетероатомы;

А означает ковалентную связь или алифатический углеводородный радикал, который может включать гетероатомы и содержит 1-20 атомов углерода;

Z означает первичную аминогруппу или остаток карбоновой кислоты;

Y означает первичную аминогруппу, если Х означает остаток карбоновой кислоты; или

Y означает остаток карбоновой кислоты, если Х означает первичную аминогруппу;

R2, R3, одинаковые или разные, означают алифатические, циклоалифатические или ароматические, замещенные или незамещенные углеводородные радикалы с 2-20 атомами углерода, которые могут включать гетероатомы;

m означает целое число от 3 до 8.

Под карбоновой кислотой понимают карбоновые кислоты и их производные, такие как ангидриды, хлорангидриды, эфиры и т.д.

Способы получения этих звездообразных полиамидов описываются в патентах Франции 2743077 и 2779730. Эти способы приводят к образованию звездообразных макромолекулярных цепей, возможно в смеси с линейными макромолекулярными цепями.

Если используют сомономер формулы (III), то реакцию полимеризации (поликонденсации) преимущественно осуществляют до достижения термодинамического равновесия.

Мономер формулы (I) также может быть смешан с расплавленным полимером во время операции экструзии.

Так, согласно другому варианту осуществления изобретения, звездообразный полиамид получают путем смешения в расплавленном состоянии, например, с помощью экструдера, полиамида типа тех, которые получают путем полимеризации лактамов и/или аминокислот, и мономера формулы (I).

Такие способы получения описаны в Европейских патентах 0682070 и 0672703.

Согласно частной характеристике изобретения радикалом R1 является либо циклоалифатический радикал, такой как четырехвалентный циклогексанонильный радикал, либо пропан-1,1,1-триильный радикал, пропан-1,2,3-триильный радикал.

В качестве других приемлемых согласно изобретению радикалов R1 можно назвать, в качестве примера, трехвалентные, замещенные или незамещенные, фенильные и циклогексанильные радикалы; четырехвалентные диаминополиметиленовые радикалы преимущественно с 2-12 метиленовыми группами, такие как происходящий от этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA) радикал; восьмивалентные циклогексанонильные или циклогексадинонильные радикалы и радикалы, происходящие от соединений, образующихся при реакции полиолов, таких как гликоль, пентаэритрит, сорбит или маннит, с акрилонитрилом.

Преимущественно, в мономерах формулы (II) могут быть использованы по меньшей мере два разных радикала R2.

Радикалом А предпочтительно является метиленовый или полиметиленовый радикал, такой как этил, пропил или бутил; или полиоксиалкиленовый радикал, такой как полиоксиэтиленовый радикал.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения число m выше или равно 3 и преимущественно равно 3 или 4.

Реакционно-способной функциональной группой многофункционального соединения, обозначаемой символом Z, является группа, способная образовывать амидогруппу.

Соединение формулы (I) предпочтительно выбирают из 2,2,6,6-тетра(β-карбоксиэтил)циклогексанона, тримезиновой кислоты, 2,4,6-три(аминокапроновая кислота)-1,3,5-триазина и 4-аминоэтил-1,8-октандиамина.

Смесь мономеров, используемая для образования звездообразных макромолекулярных цепей, может содержать другие соединения, такие как регуляторы роста цепи, катализаторы, добавки, такие как светостабилизаторы, термостабилизаторы.

Полиамидная нить и/или полиамидные волокна, предназначенные выполнять роль матрицы, ниже будут называться «матричная нить» и/или «матричное волокно».

Звездообразный полиамид преимущественно имеет среднечисловую молекулярную массу, по меньшей мере равную 15000.

Преимущественно, когда упрочняющая нить и/или упрочняющие волокна содержат звездообразный полиамид, то он предпочтительно находится в форме полиамидной оболочки, которая покрывает упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна.

Согласно одному варианту изобретения матричную нить и/или матричные волокна получают из смеси звездообразного полиамида и линейного полиамида.

Согласно другому варианту изобретения изделие, являющееся предшественником композиционного материала, также содержит по меньшей мере матричную нить и/или матричные волокна из линейного полиамида.

Согласно предпочтительной характеристике этим линейным полиамидом является алифатический и/или полукристаллический полиамид или сополиамид, выбираемый из группы, состоящей из РА 4,6; РА 6; PA 6,6; PA 6,9; PA 6,10; PA 6,12; PA 6,36; PA 11; PA 12, или полуароматический полукристаллический полиамид или сополиамид, выбираемый из группы, состоящей из полифталамидов, и смеси этих полимеров и их сополимеров.

Тогда преимущественно массовое отношение звездообразного полиамида в матричной нити и/или матричных волокнах составляет 0,4-1 и предпочтительно по меньшей мере равно 0,6.

Матричная нить и/или матричные волокна могут включать также все пригодные добавки, такие как средства для огнестойкой пропитки, разжижители, термо- и светостабилизаторы, воски, пигменты, структурообразователи, антиоксиданты, модификаторы ударной прочности или аналогичные и известные специалисту в данной области средства.

Упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна преимущественно выбирают из углеродных нитей и/или углеродных волокон, стеклонитей и/или стекловолокон, арамидных и полиимидных нитей и/или волокон.

Согласно одному варианту этой характеристики упрочняющей нитью и/или упрочняющими волокнами являются натуральные нить и/или волокна, выбираемые из сизальных, конопляных, льняных нитей и/или волокон.

Изделие согласно изобретению преимущественно включает также порошковый материал, предшественник матрицы, которым может быть, например, полиамид.

Предпочтительно используют порошок с гранулометрией, составляющей 1-100 микрон.

Изделие согласно изобретению предпочтительно находится в форме непрерывных или разрезанных нитей, полос, матов, оплеток, тканей, трикотажа, холстов, материалов мультиаксиального переплетения, нетканых материалов и/или в виде комплексных материалов, включающих несколько вышеуказанных форм. В качестве примеров комплексного материала может быть холст в сочетании с нетканым материалом или непрерывными нитями.

Другим объектом изобретения является композиционный материал, получаемый из изделия, указанного выше, путем расплавления, по меньшей мере частичного, матричной нити и/или матричного волокна. Этот композиционный материал включает полимерную матрицу и упрочняющие нити и/или волокна.

Под частичным расплавлением понимают расплавление по меньшей мере части по меньшей мере одной матричной нити и/или одного матричного волокна.

Это расплавление может быть осуществлено путем термоформования при температуре, более или менее равной температуре плавления полимерной матрицы, и под давлением. Это расплавление позволяет достигать гомогенного пропитывания упрочняющих нитей и/или волокон матрицей.

Согласно предпочтительной характеристике полученный композиционный материал имеет степень упрочнения по массе 25-80%.

Еще одним объектом изобретения является композиционный полупродукт, получаемый по способу термоформования или каландрования вышеуказанного изделия, в процессе которого расплавляют, по меньшей мере частично, матричную нить и/или матричные волокна для пропитывания упрочняющей нити и/или упрочняющих волокон.

Еще более предпочтительно, этот композиционный полупродукт находится в форме пластин или полос.

Композиционный полупродукт состоит из промежуточного продукта, в котором упрочняющие нити и/или волокна пропитаны полимерной матрицей, находящейся в виде непрерывной фазы. Этот продукт еще не находится в своей окончательной форме.

Композиционный полупродукт нужно подвергать последней стадии формования методом формования или термоформования, которые известны специалисту в данной области, при температурах выше его температуры стеклования и ниже его температуры плавления, чтобы получить конечный продукт.

Еще одним объектом изобретения является конечный композиционный продукт, получаемый методом термоформования конечной формы вышеуказанного изделия, в процессе которого расплавляют, по меньшей мере частично, матричную нить и/или матричные волокна для пропитывания упрочняющей нити и/или упрочняющих волокон.

Обычно используемые методы термоформования осуществляют при низких давлениях (ниже 20 бар) и при температурах ниже 270εС и в течение короткого времени (менее 5 минут).

Другие детали и преимущества изобретения более ясно следуют из примеров, приводимых ниже только для иллюстрации и пояснения.

Используемая матрица: звездообразный полиамид 6, получаемый путем сополимеризации капролактама в присутствии 0,5 мол.% 2,2,6,6-тетра(Я-карбоксиэтил)циклогексанона согласно способу, описанному в патенте Франции 2743077, который включает примерно 80% звездообразных макромолекулярных цепей и 20% линейных макромолекулярных цепей, причем индекс текучести расплава, определяемый при температуре 275εС при нагрузке 100 г, составляет 55 г/10 минут.

Пример 1

Пластина в качестве полуфабриката, получаемая из звездообразного полиамида 6 и упрочняющих нитей

Осуществляют ряд опытов, исходя из многофиламентной нити звездообразного полиамида 6, имеющей титр по одиночному волокну 3-8 дтекс и удельную прочность около 15-20 сН/текс. Такую многофиламентную нить соединяют, во время операции мультиаксиального переплетения, с упрочняющей непрерывной углеродной нитью с высокими рабочими характеристиками, включающей 12000 филаментов, или с упрочняющей стеклонитью, имеющей титр 600 текс. Для достижения высокой текучести матрицы в расплавленном состоянии ткани мультиаксиального переплетения получают из элементарных слоев, определяемых следующим образом.

Элементарный слой:

слой №1: упрочняющая нить — ориентация: -45ε

слой №2: упрочняющая нить — ориентация:+45ε

слой №3: нить из звездообразного полиамида 6 (матрица) — ориентация: 90ε

Затем получают слоистый композит, помещая несколько элементарных слоев (от 2 до 10) полученной ткани в пресс-форму, имеющую форму пластины, под пресс с нагревающими плитами на время 1-3 минуты при давлении 1-20 бар и температуре выше температуры плавления звездообразного полиамида 6 (230-260εС). После охлаждения до температуры 50-60εС композит вынимают из пресс-формы. Содержание упрочняющего наполнителя тогда составляет 60-70 мас.%.

Высокая текучесть звездообразного полимера позволяет достигать хорошего пропитывания упрочняющего наполнителя матрицей, не вызывая ни потерь механических свойств, ни проблем в отношении усталостной прочности, которые возникают в случае низкомолекулярных полимеров. Механические свойства при изгибе сравнивают с такими же свойствами термоотверждаемого композита, получаемого из того же самого упрочняющего наполнителя и эпоксидной смолы (табл. 1.1 и 1.2).

Таблица 1.1.
Композиционные материалы с углеродными волокнами
Углеродные волокнаНапряжение при разрыве (МПа)Модуль изгиба (МПа)Удлинение при разрыве (%)
Эпоксидная матрица796,0520001,72
Матрица из звездообразного РА 6536,0543501,05
Таблица 1.2.
Композиты со стекловолокнами
СтекловолокнаНапряжение при разрыве (МПа)Модуль изгиба (МПа)Удлинение при разрыве (%)
Эпоксидная матрица630,0210003,53
Матрица из звездообразного РА 6580,7211603,26

Использование упрочняющего наполнителя в виде непрерывной нити позволяет сохранять высокие механические свойства в одном направлении слоев упрочняющего наполнителя. Влияние температуры на механические свойства при изгибе представлены в табл. 2.

Наконец, использование матрицы в форме нити позволяет, кроме экономического преимущества по отношению к классическим решениям опудривания или предварительного пропитывания, легко манипулировать с ней, а также осуществлять очень хорошее регулирование степени упрочнения в конечном композиционном материале.

В табл. 3 представлены результаты определения механических свойств.

Таблица 3
Результаты определения механических свойств
ЕдиницыСтандартМультиаксиальная ткань из звездообразного РА 6/углеродный наполнительМультиаксиальная ткань из звездообразного РА 6/стеклонаполнитель
Степень пропитывания (масс./масс.)%5965
Плотность1,41,8
Простое растяжение
Напряжение при разрывеМПаISO 5271090545
Модуль ЮнгаГПаISO 5276421,3
Удлинение%ISO 5271,72,76
Изгиб в 3 точках
Напряжение при разрывеМПаISO 14125536580
Модуль изгибаГПаISO 1412554,321,1
Сжатие
Напряжение при разрывеМПаISO 604210195

Пример 2

Композитные оплетки

Для подтверждения преимущества изобретения в отношении композитов с круглым сечением изготавливают оплетки из различных нитей звездообразного полиамида 6 и упрочняющих наполнителей, выбираемых из наполнителей, известных специалисту в данной области, таких как углеродные волокна и стекловолокна.

С этой целью смешение осуществляют во время сплетения, вводя в оплеточную машину упрочняющие нити и полиамидные нити. Таким образом полученную оплетку затем помещают в полую пресс-форму, причем сохранение оплетки обеспечивается с помощью внутреннего «пузыря», который раздувается после закрытия пресс-формы. Оптимальное пропитывание достигается благодаря высокой текучести звездообразного полиамида в расплавленном состоянии, несмотря на незначительное рабочее давление (1-5 бар). При рабочих температурах, составляющих 230-260εС, время пропитывания ниже 30 секунд. Композит вынимают из пресс-формы после охлаждения до температуры ниже температуры кристаллизации матрицы, степень усиления по массе составляет 65-75%. Состояние поверхности изделия улучшено благодаря текучести полимера.

