Поліамідна композиція

Поліамідна композиція, що містить поліамід, армуючий наповнювач та поліпропілен, яка відрізняється тим, що як армуючий наповнювач вона містить базальтові волокна, попередньо оброблені метилолполіамідом загальної формули (І): 2 3 53854 4 мас: ... 61,067,0 поліамід армуючі волокна, попередньо оброблені аміноалкоксисиланом ... ... O Si O Si O Si OH 29,031,0 поліпропілен 2,0-4,0. Недоліками прототипу є низька ударна в'язкість (21,0-25,6кДж/м2), що суттєво зменшує довготривалість роботи деталей із нього, особливо в екстремальних умовах. Задачею заявленого корисної моделі є вдосконалення відомої поліамідної композиції для покращення механічних і технологічних властивостей шляхом формування в ній додаткових хімічних і нових фізичних зв'язків. Поставлена задача досягається тим, що відома поліамідна композиція, яка вміщує поліамід, армуючий наповнювач та поліпропілен, згідно з корисною моделлю в якості армуючого наповнювача вона вміщує базальтові, попередньо оброблені метилольним похідним поліаміду загальної формули (І): формули (І) O OH O O N NH-(CH2)5-C N NH-(CH2)5-C (CH2)5 C OH 1 n ... ... ... O Si O Si O Si OH N (CH2)5 C O ... CH2 O O O NH-(CH2)5-C CH2 N (CH2)5 C 8 OH O (CH2)5 CH2 8 8 ... O t=230 0C ... 1-m C CH2 8 8 OH 1 n (І) при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: поліамід 62,0-65,5 базальтове волокно 30,3-34,0 поліпропілен 4,0-4,2 Сукупність ознак, що заявляється, дозволяє на основі запропонованої поліамідної композиції за рахунок апретування базальтового волокна, отримувати полімерні композиційні матеріали і деталі з більш високими фізико-механічними властивостями. В процесі суміщення (230°С) полімерної матриці з попередньо апретованим армуючим наповнювачем (який має на поверхні групи -ОН), наприклад, базальтовим волокном, метилолполіамідом заявленої формули (І) призводить до того, що на поверхні наповнювача можуть мати місце відомі реакції конденсації, що протікають за схемою: Одночасно частина метилольних груп апрету заявленої формули (І) може взаємодіяти з амідними групами полімерної матриці за схемою: ... m 5 53854 6 ... ... ... O Si O Si O Si OH O N (CH2)5 CH2 O O ... ... O NH-(CH2)5-C C CH2 N (CH2)5 C m 8 OH ... 1-m t=230 0C O NH (CH2)5 C k ... ... ... O Si O Si O Si OH N (CH2)5 CH2 O O ... O ... O NH-(CH2)5-C C CH2 N (CH2)5 C m 8 1-m ... + O N (CH2)5 NH (CH2)5 C C 1-m Таким чином, між армуючим наповнювачем (базальтовим волокном) і метилолполіамідом заявленої формули (І) протікають хімічні реакції і формуються хімічні, а також фізичні (нового типу) зв'язки, які більш міцні, ніж ті (адсорбційні), які мали місце раніше в прототипі. Як полімерну матрицю використовують поліамід-6 марки 210/310 (ОСТ 6-05-С9-83) з показником текучості розплаву на рівні 2-3г/10хв. В якості модифікатора полімерної матриці використовують поліпропілен марки А-4 (за ТУ У 54008400.001-97) з показником текучості розплаву 2,5-4,0г/10хв. В якості армуючого наповнювача використовують базальтове волокно. Базальтові волокна одержують шляхом подрібнення джгута ЖБТР (ТУ У 002927.001-96) на відрізки, довжиною 8-12мм. Діаметр елементарних волокон складав 8-10мкм; лінійна густина джгута 330 текс; розривне навантаження джгута 375мН/текс. Попередню обробку базальтових волокон k-(1-m) здійснюють шляхом просочування їх 1% по масі розчином метилолполіаміду заявленої формули (І) в ізопропиловому спирті в кількості на 100% речовину, яка вказана в табл. 1. Оброблені метилолполіамідом волокна сушать протягом 24 годин при кімнатній температурі в вакуумній шафі для видалення розчинника, а потім в термошафі при 50-60°С протягом двох годин. Полімерну композицію готують шляхом змішування компонентів в Z-подібному лопатевому змішувачі при нормальних умовах, а потім - у черв'ячно-дисковому екструдері при 220-270°С. Після цього матеріал гранулюють. Отриманий гранулят використовують для подальшої переробки у вироби методом лиття під тиском при температурах переробки 220-260°С. Властивості поліамідної композиції визначають: - ударну в'язкість за Шарпі: - за ГОСТ 4347-80; Приклад, (конкретного використання пропонованого винаходу). 7 53854 Базальтові волокна обробляють 1% по масі розчином метилольного похідного поліаміду заявленої формули в ізопропиловому спирті при витратах 1% мас. на 100% сполуку. Спочатку волокна сушать при кімнатній температурі протягом 24 годин (для видалення розчинника), а потім - в термошафі при температурі 50-60°С протягом двох годин. Готують композиційний матеріал стосовно рецептури №2, табл. 1. Компоненти змішують в Zподібному лопатевому змішувачі при нормальних умовах, а потім - в черв'ячно-дисковому дисковому 8 екструдері при 230°С. Після цього матеріал гранулюють, а потім гранулят використовують для переробки в деталі методом лиття під тиском (при температурах литтєвої машини 220-260°С). Рецептури дослідних складів поліамідної композиції наведено в табл. 1. Ударна в'язкість за Шарпі отриманих зразків композиційного матеріалу - в табл 2. Для зручності інтерпретації отриманих результатів номера складів композицій в табл. 1 і номера дослідних зразків в табл. 2 ідентичні. Таблиця 1 Склади композиції (дослідних і за прототипом), в % мас. 3 67,0 29,8 3,0 1 4 65,5 29,8 4,2 Дослідні склади 2 3 4 5 6 7 5 6 7 8 9 10 65,2 64,5 63,9 63,2 62,5 62,0 29,7 29,4 29,1 28,8 28,5 28,0 4,1 4,1 4,0 4,0 4,0 4,0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 0,2 №п/п Компонент Прототип І 1 1 2 3 2 Поліамід Базальтове волокно Поліпропілен Метилолполіамід для обробки армуючого наповнювача Аміноалкоксисилан для обробки армуючого наповнювача 4 5 Таблиця 2 Ударна в'язкість за Шарпі матеріалів на основі поліаміду (дослідних і за прототипом) №п/п 1 1 Показник Прототип 2 Ударна в'язкість за Шарпі, кДж/м2 Як бачимо із результатів дослідів, наведених в табл. 1 і 2, у випадках 1-6 обробка армуючого наповнювача (базальтове волокно) метилольним похідним поліаміду заявленої формули (І), в порівнянні з прототипом, дозволяє отримувати вироби на основі базальтового волокна з ударною в'язкістю за Шарпі 26,1-38,1кДж/м проти 25,6кДж/м за Комп’ютерна верстка А. Крулевський 3 25,6 1 4 31,7 2 5 38,1 Дослідні склади 3 4 5 6 7 8 30,3 29,1 27,9 6 9 26,1 7 10 25,3 прототипом, або на 0,5-12,5кДж/м більш вищу (що складає підвищення на 1,9-48,8%). Поліамідна композиція, що заявляється, промислово легко може бути впроваджена у виробництво для виготовлення деталей технічного і антифрикційного призначення. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601