RU2786104C1 - Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения - Google Patents
Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786104C1 RU2786104C1 RU2022121840A RU2022121840A RU2786104C1 RU 2786104 C1 RU2786104 C1 RU 2786104C1 RU 2022121840 A RU2022121840 A RU 2022121840A RU 2022121840 A RU2022121840 A RU 2022121840A RU 2786104 C1 RU2786104 C1 RU 2786104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyamide
- production
- carbon fiber
- polyamide composition
- machine
- Prior art date
Links
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 15
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N Maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCJRHAPPMIUHLH-UHFFFAOYSA-N 1-$l^{1}-azanylhexan-1-one Chemical compound [CH]CCCCC([N])=O LCJRHAPPMIUHLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004953 Aliphatic polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229920003231 aliphatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к новым материалам, а именно к производству деталей машиностроительного назначения, например подшипников скольжения, направляющих втулок, изделий для тормозной системы. Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения, состоящая из компонентов, мас.%: молотое углеродное волокно 1-10, малеиновый ангидрид 0,5-1,0, стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G - остальное. Технический результат заключается в улучшении упруго-прочностных характеристик полиамидной композиции, а именно в увеличении прочности и модуля упругости при растяжении, а также в упрощении ее изготовления. 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к новым материалам, соответствующим приоритетам научно-технологического развития Российской Федерации, а именно к производству деталей машиностроительного назначения, например подшипников скольжения, направляющих втулок, изделий для тормозной систем.
Известна полиамидная композиция, содержащая алифатический полиамид, модифицирующую и стабилизирующую добавки (RU 2409604, МПК C08L 77/00, C08L 23/26, C08F 8/46, опубл. 20.01.2011).
Недостатком известной композиции являются низкие значения предела прочности при растяжении.
Известен композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида Материал содержит в качестве полимерной матрицы полиамид 6, Капролон В, Эрталон, в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно или смесь углеродного волокна со стекловолокном, а также однослойные или многослойные углеродные нанотрубки (RU 2522106, МПК C08J 5/16, C08L 77/00, C08L 77/02, C08K 3/04, C08K 7/02, B82B 3/00, опубл. 10.07.2010).
Недостатком данного материала является сложность получения волокнистого наполнителя заданного качества и трудностью распределения углеродных наночастиц в полиамидной матрице, что значительно усложняет процесс производства изделий.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является полимерная композиция на основе полиамида 66 и углеродных волокон. Согласно данному изобретению предполагается плазменная обработка полимерной смеси в атмосфере воздуха, азота, аргона или кислорода, за счет чего образуется функциональная группа улучшающая совместимость между полиамидом и углеродным волокном (KR 101795788, МПК C08G77/02, C08J3/20, C08J3/28, C08K3/04, опубл. 08.11.2017).
Недостатком прототипа являются невысокие показатели упруго-прочностных характеристик, а также сложность технологии изготовления изделий.
Технический результат заключается в улучшении упруго-прочностных характеристик полиамидной композиции для производства изделий машиностроительного назначения, а именно в увеличении прочности и модуля упругости при растяжении, а также в упрощении ее изготовления.
Сущность изобретения заключается в том, что полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения включает стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G, молотое углеродное волокно с длиной волокон 0,1 мм и диаметром волокна 6-9 мкм, а также дополнительно содержит малеиновый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| молотое углеродное волокно | 1-10 |
| малеиновый ангидрид | 0,5-1,0 |
| стеклонаполненный полиамид 6.6 марки | |
| ZX-066 GF30G | остальное |
В табл. 1 приведены составы и значения упруго-прочностных характеристик полиамидных композиций.
Для изготовления композиции использовались следующие компоненты:
Стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G производства ООО «ТД Пластмасс Групп» (содержание стекловолокна 27-33 %, плотность - 1,35 г/см3, влагопоглощение за сутки - 1,5 %)
Молотое углеродное волокно с длиной волокон 0,1 мм и диаметром волокна 6-9 мкм.
Малеиновый ангидрид в виде белого кристаллического порошка по ГОСТ 11153-75
Способ изготовления полиамидной композиции для производства изделий машиностроительного назначения заключается в следующем. Предлагаемые полиамидные композиции изготавливаются в два этапа.