1. Изделие, являющееся предшественником композиционного материала, включающего полимерную матрицу и по меньшей мере упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна, причем вышеуказанное изделие, включающее по меньшей мере упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна и по меньшей мере нить и/или волокна полимерной матрицы, отличающееся тем, что упрочняющая нить и/или упрочняющие волокна содержат, в случае необходимости, часть из термопластичного полиамида и представляют собой упрочняющий материал; нить и/или волокна полимерной матрицы выполнены из термопластичного полиамида, и термопластичный полиамид упрочняющей нити и/или упрочняющих волокон и/или нити и/или волокон полимерной матрицы содержит по меньшей мере один звездообразный полиамид, содержащий звездообразные макромолекулярные цепи, содержащие одно или несколько ядер и по меньшей мере три полиамидных ответвления или три полиамидных сегмента, связанные с ядром; в случае необходимости, линейные полиамидные макромолекулярные цепи.

2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что массовое соотношение между звездообразными макромолекулярными цепями и суммой звездообразных макромолекулярных цепей и линейных цепей в полиамиде звездообразной структуры составляет 0,1-1.

3. Изделие по п.1, отличающееся тем, что звездообразный полиамид получен путем сополимеризации смеси мономеров, содержащей по меньшей мере:

а) мономеры общей формулы (I)

b) мономеры общих формул (IIa) и (IIb)

c) в случае необходимости, мономеры общей формулы (III)

в которых R1 означает линейный или циклический, ароматический или алифатический углеводородный радикал по меньшей мере с 2 атомами углерода, который может включать гетероатомы;

А означает ковалентную связь или алифатический углеводородный радикал, который может включать гетероатомы и содержит 1-20 атомов углерода;

Z означает первичную аминогруппу или остаток карбоновой кислоты;

Y означает первичную аминогруппу, когда Х означает остаток карбоновой кислоты; или

Y означает остаток карбоновой кислоты, когда Х означает первичную аминогруппу;

R2, R3, одинаковые или разные, означают алифатические, циклоалифатические или ароматические, замещенные или незамещенные углеводородные радикалы с 2-20 атомами углерода, которые могут включать гетероатомы;

m означает целое число от 3 до 8.

4. Изделие по п.1, отличающееся тем, что вышеуказанный звездообразный полиамид получен путем экструзии полиамида типа полиамида, получаемого путем полимеризации лактамов и/или аминокислот с соединением формулы (I).

5. Изделие по любому из пп.3 и 4, отличающееся тем, что А означает метиленовый, полиметиленовый или полиоксиалкиленовый радикал.

6. Изделие по любому из пп.3 и 4, отличающееся тем, что соединение формулы (I) выбирают из 1,2,6,6-тетра(В-карбокси-этил)циклогексанона, тримезиновой кислоты, 2,4,6-три-(норлейцин)-1,3,5-триазина, 4-аминоэтил-1,8-октандиамина.

7. Изделие по п.1, отличающееся тем, что звездообразный полиамид имеет среднечисловую молекулярную массу, по меньшей мере равную 15000.

8. Изделие по п.1, отличающееся тем, что матричную нить и/или матричные волокна получают из смеси звездообразного полиамида и линейного полиамида.

9. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит также по меньшей мере матричную нить и/или матричные волокна из линейного полиамида.

10. Изделие по любому из п.8 или 9, отличающееся тем, что линейным полиамидом является алифатический и/или полукристаллический полиамид или сополиамид, выбираемый из группы, состоящей из РА 4,6; PA 6; PA 6,6; PA 6,9; PA 6,10; PA 6,12; PA 6,36; PA 11; PA 12, или полуароматический полукристаллический полиамид или сополиамид, выбираемый из группы, состоящей из полифталамидов, и смеси этих полимеров и их сополимеров.

11. Изделие по п.1, отличающееся тем, что массовое отношение звездообразного полиамида в матричной нити и/или матричных волокнах составляет предпочтительно 0,4-1.

12. Изделие по п.11, отличающееся тем, что массовое отношение составляет по меньшей мере 0,6.

13. Изделие по п.1, отличающееся тем, что матричная нить и/или матричные волокна содержат также добавки, такие, как средства для огнестойкой пропитки, разжижители, термо- и светостабилизаторы, воски, пигменты, структурообразователи, антиоксиданты, модификаторы ударной прочности или аналогичные средства.

14. Изделие по п.1, отличающееся тем, что упрочняющую нить и/или упрочняющие волокна выбирают из углеродных нитей и/или углеродных волокон, стеклонитей и/или стекловолокон, арамидных и полиимидных нитей и/или волокон.

15. Изделие по п.1, отличающееся тем, что упрочняющей нитью и/или упрочняющими волокнами являются натуральные нить и/или волокна, выбираемые из сизальных, конопляных, льняных нитей и/или волокон.

16. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит также порошковый материал, предшественник матрицы.

17. Изделие по п.1, отличающееся тем, что вышеуказанным порошковым материалом, предшественником матрицы, является полиамид.

18. Изделие по п.1, отличающееся тем/ что оно находится в форме непрерывных или разрезанных нитей, полос, матов, оплеток, тканей, трикотажа, холстов, материалов мультиаксиального переплетения, нетканых материалов и/или в виде комплексных материалов, включающих несколько вышеуказанных форм.

19. Композиционный материал, отличающийся тем, что он получен из изделия по любому из пп.1-18 путем расплавления, по меньшей мере частичного, матричной нити и/или матричных волокон.

20. Композиционный материал по п.19, отличающийся тем, что степень упрочнения по массе составляет 25-80%.

21. Композиционный полупродукт, отличающийся тем, что он получен по способу термоформования или каландрования изделия по любому из пп.1-18, в процессе которого расплавляют, по меньшей мере частично, матричную нить и/или матричные волокна для пропитывания упрочняющей нити и/или упрочняющих волокон.

22. Композиционный полупродукт по п.21, отличающийся тем, что он находится в форме пластин или полос.

23. Конечный композиционный продукт, отличающийся тем, что он получен по способу термоформования конечной формы изделия по любому из пп.1-18, в процессе которого расплавляют, по меньшей мере частично, матричную нить и/или матричные волокна для пропитывания упрочняющей нити и/или упрочняющих волокон.

24. Конечный композиционный продукт, отличающийся тем, что он получен по способу формования или термоформования конечной формы полуфабриката по любому из п.21 или 22.

Полиамид полимерный материал

Полиамид 6 (ПА 6) (найлон-6, поликапроамид, капрон, капролон) — нетоксичный конструкционный высокомолекулярный полимерный материал. Полимер обладает следующими физическими характеристиками: высокая твердость и механическая прочность, износостойкость, водоотталкивающие свойства, низкий коэффициент трения, малая плотность, хорошие антифрикционные и диэлектрические свойства. Полиамид 6 хорошо окрашивается, обладает хорошей способностью к склеиванию. Поверхность полиамидных материалов гладкая, устойчивая к выцветанию и изменению формы. Полимер не выделяет токсинов при контакте с пищевыми продуктами. Полиамид — один из самых дешевых и широко используемых полимеров.

Полиамид химически стоек к воздействию масел, смазок, эфиров, бензина, дизельного топлива, керосина, спиртов, слабых кислот, разбавленных и концентрированных щелочей, органических растворителей, морской воды и пр. Полимер растворяется в концентрированной серной кислоте, фторированных спиртах, муравьиной кислоте. Муравьиной кислотой его можно склеивать. Кислота растворяет кромку, и при присоединении двух кусков полиамида 6 получается прочное соединение.

Полиамид 6 (ПА 6), являясь чрезвычайно прочным материалом, имеет малую плотность. Он легче стали в 6 раз. Его используют для замены деталей из латуни и бронзы. Пластик одновременно прочный и эластичный в широком температурном диапазоне.

Полиамид 6 является продуктом гидролитической полимеризации капролактама и соответствует химической формуле (-NH-(Ch3)5-CO-)n. Цифра 6 в названии обозначает число атомов углерода в исходном мономере.

Сферы использования

Полимер используется для изготовления изоляционных материалов, корпусных, уплотнительных, технических изделий, применяемых в автомобилестроении, судостроении, машиностроении и прочих отраслях. Полиамид ПА-6 находит применение в сильно нагруженных механизмах, деталях.

Отличается высокими прочностными свойствами, твердостью, деформационной стабильностью и теплостойкостью. Используется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенных механических нагрузок (шестерни, вкладыши, сепараторы подшипников и другие детали).

Изделия из полиамида 6 позволяют устройствам и механизмам, в которых они используются, работать практически бесшумно. Износ пар трения при использовании полиамидных деталей снижается в 1,5–2 раза и, соответственно, повышается их ресурс.

В области производства колесных опор полиамид 6 используется для изготовления кронштейнов, колес целиком и их элементов, сепараторов подшипников, втулок, рычагов переключения в системах с центральным тормозом.

Недостатки полиамида

Полиамид имеет высокий уровень водопоглощения. Так, например, даже на воздухе, в зависимости от относительной влажности воздуха, полиамид-6 может впитывать в себя 2-3% влаги по массе. При выдерживании в воде продолжительное время полиамид-6 может впитать 6% воды, а для вторичного полиамида-6 этот показатель может иногда достигать 8%. Именно поэтому не рекомендуется использовать данный пластик для изделий, постоянно контактирующих с водой, ведь физико-механические свойства полиамида-6 насыщенного влагой заметно падают. Перед и после переработки полиамида-6 он должен быть тщательно высушен, иначе наличие влаги в экструдере (термопластавтомате) или хранение в неподготовленном месте может серьезным образом повлиять на качество конечной продукции не в лучшую сторону.

Полиамидимеет низкую стойкость к солнечной радиации, что объясняет недолговечность ПА 6 при использовании его вне помещений. После просушки все свойства материала восстанавливаются. Высокая температура плавления создает сложности в процессе производства изделий из полиамида и увеличивает их цену.

Физико-механические свойства полиамида 6 (ПА 6)

 Показатель

 Данные

Плотность кг/м3

1150-1160 кг/м3

Поглощение воды за 24 часа (или 1 час кипячения), %

Поглощение воды максимальное, %

3,5

10-11

Температура плавленияоС

+215-225

Морозостойкость, оС

-30

Температура размягчения при напряжении
изгиба 1,85 МПа, оС, не менее

45

Температура воспламенения, оС

395

Температура самовоспламенения, оС

424

Предел рабочих температур (верхний/нижний), оС

-40 /+80

Разрушающее напряжение МПа, при:

— растяжении

— изгибе

— сжатии

 

66-80

90-100

85-100

Относительное удлинение при разрыве, %

80-150

Ударная вязкость кДж/м2(без надреза)

100-120

Твердость по Бринеллю, МПа

150

Твердость, МПа

100-120

Твердость по Shore A (для чистого пластика)

96˚±2

Твердость по Shore D (с наполнителями)

45 — 84

Теплостойкость по Мартенсу, оС

55

Модуль упругости при изгибе, ГПа

1,9 — 2,0

Разрушающее напряжение при изгибе, МПа

60 — 70

Коэффициент трения по стали

0,14-0,25

Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц

3,6

Удельное поверхностное электрическое
сопротивление, Ом

1014

Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц

0,03

Коэффициент теплопроводности
при 20-150 °С, Вт/м·К

0,28

Средний коэффициент линейного теплового
расширения *10⁵, 1/К в интервале температур
от -70 до +20 °C
от 20 до 160 °C

1 — 8
8 — 10

Предел прочности, МПа

55-77

Модуль упругости, МПа

1,2-1,5

Влияние влажности

σ и-прочность при изгибе

Е-модуль упругости материала

 

1,3-1,45

2-3,3

Усадка литьевая, %

1,5 — 2,5

Теплостойкость по Вика, °C при нагрузке 9,8 Н

205 — 215

Использование наполнителей для улучшение физико-химических свойств пластика

Полиамид прекрасно совмещаются с самыми разными наполнителями, а это открывает неисчерпаемые возможности для создания на их основе композиционных материалов и модифицированных пластиков с заданными характеристиками. В качестве наполнителей применяют стекловолокно, асбест, графит, кварц, тальк и другие материалы. Это обстоятельство обеспечило появление огромного количества марок полиамида на международном рынке.

Количество наполнителя, в зависимости от поставленной задачи, может достигать 60%. При этом каждый вид наполнителя придает пластику особые свойства:

  • стекловолокно — армирующий материал, увеличивает прочность на разрыв, повышает стойкость к изгибающим нагрузкам, снижает стойкость к ударным нагрузкам;
  • графитовое волокно — легкий армирующий материал, добавляет полимеру свойства электропроводности и способность рассеивать статическое электричество;
  • тальк — увеличивает прочность на разрыв и изгиб, снижает коэффициент трения, снижает ударную вязкость;
  • графит — повышает теплопроводность, значительно снижает коэффициент трения;
  • дисульфид молибдена — снижает коэффициент трения, в отличие от графита хорошо удерживается в массе полиамида;
  • масло — применяется при производстве капролона со сниженным коэффициентом трения.
  • антипрены галогенового, безгалогенового и фосфорного типа обеспечивают невосприимчивость полиамида к горению. Трудногорючий ПА6 востребован в электротехнике, радиоэлектронике, приборостроении, а так же в изделиях с повышенными требованиями к пожаробезопасности.
  • Для увеличения влагостойкости полиамида используют неорганические (слюда, кварц и т.д.) и органические добавки (полиолефины, сополимеры и т.д.).

Полиамид 6 (ПА6) можно окрашивать в любые цвета, изделия из него имеют хороший внешний вид, что немаловажно для конкурентоспособности на рынке.

Покупая дешевые китайские изделия из полиамида покупатель должен понимать, что в этих изделиях наполнители использовались не для улучшения свойств материала, а для уменьшения их цены.

