vink passion for plastics PA Tekniset tiedot

Transkriptio

1 vink passion for plastics PA Tekniset tiedot

2 PA Tekniset tiedot PA polyamidi amidimuovi kehitettiin alun perin kuiduksi. Materiaalin tuotanto alkoi toisen maailmansodan aikaan. Sodan jälkeen huomattiin PA:n käyttömahdollisuudet myös teknisinä tuotteina ja 5luvulla tulivat markkinoille puolivalmisteet. Materiaalia kehitettiin USA:ssa ja Saksassa, DuPontin tuotemerkistä Nylon tuli pian PA:n synonyymi. PA valmistetaan polymerisaatiolla, jossa yksi tai kaksi perusaineen monomeeriä yhdistetään ketjumaiseksi molekyyliksi Kaikkien polyamidilaatujen molekyyliketjussa on tunnusomainen amidiryhmä..pa:n perässä oleva luku kertoo hiiliatomien määrän molekyylirakenteessa. PA6:ssa, PA11:ssä sekä PA12:ssa on siis 6, 11 tai 12 hiiliatomia. Vastaavasti PA66:ssa hiiliatomeja on 6+6. Kaikki yllämainitut laadut ovat osittain kiteisiä kestomuoveja, niiden luonnollinen väri on joko opaalinvalkoinen tai kellertävä. Materiaalista on myös amorfisia laatuja, jotka ovat kaikki väriltään läpinäkyviä. Näiden laatujen rakenteessa on bentseenirengas. PAlaaduissa käytetään myös monia eri seosaineita, jolloin materiaalin käyttöala laajenee. Puolivalmisteita on saatavilla pehmitettyinä sekä stabiloituna (lämpö, kosteus) ja mahdollisia seosaineita ovat esim. lasi, hiili, MoS2, öljy, polyeteeni ja erilaiset kiinteät voiteluaineet. Erilaisilla seosaineilla ja niiden yhdistelmillä parannetaan mm. liukuominaisuuksia ja iskunkestävyyttä. Käyttöala PA on yksi monipuolisimmin käytetyistä muovimateriaaleista, sitä käytetään lähes kaikilla teollisuudenaloilla. Koneteollisuudessa PA:a käytetään laakereina, hammaspyörinä, kytkiminä ym. koneenosina, joissa vaaditaan hyvää kulutuskestävyyttä ja yleisesti hyviä mekaanisia ominaisuuksia. PA:n etuna on myös hyvä äänenvaimennuskyky. PA:sta tehdyt suuret koneenosat ovat suhteellisen kevyitä.. Amorfisia PAlaatuja käytetään myös vedenkorkeus ja virtausmittareissa ym. kohteissa, joissa muiden kirkkaiden materiaalien kemiallinen kestävyys ei ole riittävä. Ominaispiirteitä hyvä mekaaninen lujuus ja kemiallinen kestävyys kulutuskestävyys hyvä myös karkealla vastinpinnalla hyvä väsymislujuus vaimentaa tärinää kestää useimpia hiilivetyjä (liuottimia) sekä emäksiä materiaalia seostamalla ja lujittamalla voidaan: parantaa lujuutta ja jäykkyyttä parantaa lämmönkestävyyttä pienentää kitkakerrointa Huomattavaa veden imeytyminen jopa 1% UVsäteily vahingoittaa stabiloimatonta materiaalia PA ei kestä useimpia happoja Mekaaniset ominaisuudet Seuraavassa käsittelemme ainoastaan osittain kiteisiä PA laatuja. PA:n veto ja puristuslujuus ei ole kovin hyvä, myöskään lämmönkestävyys ei ole muovilaaduista parhaimpia. Huomattavaa on myös suuri veden imeytyminen, minkä vuoksi tarkkamittaiset osat on ensin kosteusvakioitava. Kosteus vaikuttaa myös materiaalin lujuusominaisuuksiin: vetolujuus pienenee, mutta vastaavasti iskusitkeys kasvaa. PA on erittäin sitkeä materiaali ja se soveltuu erinomaisesti kohteisiin, joissa materiaalilta vaaditaan vaimennuskykyä. PA6:n ja PA66:n erityisominaisuuksia ovat erinomainen kulutuskestävyys, silloinkin kun vastinpinta on karkea. Kitkakerroin on melko pieni, eikä voitelua tarvita. Raskaasti kuormitetuissa laakereissa voidaan käyttää myös itsevoitelevia laatuja pienentämään kitkaa. Kitkalämpöä voidaan haluttaessa pienentää voitelulla. Lämpöominaisuudet PA6:n lämmönkestävyys on PA laaduista paras, 15 C. PA6:n käyttölämpötilaalue on + C. Pitkäaikainen käyttö yli + C:ssa edellyttää materiaalin stabilointia. Kuitulujitettuja laatuja, joiden lämmönkestävyyttä on parannettu, voidaan käyttää jopa 2 C:een saakka. PA11 ja PA12 eivät yleensä kestä yli 9 C:n lämpötilaa. Lasittumislämpötilat ovat: PA11 / 19 C, PA6 / 223 C, PA66 / 265 C, PA6 / 295 C. Sähköiset ominaisuudet Hyvien eristysominaisuuksiensa ansiosta PA soveltuu käytettäväksi erilaisina sähkökomponentteina. Huom! Kosteissa olosuhteissa eristyskyky heikkenee. Optiset ominaisuudet Läpinäkyvien, amorfisten laatujen valonläpäisykyky on n. 9%. Fysiologiset ominaisuudet Puhdasta PA:a voidaan käyttää elintarvikkeiden pakkausmateriaalina sekä elintarviketeollisuuden koneenosina. PA täyttää BGA:n (Saksa) ja FDA:n (USA) vaatimukset. Kemiallinen kestävyys PA:n kemiallinen kestävyys on hyvä, lukuun ottamatta useimpia happoja ja vahvoja emäksiä. PA kestää öljyjä, bensiiniä, rasvoja sekä liuotinaineita, kuten alkoholia ja ketoneita. Se kestää myös estereitä, eetteriä sekä kloorattuja hiilivetyjä. Muurahaishappo liuottaa PA6:ta sekä PA66:ta, fenoli PA11:tä. Jännityskorroosio ei ole yleistä, mutta sinkkikloridiliuos on yksi jännityskorroosion aiheuttaja. Korkeissa lämpötiloissa myös ilman happi vahingoittaa materiaalia, mutta lämmönkestävyyttä voidaan parantaa stabilointiaineilla.