I этап. Стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G, молотое углеродное волокно и малеиновый ангидрид сушат при температуре 105°C в течение 4 ч. Далее высушенные компоненты подаются в объемные дозаторы. Двухшнековый экструдер сонаправленного вращения HAAKE Rheomex OS PTW 16 с диаметром шнека 16 мм и L/D=40:1 нагревается по всем зонам до температуры 280°С, устанавливается скорость вращения шнека 200 об/мин. После чего, согласно рецептуре, происходит дозировка во входное отверстие экструдера, в котором происходит перемешивание компонентов с получением экструдата в виде стренга. Стренг охлаждается в водяной ванне и гранулируется.
II этап. Полученные гранулы высушиваются до остаточной влажности не более 0,5 %. Из полученных гранул на литьевой машине Babyplast 6/10VP получены образцы в виде двухсторонних лопаток согласно ГОСТ 33693-2015 (параметры литьевого формования: температура пластикатора - 295°С; температура пресс-формы - 30°С; температура инжекционного цилиндра - 295°С; усилие смыкания полуформ - 50 кН; давление впрыска - 56 МПа; скорость впрыска составляла 12,9 мл/с).
Предел прочности при растяжении и относительное удлинение определяют по ГОСТ 11262-2017, модуль упругости при растяжении по ГОСТ 9550-81. Значения водопоглощения образцов определяют по ГОСТ 4650-2014 (метод А, выдержка в воде в течение 24 ч), плотность полимерной композиции по ГОСТ 15139-69.
Дозировка молотого углеродного волокна менее 1% не увеличивает упруго-прочностные характеристики, а ввод более 10% увеличивает себестоимость композиции.
Малеиновый ангидрид в дозировке 0,5-1,0% обеспечивает реакционную способность между стеклонаполненным полиамидом 6.6 марки ZX-066 GF30G и молотым углеродным волокном.
Технология изготовления изделий из предложенных полиамидных композиций не требует специфического технологического оборудования. Композиции могут быть изготовлены методами экструзионного и литьевого формования.
По сравнению с известным решением заявленное изобретение позволяет повысить значения упруго-прочностных характеристик полиамидной композиции для производства изделий машиностроительного назначения, увеличить прочность и модуль упругости при растяжении, а также в упрощении ее изготовления.
| Таблица 1 | ||||||
| Компоненты | Составы полимерных композиций, % по массе | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Прототип | |
| Стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G | 98,5 | 96,5 | 94,5 | 89,5 | 89 | - |
| Молотое углеродное волокно | 1 | 3 | 5 | 10 | 10 | - |
| Малеиновый ангидрид | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | - |
| Полиамид 6.6 | - | - | - | - | - | 95 |
| Углеродное волокно | - | - | - | - | - | 5 |
| Физико-механические свойства | ||||||
| Предел прочности при растяжении, МПа | 81,2 | 82,6 | 87,1 | 89,9 | 90,3 | 80,3 |
| Модуль упругости при растяжении, МПа | 3700 | 3950 | 4100 | 4250 | 4150 | 3164,1 |
| Относительное удлинение, % | 4,2 | 4,9 | 5,4 | 6,1 | 5,9 | 5,3 |
| Водопоглощение за сутки, % | 1,68 | 1,70 | 1,71 | 1,73 | 1,71 | - |
| Плотность, кг/м3 | 1,311 | 1,366 | 1,373 | 1,387 | 1,389 | - |
Claims (2)
- Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения, включающая полиамид 6.6 и углеродное волокно, отличающаяся тем, что в качестве полиамида 6.6 используют стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G, в качестве углеродного волокна используют молотое углеродное волокно с длиной 0,1 мм и диаметром 6-9 мкм, а также дополнительно содержит малеиновый ангидрид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
молотое углеродное волокно 1-10 малеиновый ангидрид 0,5-1,0 стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G остальное