История открытия

Впервые Полиамид 6 как полимер для формования полиамидного волокна (под названием перлон) был синтезирован в 1938 году во Франкфурте в Германии немецким химиком Паулем Шлаком. Пауль Шлак – известный специалист в области химии амидов, доктор наук. В то время он работал в г. Людвигсхафене в печально известном немецком концерне IG Farben. Промышленное производство полиамидных волокон мощностью 3,5 тысячи тонн в год было создано в Германии в 1943 году.


Свойства полиамида и его применение, полиамидное волокно

Полиамидом называется разновидность термостойких полимеров, в основе которых лежат соединения группы амидов. Соединение амидов в составе макромолекулы может повторяться до 10 раз. Полиамид обладает высокими показателями жесткости и прочности. В зависимости от состава полимера, его плотность может меняться в диапазоне 1,0100-1,232 т/м3. Полиамидные материалы популярны благодаря высокой стойкости к воздействию большого числа химически агрессивных сред и продолжительному сроку эксплуатации. Полимер не меняет своих характеристик и внешнего вида с течением времени. Широко применяется в промышленном производстве и строительной отрасли.

Использование полиамидных материалов

Полиамиды имеют широкую область применения. Основные сферы использования материала следующие.

  • Легкая и текстильная промышленность. В этой производственной отрасли полиамид служит сырьем для изготовления искусственных капроновых и нейлоновых тканей, ковролина, паласов, синтетического меха и пряжи, чулок, гольфов, носок, колгот. Полиамидное волокно выпускается также и как самостоятельный продукт.
  • Производство резино-технических изделий (РТИ). Из полиамида изготавливают прорезиненные кордовые ткани, канаты, наполнители для фильтров, ленты для конвейеров, сети для ловли рыбы.
  • Строительство. Материал применяют для изготовления трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры. Полиамидом покрывают бетон, деревянные поверхности и керамику для придания им антисептических свойств. Используется в качестве антикоррозионного покрытия металлических конструкций, клеевых и лакокрасочных составов.
  • Машиностроение. Полимер используют для производства различных втулок, роликов, амортизаторов, сайлентблоков, вставок, антивибрационных подкладок и тому подобных изделий.
  • Пищевая промышленность. Полиамид является материалом, допускающим контакт с пищевыми продуктами, поэтому применяется для производства контейнеров, емкостей для питьевых жидкостей и прочей тары, рассчитанной на хранение и транспортировку продуктов питания.
  • Медицина. Из полимера производят искусственные сосуды и вены, имплантаты, протезы и другие заменители органов человека. Ткани и нити из полиамида применяют для накладывания швов после хирургических операций.

Историческая справка

Первый синтез полиамидных соединений был произведен в 1862 году в Соединенных Штатах. Основой для проведения синтеза служил нефтепродукт поли-ц-бензамид. Позднее для этих целей стал использоваться поли-е-капрамид.

Промышленный синтез полиамидов был налажен в конце 30-х годов ХХ века в США.

Первым направлением массового применения синтетического материала стало производство искусственных волокон и тканей, в частности, нейлона и капрона. В Советском Союзе производство полиамидов было организовано лишь в послевоенное время.

Разновидности и модификации

Современная химическая промышленность выпускает различные виды и модификации полиамидных материалов:

  1. Наиболее многочисленной является группа алифатических полиамидов, состоящая, в свою очередь из нескольких подгрупп (кристаллизирующихся гомополимеров, кристаллизирующихся сополимеров и аморфных полимеров).
  2. Весьма распространенной является группа ароматических и полуароматических полиамидов (РАА), в состав которой входят кристаллизирующиеся соединения полифталамиды и некоторые аморфные вещества, такие как полиамид-6-3-Т.
  3. Третьей известной группой считаются стеклонаполненные полиамиды. Вещества этой группы называются также композитными модифицированными полиамидами и состоят из вяжущей смолы с наполнителем из стеклянных шариков и структурированных волокон.

На рынке промышленных материалов полиамиды встречаются под такими торговыми марками и названиями: Basf Ultramid, Basf Capron, Ultralon, Lanxess Durethan, DSM Akulon, Rochling Sustamid, Ertalon, Nylatron, Tekamid и прочие. За многообразием коммерческих наименований скрывается полимеры и полиамидное волокно из перечисленных выше групп.

Свойства и технические характеристики

Свойства полиамида различных видов в большинстве своем сходны между собой, но имеют некоторые отличия. В общем случае полиамид – это конструкционный материал, обладающий высокими прочностными качествами и износостойкостью.

Синтетические ткани выдерживают высокотемпературную обработку паром (до 140 градусов) и, при этом сохраняют свою эластичность. Детали трубопроводов и запорно-регулирующая арматура, в производстве которых использованы полиамиды, обладают хорошей стойкостью к механическим ударам и нагрузкам.

Широко распространенный промышленный полимер Поламид-6 имеет высокую степень устойчивости к различным нефтепродуктам, горюче-смазочным материалам и некоторым видам растворителей. Полимер применяется при производстве нефти, в автомобильной промышленности, машиностроении и приборостроении.

Недостатком Полиамида-6 является высокая степень водополглощения, что накладывает определенные ограничения на применение материала во влажных и мокрых средах. При этом после высыхания материал восстанавливает свои первоначальные технические качества.

Полиамид-66 обладает большей плотностью в сравнении с Полиамидом-6. Полимерный материал, также известный под маркой Текамид-66, обладает высокими показателями жесткости, прочности, твердости и упругости. Отлично противостоит воздействию щелочей, растворителей, жиров, масел и еще целого ряда технических и пищевых жидкостей. Не разрушается под действием радиоактивного излучения.

Материал Полиамид-12 остается стабильным в высокотемпературных влажных средах и обладает отличными показателями скольжения и эластичности. Вследствие этого он применяется для изготовления амортизаторов, втулок, роликов, поршней, деталей шнеков, колес, подвижных блоков.

Модификация Полиамид-11 имеет самый низкий показатель водопоглощения (менее 0,9%) и самый высокий срок эксплуатации. Материал хорошо зарекомендовал себя при работе в условиях отрицательных температур. Допускает продолжительный контакт с пищевыми продуктами.

Полиамид-11 применяется в машиностроении, автомобильной, авиационной и пищевой промышленности, в энергетической и электротехнической отраслях. Ограничение на использование полимера в некоторой степени накладывает его более высокая стоимость в сравнении с другими материалами группы полиамидов.

Полиамид-46, благодаря своей полукристаллической структуре, обладает самой высокой температурой плавления среди аналогов и конкурентов (не менее 295 градусов). Соответственно, основной областью использования материала являются высокотемпературные среды. При этом достаточно высокая степень водопоглощения делает невозможным использование материала в сырых и влажных условиях.

Композитный полиамид, наполненный стекловолокнистым материалом, имеет повышенные показатели жесткости, прочности и термостойкости. При этом невысокий коэффициент температурного расширения материала заметно уменьшает степень его усадки в условиях постоянных тепловых колебаний.

Композиты не растрескиваются на морозе и остаются стабильными при нагреве. Благодаря этим свойствам стеклонаполненные полиамиды применяются в производстве приборов, корпусов музыкальных и технических инструментов, диэлектрических деталей различного электротехнического оборудования.

Комбинезон с наполнителем 250 г Kerry

Магазины СТОКМАНН

Москва

Санкт-Петербург

Екатеринбург

Мурманск

Популярные города

Астрахань

Благовещенск

Владимир

Красногорск

Саранск

Казань

Краснодар

Новосибирск

Нижний Новгород

Ростов-на-Дону

Владивосток

Волгоград

Волгодонск

Вологда

Жуковский

Иваново

Ижевск

Иркутск

Йошкар-Ола

Калуга

Кемерово

Киров

Кострома

Красноярск

Курган

Курск

Липецк

Магнитогорск

Махачкала

Мытищи

Нижневартовск

Новокузнецк

Омск

Орел

Оренбург

Пенза

Пермь

Петрозаводск

Подольск

Раменское

Реутов

Рыбинск

Рязань

Самара

Саратов

Севастополь

Симферополь

Сочи

Ставрополь

Стерлитамак

Сургут

Сыктывкар

Таганрог

Тамбов

Тверь

Тольятти

Томск

Тула

Тюмень

Улан-Удэ

Ульяновск

Уфа

Череповец

Южно-Сахалинск

Якутск

Ярославль

Воронеж

Калининград

Абакан

Альметьевск

Ангарск

Архангельск

Армавир

Брянск

Балаково

Белгород

Балашиха

Барнаул

Челябинск

Чита

Хабаровск

Химки

Разработка проводящих несмешивающихся смесей полистирола / полипропилена с перколированным проводящим наполнителем полианилин / полиамид путем настройки его специфических взаимодействий с триблочным компатибилизатором на основе стирола, привитым малеиновым ангидридом | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)

ID ГЕРОЯ

6604340

Тип ссылки

Журнальная статья

Заголовок

Разработка проводящих несмешивающихся смесей полистирола / полипропилена с перколированным проводящим наполнителем полианилин / полиамид путем настройки его специфических взаимодействий с триблочным компатибилизатором на основе стирола, привитым малеиновым ангидридом

Авторы)

Бхарати, А; Hejmady, P; Ван дер Донк, Том; Со, ДжинВон; Cardinaels, R; Moldenaers, P; ,

Год

2020 г.

Проверяется коллегами?

да

Журнал

Журнал прикладной науки о полимерах
ISSN: 0021-8995
EISSN: 1097-4628

Издатель

ВИЛИ

Место расположения

ХОБОКЕН

DOI

10.1002 / app.48433

Идентификатор Web of Science

WOS: 000484287300001

Абстрактный

Описан подход к наведению проводимости в несмешивающихся смесях полистирол / полипропилен (PS / PP) с использованием перколированного проводящего наполнителя полианилин / полиамид (PANI / PA) в сочетании с блок-полистиролом-поли (этилен-ран-бутилен) -блок-полистиролом. — привитой агент, улучшающий совместимость с малеиновым ангидридом.Подход основан на способности компатибилизатора одновременно стабилизировать сплошную морфологию и улучшать состояние дисперсности наполнителя PANI / PA. Избирательная локализация PANI / PA в фазе PS с улучшенной дисперсией наполнителя достигается с помощью оптимальной техники приготовления маточной смеси (MB) с последующим ее оптимизированным последовательным добавлением к компонентам смеси. Это приводит к увеличению проводимости постоянного тока на шесть десятков лет по сравнению с проводимостью чистой компатибилизированной смеси при эффективном значении 4.Концентрация ПАНИ 8 мас.%. Проведено исследование влияния функциональности и концентрации наполнителя и компатибилизатора на связность наполнителя в смеси. Преобладающие специфические взаимодействия анализируются с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и термогравиметрического анализа МБ. (c) Wiley Periodicals, Inc., 2019 г., J. Appl. Polym. Sci. 2019, 136, 48433.

Произошла ошибка при установке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Интернет-ресурс с информацией о материалах — MatWeb

MatWeb, ваш источник информации о материалах

Что такое MatWeb? MatWeb’s база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы.

Преимущества регистрации в MatWeb
Премиум-членство Характеристика: — Данные о материалах экспорт в программы CAD / FEA, включая:

Как найти данные о собственности в MatWeb

Нажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb.

У нас есть более 155 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем их, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши. кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями.

База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами — сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb.


Рекомендуемый материал:
Отрицательный CTE Сплав





Заявка на патент США на ПРОЗРАЧНУЮ КОМПОЗИЦИЮ НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИДА, СОСТАВЛЯЮЩУЮ СТЕКЛЯННЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ КРЕМНИЯ Заявка на патент (Заявка № 20200255661 от 13 августа 2020 г.)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к новым прозрачным термопластичным полимерным композициям, применимым для изготовления изделий, которые демонстрируют превосходные свойства прозрачности, в частности высокий коэффициент пропускания в сочетании с низкой матовостью.

Такие композиции полезны для производства прозрачных изделий, используемых в автомобилях, осветительных или оптических устройствах, электрических, электронных и телекоммуникационных приборах и, в частности, в мобильных устройствах, таких как мобильные телефоны.

Предпосылки создания изобретения

Прозрачные материалы, образованные из аморфных полиамидов (ПА), используются для изготовления прозрачных оптических устройств. Их преимущество в том, что они легкие, но их жесткость должна быть улучшена путем добавления армирующего материала, такого как армирующие волокна, в частности стекловолокно, неорганические наполнители или резиновые компоненты.

Патентный документ EP 2169008 описывает композицию аморфной полиамидной смолы, включающую стеклянный наполнитель, показатель преломления которого не отличается от показателя преломления полиамида более чем на 0,002. Эта композиция позволяет получить формованное изделие (лист толщиной 2 мм), демонстрирующее коэффициент пропускания приблизительно 65% и матовость приблизительно 25%. Однако для некоторых приложений такой производительности все еще недостаточно. Кроме того, высокая температура стеклования (Tg) этих армированных аморфных полиамидов превышает 150 ° C., могут затруднить их обработку (в частности, литье под давлением) и могут вызвать усадку материала.

Документ WO 2015/132510 раскрывает композиции на основе полиамида с превосходной прозрачностью, которые содержат полукристаллический полиамид, аморфный полиамид и стеклянные наполнители. Упомянутые стеклянные наполнители представляют собой стекло S2 и стекло, содержащее по массе по отношению к общей массе 68-74% кремнезема, 2-5% оксида алюминия, 2-5% оксида бора, 2-10% оксида кальция, 0-5%. % оксида цинка, 0-5% оксида стронция, 0-1% оксида бария, 1-5% оксида магния, 0-5% оксида лития, 5-12% оксида натрия и 0-10% оксида калия, общее количество оксид лития, оксид натрия и оксид калия — 8-12%.