3 PA imee helposti vettä, ja veden imeytyminen on jopa 1%. Kosteissa olosuhteissa materiaalin ominaisuudet muuttuvat: tilavuus muuttuu, jäykkyys huononee ja materiaalista tulee sitkeämpi. Sään ja UVsäteilyn kestävyys UVsäteily vahingoittaa ohutta materiaalia. Palaminen PA ei syty helposti ja se on itsesammuva. Syttymispiste on 2 C. PA palaa keltaisella liekillä, jonka ydin on sininen. Savun haju muistuttaa palavaa hiusta. Lisäaineilla palonkestävyyttä voidaan entisestään parantaa. Lastuava työstö PA:a voidaan työstää tavanomaisilla työkaluilla. Teräkulmista ja työstöarvoista saa tarkempia tietoja Vinkiltä. Jäähdytykseen voi tarvittaessa käyttää paineilmaa. Lämpömuovaus Sekä lämpötaivutus että muovaus on mahdollista, mutta näitä menetelmiä käytetään harvoin materiaalin hapettumisen takia. Parhaan tuloksen saa käyttämällä erityistä tyhjömuovaukseen kehitettyä laatua. Liitosmenetelmät Mekaaniset ruuviliitokset ovat yleisimmin käytetty PA:n liitosmenetelmä. PA:n ja teräksen erilaiset lämpölaajenemiskertoimet tulee huomioida näiden materiaalien välisissä asennuksissa. Myös itsekierteyttävät ruuvit sekä kierreholkit ovat hyviä PA:n liitosmenetelmiä. Liimaus Kun liimasaumaan kohdistuu kuormitusta, on esikäsittely ja liimaus tehtävä erityisen huolellisesti. Pinta esikäsitellään esim. puhdistamalla pinta huolellisesti rasvasta ja liasta tai hiomalla. PA/PA liitoksiin voidaan käyttää monomeeriä sisältävää liuotinliimaa. Kun PA:a liimataan teräkseen, useimmin käytetty liima on kaksikomponenttiepoksiliima. Parhaan liimaustuloksen aikaansaamiseksi suosittelemme olemaan yhteydessä liimaaine valmistajiin. Hitsaus PA:a voidaan hitsata erikoismenetelmillä. Paras ja kestävin sauma saadaan kuumaelementti ja kitkahitsauksella. Ultraääni ja kuumakaasuhitsaukella lopputulos ei ole yhtä luja. Pintakäsittely PA:a voidaan metalloida, painaa sekä lakata. Pysyvän jäljen varmistamiseksi tarvitaan kemiallista tai sähköistä esikäsittelyä. Eri PA laatujen kuvaus Polyamidi PA Polyamidien ryhmään kuuluu useita erilaisia laatuja, erilaisine käyttöaloineen ja erityisominaisuuksineen. Yleisesti PA on kulutusta kestävä materiaali, jota voidaan käyttää myös silloin, kun käyttöympäristössä on pölyä, hiekkaa ja muita epäpuhtauksia. Kulutuskestävyys on erinomainen myös karkealla vastinpinnalla. PA6 Suulakepuristettu standardilaatu, jonka käyttöala on erittäin laaja. Materiaalilla on monia hyviä ominaisuuksia: lujuus, jäykkyys, sitkeys sekä kulutuskestävyys. Pintapaine on suuri ja materiaali vaimentaa hyvin iskua ja tärinää. Valmistetaan valamalla. Valmistusmenetelmällä saadaan erittäin tasaisesti kiteytynyt rakenne, joten pintapaine ja kulutuskestävyys ovat parempia kuin vakiolaaduilla. Materiaali on muita laatuja kovempi ja siten sen vaimennuskyky on huonompi. PA66 Lujuusominaisuuksiltaan PA 66 vastaa :tä, mutta materiaali ei kestä yhtä korkeita lämpötiloja. Veden imeytyminen on vähäisempää kuin peruslaadulla., lämpökäsitelty Vastaa :tä, mutta materiaali on lämpöstabiloitu. Saatavilla vain mustana., öljyseosteinen Valettu laatu, johon on lisätty voiteluainetta. Materiaalin kitkakerroin on alhainen. Materiaalia käytetään usein kohteissa, joissa voiteluaineiden käyttö ei ole mahdollista. PA66GF3 Lisätty 3% lasikuitua, jonka ansiosta kimmomoduuli on suuri. Materiaalin mittapitävyys ja vetolujuus on hyvä. PA6 Molekyylirakenne on symmetrinen, ja siksi PA6 on erittäin kiteinen materiaali. Soveltuu käytettäväksi suuressa lämpökuormituksessa. Puolivalmisteet PA:a on saatavilla levyinä, tankoina ja ainesputkina. Materiaalia voidaan valmistaa valamalla ja suulakepuristamalla. Valettujen laatujen ominaisuudet ovat suulakepuristettuja laatuja paremmat, sillä valettujen laatujen molekyylirakenne on tasaisempi ja sisäisiä jännityksiä esiintyy vähemmän. PA puolivalmisteiden kokovalikoima on erittäin laaja, erityisesti PA6:lla. Tavallisin väri on luonnonvalkoinen (kellertävä), mutta valettua PA6:a on saatavana useita eri värejä.

