Глава 1

Глава 1: Гигроскопичность полиамидов и её влияние на свойства

Полиамиды, такие как PA6, PA66 и PA12, обладают высокой гигроскопичностью, то есть способностью поглощать влагу из окружающей среды. Это связано с наличием амидных групп в их полимерной структуре, которые активно связываются с молекулами воды. Этот процесс оказывает существенное влияние на механические свойства материалов.

Основные эффекты влаги на полиамиды:

1. Пластификация:
2. Вода выступает как внутренний "пластификатор", увеличивая подвижность полимерных цепей.
3. Это приводит к снижению прочности и жесткости, но увеличивает удлинение материала.

4. Пример: модуль упругости PA6 снижается на 40-50% при насыщении водой.

5. Гидролиз:

6. При высоких температурах и влажности вода разрушает химические связи в полимере.

7. Гидролиз вызывает хрупкость, что критично для длительной эксплуатации.

8. Изменение размеров:

9. Поглощение влаги вызывает набухание, что влияет на точность размеров изделий.

Пример гигроскопичности полиамидов:

• На изображении ниже представлено сравнение уровней поглощения влаги полиамидами:

Рисунок 1. Сравнение поглощения влаги неармированным полиамидом PA6 при различных условиях.

График иллюстрирует, как уровень влажности и окружающие условия влияют на способность полиамида PA6 поглощать воду. Из представленных данных видно, что:
- PA6 активно поглощает влагу, особенно при повышенной относительной влажности.
- Полиамиды с меньшей плотностью амидных групп, такие как PA12, демонстрируют существенно более низкое поглощение воды, что делает их предпочтительными для применения в условиях высокой влажности.
- Сравнение также подчёркивает важность предварительной сушки для материалов, предназначенных для точных и стабильных изделий.

Эта информация подчёркивает необходимость выбора полиамида с учётом условий эксплуатации.

Практическое значение:

• Для 3D-печати гигроскопичность материала играет ключевую роль. Пластики, такие как нейлон (PA6, PA66), при поглощении влаги становятся менее прочными, что может привести к дефектам печати.
• В условиях высокой влажности важно предварительно сушить материал, чтобы обеспечить стабильность размеров и хорошую адгезию между слоями.
• Это особенно важно для точных деталей, где требуется высокая механическая прочность и отсутствие деформаций.

Как уменьшить влияние влаги:

• Применение добавок, таких как стекловолокно, снижает степень поглощения влаги.
• Сушка перед переработкой и использование покрытий помогают избежать деградации.

Следующая глава рассмотрит методы измерения содержания влаги, чтобы определить её уровень перед производственными процессами.