Однако все еще существует потребность в жестких материалах с улучшенной прозрачностью, особенно с высоким коэффициентом пропускания и низкой матовостью.

Кроме того, существует потребность в таких материалах, которые легко обрабатывать и, в частности, обладают хорошей текучестью даже при высоком содержании наполнителя 20 мас. % или больше.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание прозрачной термопластической композиции со стеклянным наполнением с улучшенной прозрачностью, заметно улучшенным коэффициентом пропускания и / или матовостью.

Другой целью настоящего изобретения является создание такой композиции, которая демонстрирует улучшенную текучесть и, таким образом, обеспечивает высокое содержание наполнителя.

Такая цель достигается с помощью прозрачных композиций на основе полукристаллических и аморфных полиамидов, которые включают наполнители из стекла, которое содержит, выраженное в процентах по массе по отношению к общей массе наполнителя, менее 60,0 мас. % кремнезема (SiO 2 ) и более 5,0 мас. % оксида бора (B 2 O 3 ).

Действительно, было неожиданно обнаружено, что стеклянные наполнители, как определено выше, можно использовать для приготовления жестких композиций на основе полиамида, которые имеют превосходную прозрачность, о чем свидетельствуют высокий коэффициент пропускания и очень низкая мутность.

Соответственно, первый аспект настоящего изобретения направлен на прозрачную композицию на основе полиамида, содержащую:

    • от 5,0 до 40,0% по массе полукристаллического полиамида,
    • от 20,0 до 80.0% по весу по меньшей мере одного аморфного, прозрачного и по меньшей мере частично циклоалифатического полиамида,
    • от 0,0 до 5,0% по весу PEBA,
    • от 0,0 до 5,0% по весу добавок и
    • от 5,0 до 50,0% , предпочтительно от 10,0 до 40,0 мас.%, предпочтительно от 20,0 до 30,0 мас.% стеклянного наполнителя,
      , где стеклянный наполнитель содержит, выраженное в процентах по массе по отношению к общей массе наполнителя, менее 60,0 мас. % кремнезема (SiO 2 ) и более 5.0 вес. % оксида бора (B 2 O 3 ).

Особенно предпочтительной является такая композиция, в которой стеклянный наполнитель содержит, выраженное в процентах по массе по отношению к общей массе наполнителя, от 52,0 до 57,0% диоксида кремния (SiO 2 ), от 13,0 до 17,0% алюминия. оксид (Al 2 O 3 ), от 15,0 до 21,5% оксида бора (B 2 O 3 ), от 2,0 до 6,0% оксида кальция (CaO), от 2,0 до 6,0% оксида магния (MgO ), От 0,0 до 0.6% оксида лития (Li 2 O), оксида натрия (Na 2 O) и оксида калия (K 2 O) и от 1,0 до 4,0% диоксида титана (TiO 2 ) и от 0,2 до 2,0 % фтора (F 2 ).

Предпочтительно полукристаллический полиамид выбран из группы, состоящей из PA 4.10, PA 4.T, PA 6, PA 6.6, PA 4.6, PA 6.10, PA 6.12, PA 11, PA 12, PA 9.10, PA 9.12. , PA 9.13, PA 9.14, PA 9.15, PA 9.16, PA 9.18, PA 9.36, PA 10.10, PA 10.12, PA 10.13, PA 10.14, PA 12.10, PA 12.12, PA 12.13, PA 12.14, PA 6.14, PA 6.13, PA 6.15, PA 6.16, PA 6.18, PA MXD.6, PA MXD.10, PA 12.T, PA 11 / 10.T, PA 11 /6.T, PA 10.T, PA 9.T, PA 18.T, PA 6.T / 6.6, PA 6.6 / 6.T / 6.I, PA 6 / 6.T и их смеси.

Преимущественно аморфный полиамид выбирают из группы, состоящей из PA MACM.12, PA PACM.12, PA MACM.12 / PACM.12, PA 11 / MACM.14, PA 11 / MACM.10, PA 12 / MACM.I, PA 12 / MACM.T, 12 / MACM.I / MACM.T, PA 6.I / 6.T, PA 6.I / 6.T / MACM.I, PA 6.I / MACM. I / PACM.I / 12, PA 6.I / 6.T / MACM.I / MACM.T / PACM.I / PACM.T / 12, PA 11 / MACM.I, 11 / MACM.T и их смеси.

Предпочтительно разница в показателях преломления стеклянного наполнителя и компонентов смолы составляет 0,006 или меньше по отношению к свету с длиной волны 589 нм.

Преимущественно композиция при формовании в пластину толщиной 1 мм имеет коэффициент пропускания при 560 нм, составляющий по меньшей мере 85%, как измерено в соответствии со стандартом ISO 13468-2: 2006.

Предпочтительно композиция при формовании в пластину толщиной 1 мм имеет матовость менее 15%, измеренную в соответствии со стандартом ASTM D1003-97 (A).Стеклянный наполнитель, в частности, может быть выбран из группы, состоящей из стекловолокна, стеклянного порошка, стеклянных хлопьев, измельченных волокон, стеклянных шариков и их смесей. Стекловолокна особенно предпочтительны, и среди них особенно предпочтительны плоские волокна.

Композиция согласно изобретению может быть, в частности, в форме гранул или порошка.

Согласно второму аспекту изобретение относится к способу производства прозрачной композиции, как определено выше, включающему стадию:

    • смешивания полукристаллического полиамида, аморфного полиамида, стеклянного наполнителя и необязательные компоненты в соответствующих количествах.

Согласно третьему аспекту изобретение касается использования прозрачной композиции, как определено выше, для изготовления прозрачных изделий, в частности, путем формования, литья под давлением, экструзии, совместной экструзии, горячего прессования, литья под давлением с несколькими инжекциями, ротационного формования. формование или спекание, особенно лазерное спекание.

Согласно третьему аспекту изобретение относится к способу изготовления прозрачного изделия, включающему стадии:

    • смешивания указанного полукристаллического полиамида с указанным аморфным полиамидом и указанным стеклянным наполнителем и необязательными компонентами для получения прозрачного состав, как определено выше;
    • обработка прозрачной композиции; и
    • восстановление прозрачного изделия.

Согласно последнему аспекту изобретение также относится к прозрачному изделию, изготовленному из композиции, определенной выше. Такие изделия могут быть, в частности, включены в электрическое или электронное оборудование, особенно мобильные устройства, такие как мобильные телефоны и ноутбуки; оптическое оборудование, спортивный инвентарь; точные инструменты; космическое оборудование, в частности оборудование спутников или космических челноков; авиационное или автомобильное оборудование; дисплеи; экраны; тепловые, солнечные или фотоэлектрические панели; строительные изделия; декоративные изделия; игры; игрушки; модные изделия; мебель; упаковка или багаж.

Определения

В рамках настоящего описания:

Термин «прозрачный» следует понимать как означающий материалы, демонстрирующие:

    • коэффициент пропускания при 560 нм, по крайней мере, равный 80%, в частности 85%, и наиболее предпочтительно более 90% при 560 нм на пластине толщиной 1 мм (измерено в соответствии со стандартом ISO 13468-2: 2006),
    • мутность менее 20%, в частности менее 15% и наиболее предпочтительно менее 10% (единица мутности) на пластине толщиной 1 мм (измерено в соответствии со стандартом ASTM D1003-97 (A)).

Термин «помутнение» следует понимать как означающий потускнение, запотевание, туман или конденсацию на поверхности материала. Мутность может негативно повлиять на прозрачность, эстетичный вид и блеск поверхности состава.

Термин «полукристаллические полиамиды» означает полиамиды, которые имеют энтальпию плавления не менее 30 Дж / г. Энтальпию плавления полиамидов можно измерить с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) при втором нагревании образца и в соответствии с ISO 11357-3: 2013.

Термин «аморфные полиамиды» означает полиамиды, которые имеют энтальпию плавления менее 30 Дж / г. Энтальпию плавления полиамидов можно измерить с помощью ДСК при втором нагревании образца и в соответствии с ISO 11357-3: 2013.

Под термином «стеклянный наполнитель» понимается любой стеклянный наполнитель, в частности, описанный Фредериком Т. Валленбергером, Джеймсом К. Уотсоном и Хонг Ли, PPG Industries Inc. (Справочник ASM, том 21: композиты (# 06781G) ), 2001 ASM International).Предпочтительные стеклянные наполнители имеют показатель преломления, который по существу совпадает с показателем преломления аморфного полиамида.

Термин «стекло NE» относится к типу стекла, используемого, в частности, для производства стеклянных волокон с низкой диэлектрической проницаемостью и коэффициентом диэлектрического рассеяния. Как определено в патенте EP 1 086 930 B1, выданном Nitto Boseki Co. Ltd., такое стекло имеет следующий состав: 53-57% по весу диоксида кремния (SiO 2 ), 13-16% по весу оксида алюминия (Al 2 О 3 ), 15.0-19,5% по весу оксида бора (B 2 O 3 ), 3,0 — менее 6% по весу оксида магния (MgO), 2-5% по весу оксида кальция (CaO) и 1- 4% по весу диоксида титана (TiO 2 ), 0-0,2% по весу оксида лития (Li 2 O), 0-0,2% по весу оксида натрия (Na 2 O), 0- 0,2% по массе оксида калия (K 2 O) и 0,2-1 мас. % фтора (F 2 ), содержание MgO и CaO составляет 7-10%, а содержание Li 2 O, Na 2 O и K 2 O равно 0.2-0,5%.

Термин «мономер» в настоящем описании полиамидов следует понимать в значении «повторяющееся звено». Действительно, в случае, если повторяющееся звено полиамида состоит из комбинации двухосновной кислоты с диамином, мономер представлен комбинацией указанного диамина и двухосновной кислоты, то есть парой диамина и диацида (в эквимолярных количествах). В самом деле, по отдельности двухосновная кислота или диамин представляют собой только структурную единицу и не способны сами по себе полимеризоваться.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В самом широком смысле настоящее изобретение направлено на прозрачную композицию, содержащую:

    • полукристаллический полиамид;
    • аморфный полиамид; и
    • наполнитель для стекла, выраженный в% по массе по отношению к общей массе наполнителя, менее 60.0 вес. % кремнезема (Sift) и более 5,0 мас. % оксида бора (B 2 O 3 ).

Хотя такие стеклянные наполнители известны как таковые, было довольно неожиданным обнаружить, что при включении в прозрачные композиции на основе полиамида эти стеклянные наполнители демонстрируют улучшенные значения пропускания и мутности по сравнению с аналогичными композициями смол, усиленными обычными стеклянными наполнителями. например стекло S2.

Согласно первому аспекту изобретение, таким образом, направлено на прозрачную композицию, которая включает, по отношению к общей массе композиции:

    • из 5.От 0 до 40,0 мас.%, Предпочтительно от 10,0 до 30,0 мас.%, Предпочтительно от 10,0 до 20,0 мас.% Полукристаллического полиамида,
    • от 20,0 до 80,0 мас.%, Предпочтительно от 30,0 до 70,0 мас.%, Предпочтительно от 40,0 до 60,0% по весу по меньшей мере одного аморфного, прозрачного и по меньшей мере частично циклоалифатического полиамида,
    • от 5,0 до 50,0%, предпочтительно от 10,0 до 40,0% по весу, предпочтительно от 20,0 до 30,0% по весу от веса стекла наполнитель, где стеклянный наполнитель содержит, выраженное в% по массе по отношению к общей массе наполнителя, менее 60.0 вес. % кремнезема (SiO 2 ) и 5,0 мас. % или более оксида бора (B 2 O 3 ).

Полукристаллический полиамид

Полукристаллический полиамид, присутствующий в прозрачной композиции по настоящему изобретению, может быть гомополиамидом или сополиамидом. Полукристаллический полиамид может быть алифатическим полиамидом, полуароматическим полиамидом или их смесью.

Особенно предпочтительны линейные алифатические полиамиды. Из-за наличия крупных сферолитов коэффициент пропускания таких полиамидов обычно составляет менее 80% при 560 нм для пластины толщиной 1 мм (согласно стандарту ISO 13468-2: 2006).

В частности, полукристаллический полиамид, используемый в настоящем изобретении, может быть выбран из группы, состоящей из: PA 4.10, PA 4.T, PA 6, PA 6.6, PA 4.6, PA 6.10, PA 6.12, PA 11, PA 12, PA 9.10, PA 9.12, PA 9.13, PA 9.14, PA 9.15, PA 9.16, PA 9.18, PA 9.36, PA 10.10, PA 10.12, PA 10.13, PA 10.14, PA 12.10, PA 12.12, PA 12.13, PA 12.14 , PA 6.14, PA 6.13, PA 6.15, PA 6.16, PA 6.18, PA MXD.6, PA MXD.10, PA 12.T, PA 10.T, PA 9.T, PA 18.T, PA 6.T /6.6, PA 6.6 / 6.T / 61, PA 6 / 6.T, PA 11/10.Статистические и / или блок-сополимеры T, PA 11 / 6.T и их смеси.

Особенно предпочтительными полукристаллическими полиамидами являются PA 11, PA 12, PA 10.10, статистические и / или блок-сополимеры и их смеси.