4 PA Fysikaaliset ominaisuudet PA Fysikaaliset ominaisuudet Menetelmä YKS. PA6 PA6 GC SUSTA VACU PA6 ESD6 PA66 Ominaispaino 1) DIN EN ISO 1131 g/cm 3 1,1 1,1 1,22 1,27 1,15 Veden imeytyminen 1) DIN EN ISO 62 % 3, 3, 2,5 2, Palavuus UL9 (3mm / 6mm) HB / V2 Säänkesto Mekaaniset ominaisuudet Vetolujuus DIN EN ISO Murtovenymä DIN EN ISO 527 % >5 > 3 5 Kimmomoduuli (veto) DIN EN ISO Loviiskulujuus (Charpy) DIN EN ISO 179 kj/m 2 >3, >3, 12 5, >3, Kovuus, kuulapaine DIN EN ISO Kovuus, Shore DIN EN ISO 6 D Lämpöominaisuudet Kidesulamislämpötila ISO C Lämmönjohtavuus DIN W/(m K),23,23,23 Ominaislämpökapasiteetti DIN kj/(kg K) 1,7 1,7 1,7 Lin. lämpölaajenemiskerroin DIN K Lämmönkesto, jatkuva C Lämmönkesto, lyhytaikainen C Kylmänkesto, jatkuva C 2 3 Muodonmuutoslämpötila DIN EN ISO 75 (A) C Sähköiset ominaisuudet Dielektrisyysvakio IEC 625 3,9 3,9 3, Eristehäviökerroin IEC 625,2,2,15 Ominaisvastus IEC 693 Ω cm < Pintavastus IEC 693 Ω CTIarvo IEC Läpilyöntilujuus IEC 623 kv/mm Esitteessä annetut tekniset tiedot ovat ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa. Suulakepuristetut PA6 PA6 GC paremmat työstöominaisuudet SUSTAVACU lämpömuovattava PA6 ESD6 sähköä johtava PA66 PA66 GF3 lasikuitulujitteinen PA66 MO MoS2seos PA12 PA12 GF3 lasikuitulujitteinen Valetut MO M OL PD12 HS GK ESD9 SUSTAGLIDE SUSTAGLIDE plus MoS2seos suurempi MoS2pitoisuus öljyseosteinen iskutyynylaatu sis. antioksidanttia lasilujitteinen antistaattinen sis. voiteluaineita sis. voiteluaineita