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2786104C1 true RU2786104C1 (ru) | 2022-12-16 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2409604C2 (ru) * | 2008-08-25 | 2011-01-20 | Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" | Полиамидная композиция |
| RU2522106C1 (ru) * | 2012-12-14 | 2014-07-10 | Сергей Васильевич Моторин | Композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида |
| EP2881439A1 (de) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | LANXESS Deutschland GmbH | Polyamid Zusammensetzungen |
| KR101795788B1 (ko) * | 2016-10-27 | 2017-11-08 | 한국과학기술연구원 | 고분자-탄소필러 복합체 및 이의 제조방법 |
| DE112016004611T5 (de) * | 2015-10-09 | 2018-06-28 | E.I. Du Pont De Nemours And Co. | Umspritzte Kohlefaserstrukturen mit angepasstem Hohlraumgehalt und Verwendungen davon |
| WO2019195694A1 (en) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Additive manufacturing compositions |
| US20210087390A1 (en) * | 2017-07-13 | 2021-03-25 | Lanxess Deutschland Gmbh | Thermally stabilized compositions |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2409604C2 (ru) * | 2008-08-25 | 2011-01-20 | Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" | Полиамидная композиция |
| RU2522106C1 (ru) * | 2012-12-14 | 2014-07-10 | Сергей Васильевич Моторин | Композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида |
| EP2881439A1 (de) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | LANXESS Deutschland GmbH | Polyamid Zusammensetzungen |
| DE112016004611T5 (de) * | 2015-10-09 | 2018-06-28 | E.I. Du Pont De Nemours And Co. | Umspritzte Kohlefaserstrukturen mit angepasstem Hohlraumgehalt und Verwendungen davon |
| KR101795788B1 (ko) * | 2016-10-27 | 2017-11-08 | 한국과학기술연구원 | 고분자-탄소필러 복합체 및 이의 제조방법 |
| US20210087390A1 (en) * | 2017-07-13 | 2021-03-25 | Lanxess Deutschland Gmbh | Thermally stabilized compositions |
| WO2019195694A1 (en) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Additive manufacturing compositions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3212706B1 (en) | Thermoplastic composite, method for preparing thermoplastic composite, and injection-molded product | |
| CN113088055A (zh) | 一种高性能聚乙醇酸基复合材料及其制备方法 | |
| CN111454545A (zh) | 一种可降解高流动性改性聚酯合金材料及其制备方法和应用 | |
| BE1027292B1 (fr) | Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et procédé de préparation et applications | |
| CN111057298A (zh) | 一种pe缠绕膜及其制备方法 | |
| JPS6137305B2 (ru) | ||
| CN108624016B (zh) | 芳纶纤维改性碳纤维增强聚乳酸热塑性复合材料及制备方法 | |
| CN111205542A (zh) | 一种低收缩复合pe淋膜材料及其制备方法 | |
| RU2786104C1 (ru) | Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения | |
| CN110982252A (zh) | 建筑墙体用防水透湿薄膜及其制备方法 | |
| CN114163785A (zh) | 复合纳米材料改性的淀粉基生物降解食品包装膜及制备方法 | |
| CN109265825B (zh) | 一种聚丙烯或聚丙烯复合物发泡制品及其制备方法 | |
| CN110054878B (zh) | 一种弹性体短纤维增韧结晶性聚合物产品及其制备方法 | |
| CN113354850B (zh) | 一种纤维素/淀粉复合物的制备方法 | |
| CN110317392B (zh) | 一种可降解复合增强聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN108774384B (zh) | 一种聚乳酸基复合材料及其制备方法 | |
| CN1283715C (zh) | 聚苯乙烯/弹性体/纳米碳酸钙三元复合材料及其制备方法 | |
| CN112662073A (zh) | 一种低密度、高强度、高韧性聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN111205635B (zh) | 一种高阻水型聚酰胺6复合材料及其制备方法 | |
| CN117700970A (zh) | 一种高刚性pc合金材料及其制备方法与应用 | |
| RU2803471C1 (ru) | Полимерный нанокомпозиционный материал и способ его получения | |
| CN117986829B (zh) | 一种环保可降解高强度复合塑料包装袋 | |
| RU2791530C1 (ru) | Экструдируемый антифрикционный композит на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена | |
| Chafidz et al. | Mechanical and Rheological Properties of High Density Polyethylene Reinforced Polyvinyl Alcohol Fiber Composites | |
| CN115257112B (zh) | 一种多层生物可降解气泡膜及其制备工艺 |