Композиция согласно изобретению может содержать один, два или несколько отдельных полукристаллических полиамидов. Предпочтительными являются композиции, содержащие один или два отдельных полукристаллических полиамида.

Полукристаллический полиамид составляет от 5% до 40% по весу, предпочтительно от 10% до 30% по весу, предпочтительно от 10% до 20% по весу, относительно общего веса прозрачной композиции в соответствии с изобретение.

Аморфный полиамид

Аморфные полиамиды, присутствующие в прозрачной композиции по настоящему изобретению, могут быть гомополиамидами или сополиамидами. Их предпочтительно выбирают из алифатических полиамидов, циклоалифатических полиамидов, ароматических полиамидов и их смесей.

Аморфные полиамиды, как правило, жесткие (модуль упругости при изгибе ISO> 1300 МПа) и не деформируются при нагревании при 60 ° C, поскольку они имеют температуру стеклования Tg более 75 ° C. сроки ударопрочности по Шарпи по ISO ниже по сравнению с ударопрочными полиамидами.Кроме того, их химическая стойкость невысока, в частности, из-за их аморфной природы.

Соответствующие аморфные полиамиды описаны в документах EP 1 595 907 и WO 09/153534. В качестве примеров аморфных полиамидов можно упомянуть PA MACM.10, PA MACM.12, PA MACM.14, PA MACM.16, PA MACM.18, PA PACM.12, PA MACM.12 / PACM.12. , PA 11 / MACM.14, PA 11 / MACM.10, PA 12 / MACM.I, PA 12 / MACM.I / MACM.T, PA 6.I / 6.T, PA 6.I / 6.T /MACM.I, PA 11 / MACM.I, статистические и / или блок-сополимеры и их смеси.

В одном варианте осуществления композиция по изобретению включает смесь по меньшей мере одного алифатического аморфного полиамида и по меньшей мере одного ароматического аморфного полиамида. Такая смесь предпочтительно включает от 10 до 80 мас.% Алифатического аморфного полиамида и от 20 до 90 мас.% Ароматического аморфного полиамида.

В другом варианте аморфные полиамиды не являются ароматическими. Действительно, ароматические аморфные полиамиды обычно повышают Tg композиции и, таким образом, требуют более высокой температуры обработки и, таким образом, представляют повышенный риск разложения других компонентов композиции.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения аморфный полиамид включает более 50 мол.%, Особенно более 70 мол.%, Еще более предпочтительно более 80 мол.%, И в частности более 90 мол.%, И в частности 100 мол.% Эквимолярной комбинации по меньшей мере одного циклоалифатического диамина и по меньшей мере одной алифатической дикарбоновой кислоты.

По меньшей мере одна алифатическая дикарбоновая кислота предпочтительно включает более 50 мол.% Линейной алифатической дикарбоновой кислоты.Предпочтительно указанная линейная алифатическая дикарбоновая кислота имеет от 10 до 36 атомов углерода, в частности от 10 до 18 атомов углерода. Алифатические дикарбоновые кислоты могут быть предпочтительно выбраны из 1,10-декандикарбоновой кислоты или себациновой кислоты, 1,12-додекандикарбоновой кислоты, 1,14-тетрадекандикарбоновой кислоты и 1,18-октадекандикарбоновой кислоты и их смесей. Такой особый состав аморфного полиамида позволяет достичь коэффициента пропускания при 560 нм по меньшей мере 85% и даже 90% или более.

Однако по меньшей мере одна алифатическая дикарбоновая кислота может также необязательно быть по меньшей мере частично разветвленной по меньшей мере одной алкильной группой от C 1 до C 3 (имеющей от 1 до 3 атомов углерода).

По меньшей мере одна алифатическая дикарбоновая кислота также может быть циклоалифатической. Примеры таких циклоалифатических дикарбоновых кислот включают 1,4-циклогександикарбоновую кислоту и 1,3-циклогександикарбоновую кислоту.

Кроме того, неалифатическая дикарбоновая кислота может вносить вклад в мономерный состав аморфного полиамида. Неалифатические дикарбоновые кислоты могут быть предпочтительно выбраны из ароматических двухосновных кислот, в частности изофталевой кислоты (I), терефталевой кислоты (T), нафталиндикарбоновой кислоты и их смесей.В одном варианте осуществления неалифатические дикарбоновые кислоты присутствуют в количестве не более 15 мол.% По отношению к общему количеству мономеров дикарбоновых кислот аморфного полиамида.

Подходящие циклоалифатические диамины включают бис (3,5-диалкил-4-аминоциклогексил) метан, бис (3,5-диалкил-4-аминоциклогексил) этан, бис (3,5-диалкил-4-аминоциклогексил) пропан, бис ( 3,5-диалкил-4-аминоциклогексил) бутан, бис (3-метил-4-аминоциклогексил) метан (сокращенно «BMACM», «MACM» или «B»), бис (п-аминоциклогексил) метан (сокращенно « PACM »или« P »), 2,2-бис (3-метил-4-аминоциклогексил) пропан (MACP), изофорондиамин (IPD), 2,6-бис (аминометил) норборнан (BAMN), 1,3-бис (аминометил) циклогексан (ВАС) и их смеси.

Преимущественно одиночный циклоалифатический диамин, в частности бис (3-метил-4-аминоциклогексил) метан (BMACM) или бис (пара-аминоциклогексил) метан (PACM), используют в качестве диамина для получения аморфного полиамида.

Однако, согласно конкретному варианту осуществления, по меньшей мере, один нециклоалифатический диамин также может участвовать в составе диаминовых мономеров аморфных полиамидов. Такие нециклоалифатические диамины предпочтительно присутствуют в количестве не более 30 мол.% По отношению к диаминовым мономерам аморфных полиамидов.В качестве нециклоалифатического диамина можно назвать линейные алифатические диамины, такие как 1,4-тетраметилендиамин, 1,6-гексаметилендиамин, 1,9-нонандиамин и 1,10-декаметилендиамин. Также могут присутствовать нециклоалифатические диамины, разветвленные по меньшей мере одной C 1 — C 3 алкильной группой (имеющей от 1 до 3 атомов углерода). Подходящие нециклоалифатические разветвленные диамины включают триметил-1,6-гексаметилендиамин и 2-метил-1,5-пентаметилендиамин.

Аморфный полиамид может дополнительно необязательно содержать до 50 мол.% По меньшей мере одного полиамидного сомономера, отличного от указанной преобладающей эквимолярной комбинации, определенной выше.Указанный по меньшей мере один другой сомономер может быть выбран из лактамов, α, ω-аминокарбоновых кислот, комбинаций диаминдиацида, отличных от указанных выше, и их смесей. Лактам может быть выбран, например, из капролактама, оэнантолактама и лауриллактама. Α, ω-аминокарбоновая кислота может быть, например, выбрана из аминокапроновой кислоты, 7-аминогептановой кислоты, 11-аминоундекановой кислоты или 12-аминододекановой кислоты. Предпочтительно, аморфный полиамид содержит менее 30 мол.%, Предпочтительно менее 20 мол.% И, в частности, менее 10 мол.% Указанного другого сомономера (ов) полиамида.

Предпочтительные примеры аморфных полиамидов включают, в частности: полиамид PA MACM.12, PA PACM.12, PA MACM.12 / PACM.12, PA 11 / MACM.14, PA 11 / MACM.10, PA 12 / MACM. .I, PA 12 / MACM.T, 12 / MACM.I / MACM.T, PA 6.I / 6.T, PA 6.I / 6.T / MACM.I, PA 6.I / MACM.I /PACM.I/12, PA 6.I / 6.T / MACM.I / MACM. T / PACM.I / PACM. T / 12, PA 11 / MACM.I, 11 / MACM.T и их смеси.

Также можно использовать аморфные полиамиды, доступные на рынке, такие как Grilamid® TR55, Grilamid® TR90, производимые EMS Chemie, Trogamid® CX7323, производимые Evonik Degussa-Chemie, Rilsan® Clear G170 и Rilsan® Clear. G850 производства Arkema.

Показатель преломления композиции смолы предпочтительно составляет от 1,505 до 1,545, даже более предпочтительно от 1,507 до 1,540 и, в частности, от 1,508 до 1,520, по отношению к свету с длиной волны 589 нм.

Указанный аморфный полиамид составляет от 20% до 80% по массе, предпочтительно от 30% до 70% по массе и, в частности, от 40% до 60% по массе, по отношению к общей массе композиции согласно изобретению.

PEBA

Композиция согласно изобретению может дополнительно содержать 0.От 0 до 5,0%, предпочтительно от 1,0 до 4,0% и, в частности, от 2,0 до 3,0 по массе, по меньшей мере, одного сополимера, содержащего блок (блоки) РЕ и блок (блоки) PA, в дальнейшем обозначаемых термином PEBA.

PEBA получается в результате поликонденсации полиамидных блоков, содержащих реактивные концы, с полиэфирными блоками, содержащими реактивные концы, например, среди прочего:

    • 1) полиамидные блоки, содержащие концы диаминовой цепи, с полиоксиалкиленовыми блоками, содержащими концы дикарбоксильных цепей,
    • 2) полиамидные блоки, содержащие концы дикарбоксильной цепи с полиоксиалкиленовыми блоками, содержащими концы диаминовой цепи, которые получены цианоэтилированием и гидрированием алифатических α, ω-дигидроксилированных полиоксиалкиленовых блоков, известных как полиэфирдиолы,
    • 3) полиамидные блоки, содержащие концы дикарбоксильных цепей с полиэфирдиолами, полученные продукты в данном конкретном случае представляют собой полиэфирэферамиды.

Блоки полиамида, содержащие концы дикарбоксильных цепей, образуются, например, в результате конденсации предшественников полиамидов в присутствии дикарбоновой кислоты, ограничивающей цепь. Блоки полиамида, содержащие концы диаминовой цепи, возникают, например, в результате конденсации предшественников полиамидов в присутствии диамина, ограничивающего цепь.

Среднечисленная молярная масса Mn полиамидных блоков составляет от 400 до 20 000 г / моль, предпочтительно от 500 до 10 000 г / моль.

Указанные блоки простого полиэфира составляют от 10 до 80 мас.%, Предпочтительно от 20 до 60 мас.%, Предпочтительно от 20 до 40 мас.% По отношению к общей массе сополимера.

Среднечисленная молекулярная масса блоков полиэфира составляет от 200 до 1000 г / моль (без ограничений), предпочтительно в диапазоне от 400 до 800 г / моль (включая пределы), предпочтительно от 500 до 700 г / моль.

Полиэфирные блоки получаются, например, по крайней мере из одного полиалкиленового эфира полиола, в частности диола полиалкиленового эфира, предпочтительно выбранного из полиэтиленгликоля (PEG), полипропиленгликоля (PPG), политриметиленгликоля (PO3G), политетраметиленгликоля (PTMG). ) и их смеси или их сополимеры.Блоки РЕ могут содержать полиоксиалкиленовые последовательности, содержащие концы цепи NH 2 , причем такие последовательности могут быть получены цианоацетилированием алифатических α, ω-дигидроксилированных полиоксиалкиленовых последовательностей, известных как полиэфирдиолы. Более конкретно, можно использовать Jeffamines (например, Jeffamine® D400, D2000, ED 2003 или XTJ 542, коммерческие продукты от Huntsman).

Указанный по меньшей мере один блок простого полиэфира предпочтительно содержит по меньшей мере один простой полиэфир, выбранный из полиалкиленэфирных полиолов, таких как PEG, PPG, PO3G, PTMG, простых полиэфиров, содержащих полиоксиалкиленовые последовательности, содержащие концы цепей NH 2 , их статистические и / или блок-сополимеры ( сополиэфиры) и их смеси.

Может быть выгодным, чтобы химический состав аморфного полиамида соответствовал одному из полиамидных блоков PEBA, чтобы оптимизировать совместимость полиамида с PEBA.

Добавление PEBA в композицию обычно улучшает технологичность композиции: улучшенную текучесть (или текучесть) и улучшенную пластичность, сохраняя при этом ее свойства прозрачности. Литье под давлением композиции согласно изобретению легко и приводит к очень небольшой усадке материала после литья под давлением, что позволяет получать детали с высокой точностью размеров.

Полукристаллический полиамид, аморфный полиамид и необязательный ПЭБА, используемые в композиции по настоящему изобретению, предпочтительно имеют по существу одинаковый показатель преломления. Чтобы отрегулировать показатель преломления, можно изменять исходные материалы, используемые для синтеза ПЭБА и полиамидов. Обычно добавление ароматического соединения (например, ароматической двухосновной кислоты) увеличивает показатель преломления продукта. Для PEBA показатель преломления уменьшается, если, например, содержание PTMG увеличивается по сравнению с чистым полиамидом, имеющим тот же состав, что и полиамидный блок PEBA.В серии полиамидов типа BMACM.Y, где Y является алифатической двухосновной кислотой, чем длиннее Y, тем ниже показатель преломления. Для линейного алифатического полиамида, чем выше число CH 2 в единице, тем ниже показатель преломления.

Стеклянный наполнитель

Согласно изобретению стеклянный наполнитель, присутствующий в прозрачной композиции, имеет содержание диоксида кремния (SiO 2 ) ниже 60,0 мас. %, а предпочтительно 52,0-57,0 мас. % и содержание оксида бора более 5.0 вес. %, в частности 15,0-21,5 мас. %.