5 PA66 GF3 1,32 1,7 PA12 1,2, PA12 GF3 1,25,5 1,15 2,5 HB / V2 MO 1,15 2,5 M 1,16 2,5 OL 1,1 2, PD12 1,1 2,5 GHS 1,15 2,5 HB / V2 GK 1,16 2, HB / V2 ESD9 1,19 2,5 SUSTA GLIDE 1,1 2, SUSTA GLIDE PLUS 1,1 2, , , >5 3 >3, >35 35 >2, >3 3 >3, >5 33 >, , >15 37 >2, > , 1 75 >35 3 >3, > >2, ,2 1, ,3 1, ,25 1, ,25 1, ,25 1, ,25 1, , ,25 1, ,27 1, >1 216, ,25 1, ,25 1, ,, ,1, ,7, Esitteessä annetut tekniset tiedot ovat ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.

6 PA6 Tekniset tiedot Veden imeytyminen % 1 C/5%RH, 2 mm Terminen muotostabiliteetti 1 6 /K C/1%RH, 2 mm 13 Veden imeytyminen 6 23 C/1%RH, mm 23 C/5%RH, 2 mm Laajenemiskerroin päivää o C Aika päivinä PA6:n veden imeytyminen suhteessa aikaan, ilmankosteuteen ja koekappaleen paksuuteen PA6:n lineaarinen lämpölaajeneminen lämpötilan suhteen Viruminen 9 Dynaaminen virumismoduuli Virumismoduuli Ec Dynaaminen virumismoduuli G G d Mekaaninen vaimennuskerroin d Kuormituskertojen määrä PA6:n virumismoduuli ajan suhteen, ilma 2 C/5%RH, kuormitus 13, o C Virumismoduuli G ja mekaaninen vaimennuskerroin lämpötilan funktiona Wöhlerkäyrä Iskulujuus kj/m 2 16 Jännitys Loviiskulujuus, Charpy Kuormituskertojen määrä PA6:n Wöhlerkäyrä, vaihtokuormitus (taivutus) o C PA6:n loviiskulujuus lämpötilan suhteen

7 Isochronkäyriä PA6 23 C/5% RH 25 Kitkakerroin, Vetojännitys h 1 h 1 h 1 h 5 h h=tuntia Kitkakerroin μ,6, 5,2,5 1 1,5 2 2, Venyminen Keskimääräinen pintapaine PA6:n kitkakerroin pintapaineen funktiona, vastinpinta HR=5, R=optimaalinen 2 16 PA6 15 C/5% RH Kitkakerroin,5,5,,35 Vetojännitys 12 1 h 1 h 1 h 1 h h=tuntia Kitkakerroin μ,3,25,2,15,1,5,5 1 1,5 2 2,5 3 Venyminen, öljyseos PA66 POMH PET Käyrät antavat materiaalivakioita staattisessa kuormituksessa. n ja kuormituksen lisäksi huomioidaan aika. Käyrästä näkyy sekä virumislujuus (vakiokuormitus) että relaksaatioalue (vakiovenymä). Eri materiaalien dynaaminen kitkakerroin, pintapaine = 9,5N/mm 2, liukunopeus,22m/s ja liukumatka 6 km

8 PA66 Tekniset tiedot Veden imeytyminen % 1 Lämpölaajeneminen 1 6 /K 1 15 Veden imeytyminen paino% C/1% RH 23 C/5% RH Laajenemiskerroin o C Aika päivinä PA66:n veden imeytyminen suhteessa aikaan ja ilmankosteuteen, koekappaleen paksuus 2mm PA66:n lineaarinen lämpölaajeneminen lämpötilan funktiona Viruminen 1 Dynaaminen virumismoduuli Virumismoduuli Ec Dynaaminen virumismoduuli G G d Mekaaninen vaimennuskerroin d h o C Kuormitusaika PA66:n virumismoduuli Ec ajan funktiona, kuormitus 13,7, ympäristö 2 C/5%RH Virumismoduuli G ja mekaaninen vaimennuskerroin lämpötilan funktiona Wöhlerkäyrä 5 Iskulujuus kj/m 2 16 Kosteus 2% 12 Jännitys 3 Loviiskulujuus Kuiva Kuormituskertojen määrä PA66:n Wöhlerkäyrä, vaihtokuormitus o C PA66:n loviiskulujuus lämpötilan funktiona

