Специальные полимерные материалы


Водопоглощение капролона 14 июня 1968 года английский моряк Роберт Нокс-Джонстон вышел в море для совершения первого в мире одиночного кругосветного плавания на парусной яхте. На лодке Suhaili им была спроектирована и установлена система автоуправления, одним из элементов которой были нейлоновые подшипники... Уже спустя несколько дней он напишет: "Флюгерки стали слишком жесткими и малопод- вижными. Я залил в подшипники жидкость для полировки металла и долго вращал их. В конце концов, механизм с грехом пополам заработал." В дальнейшем механизм полностью заклинил и от его использования пришлось отказаться, а спустя несколько месяцев плавания его пришлось просто выкинуть в море.

Амидные группы капролона образуют прочные водородные связи между цепями полимера. Такие связи упорядочивают цепочки, создают высококристалличные фрагменты, которые и придают полиамиду жесткую и прочную структуру. Но, эти же группы определяют и высокое водопоглощение для полиамидов. Молекулы воды могут образовывать конкурирующие водородные связи и в конечном счёте способны вклиниваться между функциональными группами полимера. При больших количествах поглощённой воды структура кристалла нарушается и свойства полимера изменяются. На приведённом изображении одна молекула воды включена в фрагмент из шести мономерных звеньев полиамида, что соответствует водопоглощению в 2,6% по массе. Максимальное же водополглощение для капролона может составлять до 9%, что упрощенно можно представить, как включение в каждую вторую водородную связь. Такое включение не может не отразиться на свойствах материала - в первую очередь снижаются прочностные характеристики, твёрдость и модуль упругости. Однако достичь таких высоких значений водопоглощения можно чаще лишь в лабора- торных условиях, чем на практике. Скорость диффузии воды высока лишь при непосред- ственном контакте с водой и при высокой температуре. Тогда как на воздухе она на несколько порядков ниже. Графики поглощения воды капролоном на образцах с большой площадью контакта:

Отличия в свойствах: Изменение размеров при водопоглощении: на каждый 1% водопоглощения линейное изменение размеров составляет +0,25%. На окрашенных полимерах водопоглощение можно увидеть по изменению цвета красителя. На приведенном рисунке образец материала после 1 года хранения на холодном уличном складе. Толщина слоя диффузии воды не значительна, а водопоглощение в этом слое не более 2,5%. Влияние на прочность схожей по габаритам детали будет нулевым.


Водопоглощение капролона будет иметь важное значение в случаях: - тонкостенных деталей, работающих при повышенной влажности - во втулках с малым зазором и возможном контакте с водой при эксплуатации - в любых применениях с горячей водой или паром - в любых применениях с постоянным контактом с холодной водой, особенно солёной Несколько примеров из опыта использования деталей из капролона:
НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ Втулки рычагов подвески внедорожной техники	БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ. Ролики откатных ворот.	НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ. Подводное снаряжение.	БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ. Траки гусеничной техники.

БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ. Проставки для увеличения клиренса.	НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ. Рейки для откатных ворот.	БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ. Ведущие элементы внедорожной техники	НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ. Уличные крепёжные элементы.