Стеклянный наполнитель предпочтительно имеет содержание оксида алюминия (Al 2 O 3 ) от 8,0 до 22,0 мас. %, в частности от 10,0 до 20,0 мас. % и более конкретно от 13,0 до 17,0 мас. %. Стеклянный наполнитель предпочтительно может дополнительно иметь содержание оксида магния (MgO) от 0,0 до 10,0 мас. %, в частности от 1,0 до 8,0 мас. % и более конкретно от 2,0 до 6,0 мас. %. Преимущественно стеклянный наполнитель имеет содержание оксида кальция (СаО) 0.От 0 до 10,0 мас. %, в частности от 1,0 до 8,0 мас. % и более конкретно от 2,0 до 6,0 мас. %. Предпочтительно стеклянный наполнитель дополнительно имеет содержание диоксида титана (TiO 2 ) от 0,0 до 10,0 мас. %, в частности от 0,5 до 5,0 мас. % и более конкретно от 1,0 до 4,0 мас. %.

Предпочтительно стеклянный наполнитель дополнительно отличается тем, что он имеет содержание фтора (F 2 ) от 0,0 до 5,0 мас. %, в частности от 0,5 до 3,0 мас. % и более конкретно от 0,2 до 2,0 мас. %.Кроме того, стеклянный наполнитель предпочтительно имеет комбинированное содержание оксида лития, натрия и калия (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) от 0,0 до 3,0 мас. %, в частности от 0,0 до 1,0 мас. % и более конкретно менее 0,6 мас. %.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления стеклянный наполнитель по существу содержит (и может даже состоять из) вышеупомянутые минералы. Стеклянный наполнитель, однако, может также содержать еще один или несколько компонентов, отличных от компонентов, упомянутых выше, таких как, например, оксид металла, такого как Ba, Zn, Sr, Fe, Co, Ni, Sn, Zr. или Пн.

Показатель преломления стеклянного наполнителя преимущественно совпадает с показателем преломления композиции смолы, описанной выше. Предпочтительно, описанный выше стеклянный наполнитель имеет показатель преломления от 1,505 до 1,545 и, в частности, от 1,507 до 1,540 по отношению к свету с длиной волны 589 нм.

Показатель преломления стеклянного наполнителя можно соответствующим образом отрегулировать в соответствии с показателем преломления композиции смолы.

В случае, когда показатель преломления стеклянного наполнителя ниже желаемого показателя преломления, показатель преломления можно увеличить, например, путем замены части диоксида кремния (SiO 2 ) оксидом кальция (CaO) .Например, если 0,4% диоксида кремния (SiO 2 ) заменить 0,4% оксида кальция (CaO), показатель преломления стеклянного наполнителя увеличивается примерно на 0,002.

В случае, когда показатель преломления стеклянного наполнителя выше желаемого показателя преломления, показатель преломления можно снизить, например, путем замены части оксида кальция (СаО) соединением щелочного металла. В частности, например, если 0,5% оксида кальция (CaO) заменено на 0.5% оксида натрия (Na 2 O) показатель преломления стеклянного наполнителя уменьшается примерно на 0,002.

В одном варианте осуществления разница в показателях преломления между стеклянным наполнителем и композицией смолы составляет 0,010 или меньше, предпочтительно 0,006 или меньше, в частности 0,002 и наиболее предпочтительно 0,001 или меньше по отношению к свету, имеющему длину волны 589 нм.

Показатель преломления измеряется при 23 ° C на заданной длине волны на рефрактометре Abbe от Atago (модель NAR_1T SOLID).

В настоящем изобретении стеклянный наполнитель может включать (в действительности даже состоять из): стекловолокно, стеклянные порошки, стеклянные хлопья, измельченные волокна, стеклянные шарики и их смеси.

Стеклянный порошок можно получить любым производственным процессом, например плавлением стекла с последующим гранулированием в воде. Средний размер частиц предпочтительно составляет от 1 до 100 мкм, как определено с использованием лазерного дифракционного анализатора размера частиц в соответствии с ISO 13320-1: 2009.

Стеклянный наполнитель также может иметь форму стеклянных хлопьев, которые могут быть получены с помощью любого обычного производственного процесса, в частности путем распыления расплавленной массы.Толщина стеклянных чешуек предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм.

Измельченные волокна можно производить известными обычными способами. Например, измельченное волокно может быть получено путем измельчения нити стекловолокна в молотковой или бисерной мельнице. Диаметр волокна и отношение длины к диаметру измельченного волокна предпочтительно составляют от 5 до 50 мкм и от 2 до 150 соответственно.

Стеклянные шарики могут быть получены с помощью любого общеизвестного производственного процесса, например путем плавления и распыления расплавленной стеклянной массы.Размер частиц стеклянных шариков предпочтительно составляет от 5 до 300 мкм.

Среди стеклянных наполнителей, упомянутых выше, стекловолокно является предпочтительным из-за их механической прочности. Диаметр стекловолокна предпочтительно составляет от 5 до 50 мкм, предпочтительно от 10 до 45 мкм. Стекловолокно дополнительно имеет предпочтительную среднюю длину от 100 мкм до 10 мм, в частности от 1 до 6 мм.

Стекловолокно может иметь круглую или некруглую площадь поперечного сечения. Волокна с некруглым поперечным сечением, также называемые плоскими волокнами, являются предпочтительными.

Действительно, было замечено, что плоские волокна обеспечивают улучшенную текучесть. Композиции с высокой текучестью легче изготавливать и трансформировать. Соответственно, можно добавлять более высокую долю плоских стеклянных волокон по сравнению с другими стеклянными наполнителями, особенно стеклянными волокнами с круглой площадью поперечного сечения. Композиции с более высоким содержанием наполнителя обычно обладают более высокой прочностью. Плоские стекловолокна дополнительно придают гладкость поверхности и, таким образом, приводят к получению композиций с высоким блеском.

Плоские волокна можно описать двумя диаметрами a и b. Предпочтительно меньший диаметр a плоских волокон составляет от 3 до 15, а более предпочтительно от 5 до 10 мкм. Больший диаметр b плоских волокон предпочтительно составляет от 5 до 25, а более предпочтительно от 10 до 15 мкм.

Стекловолокно можно производить любым способом прядения, обычно известным для непрерывного стекловолокна. Например, можно фибриллировать стекло с помощью различных процессов, таких как процесс прямого плавления, в котором стекло подвергается непрерывному стеклованию в печи, затем помещается в тигель и подвергается вращению с помощью втулки, установленной на нижнем часть тигля и процесс переплавки, в котором расплавленное стекло превращается в шарик или стержень с последующим переплавлением и прядением.

Особенно предпочтительными стеклянными наполнителями являются плоские стекловолокна NE, продаваемые NITTO BOSEKI.

Преимущественно стеклянный наполнитель обрабатывают связующим агентом для увеличения сродства и адгезии к композиции смолы. Хорошее сродство между стеклянным наполнителем и композицией смолы предотвращает любое снижение прозрачности формованного продукта, вызванное образованием пустот.

В качестве связующих агентов могут быть упомянуты агенты на основе силана, борана, алюминатов, вещества титанатного типа и т.п.В частности, предпочтительны силановые связующие агенты, поскольку они обеспечивают хорошую адгезию между аморфной полиамидной смолой и стеклянным наполнителем. В качестве связующего агента силанового типа можно использовать аминосилановый, эпоксисилановый и акрилсилановый связующие агенты и тому подобное. Среди силановых связующих агентов предпочтительны аминосилановые связующие агенты.

Кроме того, обработка наполнителей может необязательно включать пленкообразующие агенты, смазывающие агенты, антистатические агенты и тому подобное, в дополнение к связующему агенту.Эти компоненты можно использовать по отдельности или в комбинации. В качестве примеров пленкообразующего агента можно упомянуть винилацетат, уретан, акрил, сложный полиэфир, простой полиэфир, фенокси, полиамид и эпоксидные смолы и / или тому подобное. В качестве примеров смазывающего агента можно упомянуть поверхностно-активные агенты на основе сложного алифатического эфира, простого алифатического эфира, сложного ароматического эфира или простого ароматического простого эфира. В качестве примеров антистатического агента можно назвать неорганические соли, такие как хлорид лития или йодид калия, а также соли четвертичного аммония, такие как хлорид аммония или этосульфат аммония.

Согласно настоящему изобретению содержание стеклянного наполнителя в полиамидной композиции составляет от 5,0 до 50,0% по весу, в частности от 10,0 до 40,0%, предпочтительно от 20,0 до 30,0% по весу, по отношению к общей массе сочинение.

Когда количество стеклянного наполнителя в полиамидной композиции находится в пределах вышеупомянутого диапазона, можно получить формованный продукт, который сочетает в себе хорошие механические свойства и превосходную прозрачность.

Полукристаллический полиамид, аморфный полиамид и необязательные другие полимеры в композиции изобретения предпочтительно имеют по существу одинаковый показатель преломления.Чтобы отрегулировать показатель преломления, можно изменять исходные материалы, используемые для синтеза соответствующих полимеров. Обычно добавление ароматического соединения (например, ароматической двухосновной кислоты) увеличивает показатель преломления продукта. В серии полиамидов типа MACM.Y, где Y представляет собой алифатическую двухосновную кислоту, чем длиннее Y, тем ниже показатель преломления. Для линейного алифатического полиамида, чем выше число CH 2 в единице, тем ниже показатель преломления.

Добавки

Вышеуказанные композиции могут дополнительно содержать от 0,0 до 5,0% по весу, предпочтительно от 0,5 до 4% и предпочтительно от 1 до 3% по весу добавок.

Добавка может быть любой обычной добавкой, используемой в области полимеров. В частности, он может быть выбран из группы, состоящей из красителей, в частности пигментов и красителей; УФ-стабилизаторы; средства против старения; антиоксиданты; псевдоожижающие агенты; средства против истирания; смазки для форм; стабилизаторы; пластификаторы; модификаторы удара; поверхностно-активные вещества; осветлители; наполнители; волокна, не являющиеся стекловолокном; воски; и их смеси.

Пигменты могут быть, в частности, эффективными пигментами, такими как дифракционные пигменты, интерференционные пигменты, такие как перламутровые агенты, светоотражающие пигменты и их смеси.

Наполнители, кроме стеклянных наполнителей, описанных выше, включают, в частности, диоксид кремния, углеродную сажу, углеродные нанотрубки, расширенный графит и оксид титана.

Способы производства и использования

Прозрачная композиция на основе полиамида по настоящему изобретению может быть легко произведена с использованием процессов, известных в данной области техники.

Согласно второму аспекту изобретение, таким образом, направлено на способ производства композиции по изобретению, включающий стадию:

    • смешивания полукристаллического полиамида, аморфного полиамида, стеклянного наполнителя. и необязательные компоненты в соответствующих количествах.

Порядок введения компонентов, как правило, не критичен. Соответственно, ингредиенты можно добавлять в любом порядке.

Этап смешивания может осуществляться путем сухого смешивания компонентов. В качестве альтернативы смешивание может осуществляться путем смешивания различных компонентов. Предпочтительно сухое смешивание, поскольку оно более удобно и, кроме того, влечет за собой меньший риск загрязнения.

Композиция согласно изобретению затем может быть подвергнута дальнейшей переработке, в частности, преобразована в гранулы или порошки.

Пеллеты можно производить, в основном, путем экструзии.

Гранулы впоследствии могут быть измельчены в порошок.Средний диаметр порошка, определенный с использованием лазерного дифракционного анализатора размера частиц, предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 1000 мкм, предпочтительно от 50 до 800, еще более предпочтительно от 100 до 600 и, в частности, от 200 до 400 мкм. Такие порошки могут быть получены обычными методами, такими как криогенное измельчение и микрогрануляция.

Композиция по настоящему изобретению в форме гранул или порошка может быть использована в обычных процессах формования полимеров для производства нитей, труб, пленок или листов, пластин или других прозрачных изделий.Прекрасное совпадение показателей преломления композиции смолы и стеклянного наполнителя позволяет получить изделие, имеющее очень высокую прозрачность.

Согласно третьему аспекту изобретение, таким образом, также направлено на использование композиции, описанной выше, для изготовления прозрачных изделий.

Прозрачные изделия могут быть изготовлены, в частности, путем формования, литья под давлением, экструзии, совместной экструзии, горячего прессования, множественного литья под давлением, ротационного формования или спекания, особенно лазерного спекания.

Согласно четвертому аспекту изобретение направлено на способ изготовления прозрачного изделия, включающий стадии:

    • смешивания указанного полукристаллического полиамида с указанным аморфным полиамидом и указанным стеклянным наполнителем и необязательными компонентами для получить прозрачную композицию изобретения;
    • обработка прозрачной композиции; и
    • восстановление прозрачного изделия.

Этап обработки может выполняться с использованием обычных процессов формования полимеров, таких как формование, литье под давлением, экструзия, соэкструзия, горячее прессование, литье под давлением с несколькими инжекциями, ротационное формование, спекание, особенно лазерное спекание.

Для изготовления изделий путем формования, литья под давлением или экструзии предпочтительно использовать композицию по настоящему изобретению в форме гранул.

Для изготовления изделий путем спекания, такого как лазерное спекание или ротационное формование, предпочтительно использовать композицию изобретения в форме порошка. Такой порошок предпочтительно имеет средний размер частиц менее 400 мкм и даже более предпочтительно менее 200 мкм.

Согласно пятому аспекту изобретение направлено на изделие, изготовленное из прозрачной композиции изобретения.