9 Isochronkäyriä PA C/5% RH 25 Kitkakerroin, Vetojännitys h 1 h 1 h 1 h 5 h h=tuntia Kitkakerroin μ,6, 5,2,5 1 1,5 2 2, Venyminen % Keskimääräinen pintapaine PA6.6:n kitkakerroin pintapaineen funktiona, vastinpinta HRc=5, R=optimaalinen Kuluminen 2 PA C/5% RH 5 μm/km > Vetojännitys 12 1 h 1 h 1 h 1 h h=tuntia Kitkakerroin μ ,5 1 1,5 2 2,5 3 Venyminen %, öljyseos PA6.6 POMH PET Käyrät antavat materiaalivakioita staattisessa kuormituksessa. n ja kuormituksen lisäksi huomioidaan aika. Käyrästä näkyy sekä virumislujuus (vakiokuormitus) että relaksaatioalue (vakiovenymä). Eri materiaalien kuluminen, vastinpinta teräs, Rz3 μm, pintapaine = 3,5N/ mm 2, liukunopeus,33m/s ja hankausmatka 27 km

10 PA6 Tekniset tiedot Veden imeytyminen % 1 23 C/1% RH 2mm koekappale Lämpölaajeneminen 1 6 /K 1 15 Veden imeytyminen paino% 6 2 Laajenemiskerroin o C Aika päivinä PA6:n veden imeytyminen ajan funktiona PA6:n lineaarinen lämpölaajenemiskerroin lämpötilan funktiona Viruminen 9 Dynaaminen virumismoduuli 1 3 Virumismoduuli Ec Dynaaminen virumismoduuli G h o C Kuormitusaika PA6:n virumismoduuli Ec ajan funktiona, eri kuormituksilla, ympäristö 23 C/5% RH PA6:n virumismoduuli lämpötilan funktiona Wöhlerkäyrä 6 Iskulujuus kj/m Jännitys Iskulujuus Kuormituskertojen lukumäärä o C PA6:n Wöhlerkäyrä, vaihtokuormitus ympäristön lämpötila 23 C, kuormitustaajus 2 Hz PA6:n iskulujuus lämpötilan funktiona

11 Vetolujuus 2 =3% Kitkakerroin, 16 =2%,6 Vetojännitys 12 =1% Kitkakerroin μ,, Aika tunteina Keskimääräinen pintapaine PA.6:n vetolujuus (5% RH) ajan funktiona, erilaisilla venymäarvoilla mitattuna PA.6:n kitkakerroin pintapaineen funktiona, vastinpinta HRc=556, R=optimaalinen Vetolujuus Loviiskulujuus C PA.6 Vetojännitys C 9 C POM 1 C PA Aika tunteina Iskulujuus kj/m 2 PA.6:n (kuiva) vetolujuus ajan funktiona, eri lämpötiloissa venymä 1% Eri materiaalien loviiskulujuus, izodmenetelmä, lämpötila 23 C, kuiva koekappale, loven pyöristys R=,25mm Vetolujuus 2 9 C 16 Vetojännitys 12 1 C 12 C Aika tunteina 1 PA.6:n (kuiva) vetolujuus ajan funktiona, eri lämpötiloissa venymä 2%

12 PA Ominaisuusprofiili PA6 kj/m Loviiskulujuus, Charpy o C HDT 1 6 K Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin Kimmomoduuli Muotostabiliteetti 23 o C Vetolujuus 23 o C o C Maksimi käyttölämpötila, 1, 1,2 1, 1,6 1, 2, g/ccm Ominaispaino Esitteessä annetut tiedot ovat keskimääräisiä ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.

13 PA6 kj/m Loviiskulujuus, Charpy o C HDT 1 6 K Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin Kimmomoduuli Muotostabiliteetti 23 o C Vetolujuus 23 o C o C Maksimi käyttölämpötila, 1, 1,2 1, 1,6 1, 2, g/ccm Ominaispaino Esitteessä annetut tiedot ovat keskimääräisiä ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.

14 PA Ominaisuusprofiili, öljyseos PA66 kj/m Loviiskulujuus, Charpy o C HDT 1 6 K Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin Kimmomoduuli Muotostabiliteetti 23 o C Vetolujuus 23 o C o C Maksimi käyttölämpötila, 1, 1,2 1, 1,6 1, 2, g/ccm Ominaispaino Esitteessä annetut tiedot ovat keskimääräisiä ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.

15

16 9/212