Такие изделия могут демонстрировать повышенную прозрачность, которая характеризуется, в частности, превосходным коэффициентом пропускания и низкой матовостью, и поэтому могут представлять интерес для электрического или электронного оборудования, особенно мобильных устройств, таких как мобильные телефоны и ноутбуки; оптическое оборудование; спортивное оборудование; точные инструменты; космическое оборудование, в частности оборудование спутников или космических челноков; авиационное или автомобильное оборудование; дисплеи; экраны; тепловые, солнечные или фотоэлектрические панели; строительные изделия; декоративные изделия; игры; игрушки; модные изделия; мебель; упаковка или багаж, предпочтительно электрическое и электронное оборудование, такое как мобильные устройства.

Более конкретно, изделие может быть стеклом, оправой, линзой, листом, стеклом, козырьком, щитом, окном, навесом самолета, защитной оболочкой или упаковкой.

Более конкретно, изделие может быть стеклом, оправой и / или линзой, баллистическим остеклением, прозрачным листом, шлемом, козырьком, щитом, защитным костюмом; спортивное оборудование; часовое стекло; космическое оборудование, в частности оборудование спутников или космических челноков; авиационное или автомобильное оборудование, такое как лобовое стекло, остекление, иллюминатор, кабина пилота, навес самолета, окно, пуленепробиваемое остекление, в частности, для автомобиля или конструкции, прожектор или остекление фар; остекление дисплеев, в частности, рекламное, электронное или компьютерное остекление; экранный компонент; остекление для тепловой, солнечной или фотоэлектрической панели; изделие для строительства, меблировки, электроприборов или декоративной промышленности; для индустрии игр или игрушек; для индустрии моды, например, туфли на каблуках или драгоценности; для мебельной промышленности, например, для компонентов стола, сиденья или кресла; презентация, упаковка, корпус, коробка, контейнер или фляжка, изделие или компонент, изделие для парфюмерии, косметической или фармацевтической промышленности; багаж; компонент для защиты при транспортировке; защитная оболочка компьютерного, электронного или телекоммуникационного устройства, в частности мобильного телефона.

ПРИМЕРЫ

Приведенные ниже примеры иллюстрируют настоящее изобретение, не ограничивая его объем. Если не указано иное, все проценты и части выражены по массе.

Все вязкости в растворе являются характеристическими вязкостями и были измерены в м-крезоле в соответствии со стандартом ISO 307: 2007.

Свойства прозрачности (коэффициент пропускания и мутность) измеряли на пластинах толщиной 1 мм. Мутность измеряли в соответствии со стандартом ASTM D1003-97 (A).Пропускание измеряли при 560 нм в соответствии со стандартом ISO 13468-2: 2006.

Показатель преломления был измерен для композиции смолы со стеклянными волокнами при 23 ° С, при 589 нм на рефрактометре Аббе от Atago (модель NAR 1T SOLID).

Используемый аморфный полиамид:

PAam1: PA 11 / MACM.10, содержащий более 80 мол.% Мономера MACM.10 (где «10» представляет собой себациновую кислоту, содержащую 10 атомов углерода) и менее 20 мол.% Мономера 11. Сомономер -аминоундекановой кислоты, молярная доля MACM.10 составляет> 0%, а молярная доля PA 11 составляет <100%. Вязкость раствора менее 1,10.

Аморфный полиамид был получен в соответствии со способом, описанным в заявке WO 2009/153534 со страницы 20, строка 12, до страницы 21, строка 9.

Использованный полукристаллический полиамид:

PAsc: PA 10.10 с вязкостью раствора от 0,97 до 1,10.

стеклянных волокон:

NE плоских стеклянных волокон (имеющих средний диаметр 6,4 × 28,5 микрон и среднюю длину 3.2 мм), продаваемых Nitto Boseki, или

круглых стекловолокон (со средним диаметром 15 микрон и средней длиной 3 мм), продаваемых Asahi Fiberglass Ltd. (AFG).

Состав различных стекловолокон приведен в Таблице 1 ниже.

ТАБЛИЦА 1 Стекловолокно AFGNitto Boseki SiO 2 71 54,5Al 2 O 3 414.6B 2 O 3 419.4179178 3 419.4179178O 3 0.1Na 2 O / K 2 O11 0,2Li 2 O — TiO 2 —1,9F 2 —1,0 Показатель преломления 1,5091,513

Сухая смесь гранул PAam, PAsc, стекла наполнители были отлиты под давлением для производства пластин и образцов для испытаний. Состав испытанных композиций представлен в Таблице 2 ниже.

Были использованы следующие параметры впрыска:

Температура цилиндра: 295 ° C.

Температура формы: 80 ° C.

Скорость впрыска: 60 ​​мм / сек.

ТАБЛИЦА 2 Пример 1Cp 12Cp 2 PAsc252520.520.5PAam1454564.564.5GF AFG — 30—15GF NE30—15 — Всего (%) 100100100100 Коэффициент пропускания 87,787,889,689,17NDRef11,21,713,7Индекс теплоносителя

Результаты показывают, что композиции примеров 1 и 2 согласно изобретению обладают высокой прозрачностью (пропускание более 85% при 560 нм и матовость менее 15% при 560 нм).

Более конкретно, коэффициент пропускания сравним или лучше, чем для сравнительных примеров Cp 1 и Cp 2 согласно предшествующему уровню техники.

Кроме того, Примеры 1 и 2 показывают заметно лучшие значения мутности по сравнению со сравнительными примерами Cp 1 и Cp 2.

Из этих примеров следует, что комбинация композиции смолы, содержащей как аморфный полиамид, так и полукристаллический полиамид, с стеклянный наполнитель из стекла с содержанием диоксида кремния менее 60 мас.% и содержанием оксида бора 5 мас. % или более, такое как стекло NE, может обеспечить высокопрозрачные жесткие композиции.

Такие композиции особенно интересны для изготовления изделий с высокой прозрачностью, особенно для электрического и электронного оборудования, такого как мобильные устройства.

Функциональные наполнители и специальные минералы для пластмасс

Форма частиц

Частицы могут иметь разные формы, но для простоты мы можем разделить их на три группы.

Круглые или кубические частицы, типичными примерами которых являются карбонат кальция (кальцит) или стеклянные шарики. Такая форма частиц несколько увеличивает жесткость, немного снижает прочность и в наименьшей степени влияет на ударопрочность и удлинение до разрушения. Преимущество состоит в том, что свойства изменяются одинаково во всех трех направлениях (x, y и z), и нет тенденции к короблению.

Игольчатые частицы и волокна, типичные для волластонита и стекловолокна, могут усиливать пластмассы, если коэффициент формы достаточно высок и если они хорошо связаны с окружающим полимером. Ключевым свойством является соотношение сторон, которое просто означает наибольший размер частицы, деленный на наименьший размер. Так, для иглы длиной 10 мкм и шириной 1 мкм соотношение сторон составляет 10: 1. Более высокое соотношение сторон означает лучшее усиление. Что именно означает усиление? Этот термин используется часто, но редко кто говорит, что он означает.Лучшее определение, которое я видел, — это то, что армирование увеличивает как жесткость, так и прочность.

Пластинчатые частицы, например тальк и слюда, также могут укреплять, и чем выше коэффициент формы, тем они эффективнее. Они усиливают оба длинных размера пластины, тогда как волокно усиливает только один длинный размер. Таким образом, в этом смысле пластины более эффективны, чем волокна с эквивалентным соотношением сторон. Пластины также обладают тем преимуществом, что придают барьерные свойства, то есть газы и жидкости не могут легко проникать через пластмассы, заполненные пластинчатыми наполнителями с высоким коэффициентом формы.В последние годы тальк и слюда с высоким коэффициентом удлинения получили широкое распространение благодаря высокой эффективности армирования. Пластинчатые наполнители также приводят к более изотропной усадке, т.е. меньшему короблению, и их часто добавляют в композиты с волокнистым наполнителем, чтобы уменьшить сильное коробление, которое может создать волокнистое армирование.

Соотношение сторон дает усиление, но обычно с плохой ударопрочностью и меньшим удлинением до разрыва. Это означает, что волокна и пластины действуют как дефекты. Причина в том, что для получения высокого соотношения сторон необходимо иметь один (для волокон) или два (для пластин) размер (а) по длине.Этот длинный размер, вероятно, будет превышать предел 10-20 микрон, где концентрация напряжений высока, что способствует возникновению трещин и разрушению. Есть еще один важный момент, касающийся соотношения сторон. Соотношение сторон, которое имеет значение, отличается от того, которое указано в таблице данных, в которой описывается поставляемый порошок. Что имеет значение, так это соотношение сторон частиц внутри конечного композитного материала, потому что это то, что влияет на механические свойства, барьер и так далее. Поэтому очень важно убедиться, что частицы не разрушаются, что приводит к уменьшению коэффициента формы во время обработки и смешивания.Чем большее соотношение сторон может быть сохранено, тем лучше конечные свойства.

Влияние локализации наполнителя на морфологию и теплопроводность смесей сополимеров полиамида и циклических олефинов, наполненных нитридом бора

  • 1

    Xu Y, Chung DDL, Mroz C (2001) Теплопроводящие композиты с полимерной матрицей из нитрида алюминия. Compos Part A Appl Sci Manuf 32: 1749–1757

    Артикул Google Scholar

  • 2

    Hsieh C, Chung S (2006) Эпоксидный формовочный компаунд с высокой теплопроводностью, наполненный синтезированным сгоранием порошком AlN.J Appl Polym Sci 102: 4734–4740

    CAS Статья Google Scholar

  • 3

    Ishida H, Rimdusit S (1998) Очень высокая теплопроводность, полученная с помощью полибензоксазина, наполненного нитридом бора. Thermochim Acta 320: 177–186

    CAS Статья Google Scholar

  • 4

    Чжоу В., Ци С., Ли Х, Шао С. (2007) Исследование изоляционных теплопроводных композитов BN / HDPE. Thermochim Acta 452: 36–42

    CAS Статья Google Scholar

  • 5

    Пермал А., Девараджан М., Хунг Х.Л., Захнер Т., Лейси Д., Ибрагим К. (2016) Термические и механические свойства эпоксидного композита, заполненного бинарной системой частиц полигональных пластинок оксида алюминия и нитрида бора.J Mater Sci 51: 7415–7426. https://doi.org/10.1007/s10853-016-0016-3

    CAS Статья Google Scholar

  • 6

    Zhou T, Wang X, Mingyuan GU, Liu X (2008) Исследование механизма теплопроводности композитов nano-SiC / DGEBA / EMI-2,4. Полимер (Guildf) 49: 4666–4672

    CAS Статья Google Scholar

  • 7

    Кочетов Р., Андрич Т., Лафонт У., Моршейс ПХФ, Пикен С.Дж., Смит Дж.Дж. (2009) Термическое поведение эпоксидной смолы, наполненной нанопорошками с высокой теплопроводностью.В кн .: Конференция по электроизоляции. EIC 2009. IEEE, pp 524–528

  • 8

    Han Z, Fina A (2011) Теплопроводность углеродных нанотрубок и их полимерных нанокомпозитов: обзор. Prog Polym Sci 36: 914–944

    CAS Статья Google Scholar

  • 9

    Zhou S, Chen Y, Zou H, Liang M (2013) Теплопроводящие композиты, полученные путем заполнения хлопьевидного графита несмешиваемыми смесями полиамида 6 / поликарбоната. Thermochim Acta 566: 84–91

    CAS Статья Google Scholar

  • 10

    Huang X, Wang S, Zhu M, Yang K, Jiang P, Bando Y, Golberg D, Zhi C (2014) Теплопроводящие, электроизоляционные и перерабатываемые в расплаве нанокомпозиты полистирол / нитрид бора, полученные обратимым способом на месте полимеризация с переносом цепи и фрагментацией присоединения.Нанотехнологии 26: 15705

    Статья Google Scholar

  • 11

    Zhu H, Li Y, Fang Z, Xu J, Cao F, Wan J, Preston C, Yang B, Hu L (2014) Бумага с высокой теплопроводностью и перколяционными слоистыми нанолистами нитрида бора. ACS Nano 8: 3606–3613

    CAS Статья Google Scholar

  • 12

    Tao Y, Yang Z, Lu X, Tao G, Xia Y, Wu H (2012) Влияние морфологии наполнителя на порог перколяции изотропических проводящих клеев (ICA).Sci China Technol Sci 55: 28–33

    CAS Статья Google Scholar

  • 13

    Цуцуми Н., Такеучи Н., Киетсукури Т. (1991) Измерение температуропроводности композитов наполнитель-полимид с помощью импульсной радиометрии. J. Polym Sci. Часть B. Polym Phys. 29: 1085–1093

    CAS. Статья Google Scholar

  • 14

    Bicerano J, Douglas JF, Brune DA (1999) Модель вязкости дисперсий частиц.J Macromol Sci Part C 39: 561–642

    Статья Google Scholar

  • 15

    Hong J-P, Yoon S-W, Hwang T-S, Lee Y, Won S-H, Nam J-D (2010) Межфазный контроль композитов нитрид бора / эпоксидная смола для обеспечения высокой теплопроводности. Корея-Австралия Rheol J 22: 259–264

    Google Scholar

  • 16

    Gu J, Zhang Q, Dang J, Xie C (2012) Теплопроводные композиты на основе эпоксидной смолы, наполненные нитридом бора.Polym Adv Technol 23: 1025–1028

    CAS Статья Google Scholar

  • 17

    Ли Б., Дай Г. (2009) Влияние межфазной модификации на теплопроводность полимерных композитов. J Mater Sci 44: 4848–4855. https://doi.org/10.1007/s10853-009-3739-6

    CAS Статья Google Scholar

  • 18

    Чен Х, Гинзбург В.В., Ян Дж., Ян Й, Лю В., Хуанг И, Ду Л, Чен Б. (2015) Теплопроводность композитов на полимерной основе: основы и приложения.Prog Polym Sci 59: 41–85. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2016.03.001

    CAS Статья Google Scholar

  • 19

    Chung S-L, Lin J-S (2016) Теплопроводность композитов на основе эпоксидной смолы, заполненных частицами h-BN, синтезированными горением. Molecules 21: 670

    Статья Google Scholar

  • 20

    Cheewawuttipong W, Fuoka D, Tanoue S, Uematsu H, Iemoto Y (2013) Термические и механические свойства композитов полипропилен / нитрид бора.Энергетическая процедура 34: 808–817

    CAS Статья Google Scholar

  • 21

    Lin Z, Mcnamara A, Liu Y, Moon K, Wong C-P (2014) Вспученный полимерный нанокомпозит на основе гексагонального нитрида бора с повышенной теплопроводностью для электронного инкапсулирования. Compos Sci Technol 90: 123–128

    CAS Статья Google Scholar

  • 22

    Deng S, Wang J, Zong G, Chen F, Chai S, Fu Q (2016) Влияние цепной структуры на теплопроводность композитов расширенный графит / полимер.RSC Adv 6: 10185–10191

    CAS Статья Google Scholar

  • 23

    Price DM, Jarratt M (2002) Теплопроводность PTFE и композитов PTFE. Thermochim Acta 392: 231–236

    Статья Google Scholar

  • 24

    Im H, Kim J (2012) Теплопроводность гибридного / эпоксидного композита оксид графена – углеродные нанотрубки. Углерод № 50: 5429–5440

    CAS Статья Google Scholar

  • 25

    Zhou T, Wang X, Liu X, Xiong D (2010) Повышенная теплопроводность эпоксидных композитов с использованием гибридного наполнителя из многослойных углеродных нанотрубок и микро-SiC.Углеродный № 48: 1171–1176

    CAS Статья Google Scholar

  • 26

    Cui L, Zhang Y, Zhang Y, Zhang X, Zhou W (2007) Электрические свойства и механизмы проводимости несмешивающихся смесей полипропилен / новолак, наполненных углеродной сажей. Eur Polym J 43: 5097–5106

    CAS Статья Google Scholar

  • 27

    Hoseini AHA, Arjmand M, Sundararaj U, Trifkovic M (2017) Регулируемая электрическая проводимость нанокомпозитов из смеси полистирол / полиамид-6 / углеродные нанотрубки посредством контроля морфологии и локализации нанонаполнителя.Eur Polym J 95: 418–429

    CAS Статья Google Scholar

  • 28

    Бижани Х., Найери В., Катбаб А.А., Джалали-Арани А., Назокдаст Х. (2018) Нанокомпозиты PC / SAN с двойной перколяцией, загруженные нанокомпозитами PC / SAN в качестве поглощающего электромагнитного экрана. Eur Polym J 100: 209–218

    CAS Статья Google Scholar

  • 29

    Cao JP, Zhao J, Zhao X, You F, Yu H, Hu GH, Dang ZM (2013) Высокая теплопроводность и высокое электрическое сопротивление смесей поливинилиденфторид / полистирол за счет управления локализацией гибридных наполнители.Compos Sci Technol 89: 142–148

    CAS Статья Google Scholar

  • 30

    Cao JP, Zhao X, Zhao J, Zha JW, Hu GH, Dang ZM (2013) Улучшенная теплопроводность и огнестойкость в смесях полистирол / поливинилиденфторид за счет управления селективной локализацией и модификацией поверхности наночастиц SiC . Интерфейсы приложения ACS Mater 5: 6915–6924

    CAS Статья Google Scholar

  • 31

    Йорифуджи Д., Андо С. (2011) Повышенная теплопроводность выше порога перколяции в пленках из смеси полиимида, содержащих нанопирамидальные частицы ZnO: преимущество вертикальной двойной перколяционной структуры.J Mater Chem 21: 4402–4407

    CAS Статья Google Scholar

  • 32

    Cao JP, Zhao X, Zhao J, Zha JW, Hu GH, Dang ZM (2013) Улучшенная теплопроводность и огнестойкость в смесях полистирол / поливинилиденфторид за счет управления селективной локализацией и модификацией поверхности наночастиц SiC . Интерфейсы приложения ACS Mater 5: 6915–6924. https://doi.org/10.1021/am401703m

    CAS Статья Google Scholar

  • 33

    Галлоуэй Дж. А., Кестер К. Дж., Пааш Б. Дж., Макоско К. В. (2004) Влияние размера образца на экстракцию растворителем для определения непрерывности в смесях полимеров.Полимер (Guildf) 45: 423–428. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2003.10.098

    CAS Статья Google Scholar

  • 34

    Brailsford D, Major KG (2002) Теплопроводность агрегатов нескольких фаз, включая пористые материалы. Br J Appl Phys 15: 313–319. https://doi.org/10.1088/0508-3443/15/3/311

    Артикул Google Scholar

  • 35

    Марсден SSAJE, Wiggins LSS, Glass L, Kohn RV, Sastry SS (1993) Междисциплинарная прикладная математика.Springer, Берлин

    Google Scholar

  • 36

    Максвелл Дж. К. (1881) Трактат об электричестве и магнетизме. Кларендон пресс, Оксфорд

    Google Scholar

  • 37

    Shin JY, Park JY, Liu C, He J, Kim SC (2005) Химическая структура и физические свойства сополимеров циклических олефинов (технический отчет IUPAC). Pure Appl Chem 77: 801–814

    CAS Статья Google Scholar

  • 38

    Nielsen LE (1974) Тепловая и электрическая проводимость двухфазных систем.Ind Eng Chem Fundam 13: 17–20. https://doi.org/10.1021/i160049a004

    CAS Статья Google Scholar

  • 39

    Кочетов Р., Коробко А.В., Андрич Т., Моршейс ПХФ, Пикен С.Дж., Смит Дж.Дж. (2011) Моделирование теплопроводности в полимерных нанокомпозитах и ​​влияние границы раздела между наполнителем и матрицей. J Phys D Appl Phys 44: 395401

    Статья Google Scholar

  • 40

    Ван Дж., Карсон Дж. К., Норт М. Ф., Клеланд Д. Д. (2008) Новая структурная модель эффективной теплопроводности для гетерогенных материалов с непрерывными фазами.Int J Heat Mass Transf 51: 2389–2397

    CAS Статья Google Scholar

  • 41

    Li L, Masuda T (1990) Влияние дисперсии частиц на вязкоупругость расплавов полипропилена, заполненных CaCo 3 . Polym Eng Sci 30: 841–847

    CAS Статья Google Scholar

  • 42

    Патти А., Руссо П., Асьерно Д., Асьерно С. (2016) Влияние функционализации наполнителя на дисперсию и теплопроводность композитов полипропилен / многостенные углеродные нанотрубки.Составная часть B Eng 94: 350–359

    CAS Статья Google Scholar

  • 43

    Capuano G, Filippone G, Romeo G, Acierno D (2012) Универсальные особенности эластичности расплава взаимодействующих полимерных нанокомпозитов. Ленгмюр 28: 5458–5463

    CAS Статья Google Scholar

  • 44

    Oskooie AJ, Aghjeh MKR, Rafeie O, Tavakoli A (2017) Изменение морфологии смесей ПВДФ / ЛПЭНП, вызванное составом и компатибилизацией: корреляция между реологией и морфологией.J Polym Res 24:21

    Статья Google Scholar

  • 45

    Сумита М., Саката К., Асаи С., Миясака К., Накагава Х. (1991) Дисперсия наполнителей и электропроводность смесей полимеров, наполненных сажей. Polym Bull 25: 265–271. https://doi.org/10.1007/BF00310802

    CAS Статья Google Scholar

  • 46

    Nazockdast H (2016) Морфология и структура полимерных смесей, содержащих нанонаполнители.В: Энциклопедия смесей полимеров, т. 3, гл. 7, стр. 401–482

    Глава Google Scholar

  • 47

    Ратод Н., Хацикириакос С.Г. (2004) Влияние поверхностной энергии нитрида бора на технологичность полимера. Polym Eng Sci 44: 1543–1550

    CAS Статья Google Scholar

  • 48

    Gomari S, Ghasemi I, Karrabi M, Azizi H (2012) Локализация органоглины в смесях малеинового ангидрида с привитым сополимером полиамида 6 и этилен-бутена: влияние различных типов органоглины.J Polym Res 19: 9769

    Статья Google Scholar

  • 49

    Шеногина Н., Шеногин С., Сюэ Л., Кеблински П. (2005) Об отсутствии термической перколяции в композитах из углеродных нанотрубок. Appl Phys Lett 87: 133106

    Статья Google Scholar

  • 50

    Пьетрак К., Вишневски Т.С. (2015) Обзор моделей эффективной теплопроводности композиционных материалов. J Power Technol 95:14

    CAS Google Scholar

  • 51

    He H, Fu R, Han Y, Shen Y, Song X (2007) Теплопроводность полимерных композитов с керамическими частицами и теоретические прогнозы.J Mater Sci 42: 6749–6754. https://doi.org/10.1007/s10853-006-1480-y

    CAS Статья Google Scholar

  • 52

    Гаска К., Кмита Г., Рыбак А., Секула Р., Гок К., Капуста С. (2015) Магнитно-ориентированные эпоксидные композиты с магнетитовым наполнением с повышенной теплопроводностью. J Mater Sci 50: 2510–2516. https://doi.org/10.1007/s10853-014-8809-8

    CAS Статья Google Scholar

  • 53

    Pal R (2008) О модели Льюиса-Нильсена для теплопроводности композитов.Compos Part A Appl Sci Manuf 39: 718–726

    Статья Google Scholar

  • 54

    Tessema A, Zhao D, Moll J, Xu S, Yang R, Li C, Kumar SK, Kidane A (2017) Влияние загрузки, геометрии, дисперсии и температуры наполнителя на теплопроводность полимерных нанокомпозитов. Polym Test 57: 101–106

    CAS Статья Google Scholar

  • 55

    Agari Y, Uno T (1985) Теплопроводность полимера, наполненного углеродными материалами: влияние цепочек проводящих частиц на теплопроводность.J Appl Polym Sci 30: 2225–2235

    CAS Статья Google Scholar

  • Смешивание нанокристаллов целлюлозы в полиамид 6 с помощью воды для использования в качестве зародышеобразователя для микроклеточного вспенивания

    Смешивание нанокристаллов целлюлозы в полиамид 6 с помощью воды для использования в качестве зародышеобразователя для микроклеточного вспенивания | Treesearch Перейти к основному содержанию

    .gov означает, что это официально.
    Веб-сайты федерального правительства часто заканчиваются на .gov или .mil. Прежде чем делиться конфиденциальной информацией, убедитесь, что вы находитесь на сайте федерального правительства.

    Сайт безопасен.
    https: // гарантирует, что вы подключаетесь к официальному веб-сайту и что любая предоставляемая вами информация шифруется и безопасно передается.

    Тип публикации:

    Научный журнал (JRNL)

    Первичная станция (и):

    Лаборатория лесных товаров

    Описание

    Нанокристаллы целлюлозы (CNC) представляют собой биовозобновляемый наполнитель и могут быть отличным зародышеобразователем для разработки микроклеточных вспененных полимерных нанокомпозитов.Однако их относительно низкая температура разложения ограничивает их использование с техническими смолами, такими как полиамид 6 (PA6), в типичных технологиях обработки расплава, таких как литье под давлением, компаундирование и экструзия. Был исследован процесс компаундирования экструзией с использованием воды для прямого компаундирования суспензий с ЧПУ с PA6 без предварительной сушки ЧПУ. Используя воду в качестве пластификатора и снижая температуру обработки на 30 ° C, этот процесс может смягчить деградацию ЧПУ во время компаундирования.Было охарактеризовано влияние ЧПУ на механические свойства, тип кристалла и микроструктуру твердых и микропористых вспененных образцов. ЧПУ в первую очередь действовали как зародышеобразующий наполнитель, влияя как на кристаллическую структуру матрицы, так и на структуру ячеек во вспененных композитах. ЧПУ образовали ядро ​​ как -кристаллическую форму PA6, а также действовали как зародышеобразователь ячеек пены, увеличивая плотность ячеек на порядок, при этом значительно уменьшая размер ячеек. Уменьшение веса вспененных образцов составило около 15%.Добавление небольшого количества ЧПУ также увеличило ориентацию матрицы в твердых образцах, полученных литьем под давлением. Эти факторы помогли улучшить механические характеристики, особенно модуль упругости. Во время компаундирования с использованием воды происходит термический гидролиз PA6 и образование двойных углеродно-углеродных связей, как оценивается с помощью FTIR. Однако снижение молекулярной массы, вызванное гидролизом, составило менее 5%. Общее снижение молекулярной массы составило около 18% в сочетании с процессами экструзии из расплава и литья под давлением.

    Цитата

    Peng, Jun; Уолш, Филип Дж .; Сабо, Рональд С.; Турнг, Лих-Шэн; Клемонс, Крейг М. 2016. Смешивание нанокристаллов целлюлозы с полиамидом 6 с помощью воды для использования в качестве зародышеобразователя для микроклеточного вспенивания. Полимер. 84: 158-166.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *