Полиамиды.

Полиамиды представляют собой линейные гетероцепные термопластичные полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы амидных групп.

В настоящее время полиамиды нашли широкое применение в судо­вом машиностроении и других отраслях промышленности благодаря высокой технологичности, антифрикционности (при смазке, как водой, так и маслом), демпфирующей способности и другим положительным свойствам [2, 8,9,10, II].

Макромолекулы полиамидов в твердом состоянии обычно имеют конформацию плоского зигзага. Благодаря наличию амидных групп макромолекулы связаны между собой водородными связями, которые обусловливают относительно высокие температуры плавления мате­риала и его механические свойства. В зависимости от расположения амидных групп полиамиды обладают различной способностью к крис­таллизации. Высокой степенью кристалличности (40-60%), а следова­тельно, повышенными прочностью, твердостью, износостойкостью об­ладают регулярные алифатические гомонолиамиды, например: П-6 (капрон), П-6 блочный (капролон В), П-66 (нейлон) и др. С увеличени­ем числа амидных групп в макромолекуле повышается твердость, мо­дуль упругости и водопоглощение полимеров.

Влага оказывает пластифицирующее действие на полиамиды, увеличивает их эластичность и одновременно снижает механическую прочность, модуль упругости и твердость. В процессе хранения изделий из полиамидов на воздухе при температуре 20 °С и относи­тельной влажности 65% содержание влаги стабилизируется и дости­гает 2—3%. Полностью обезвоженные изделия становятся хрупкими.

Полное насыщение влагой полиамидов происходит длительно. Так, например, уменьшение внутреннего диаметра капролонового вкладыша ДП от водопоглощения зависит в основном от толщины стенки подшипника и времени выдержки в воде и может продолжаться 7-8 лет, интенсивность водопоглощения со временем уменьшается [12].

Динамика изменения внутренних диаметров вкладышей капролоновых ДП, диаметров шеек валов и установочных зазоров в про­цессе эксплуатации хорошо прослеживается по обобщенным данным доковых осмотром. На рис. 2 видно, что в течение первых двух лет эксплуатации судна наблюдается уменьшение внутреннего диаметра вкладыша на 0,5 мм. Это происходит вследствие того, что ско­рость уменьшения внутреннего диаметра от водопоглощения превы­шает скорость его износа. Затем происходит обратное, и к четырем го­дам диаметр достигает первоначального размера. Уменьшение диамет­ра шейки вала в результате ее износа находится в прямой зависимости от времени эксплуатации судна. К четырем годам эксплуатации диа­метр уменьшается на 0,5 мм. Соответственно установочный зазор со­ставляет сумму изменений диаметров подшипника и шейки вала, вна­чале эксплуатации судна уменьшается и к полутора годам становится минимальным, затем увеличивается и к трем годам возвращается к первоначальному размеру. В дальнейшем он продолжает увеличивать­ся до предельно допустимых значений.

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44

Рис.2. Изменение внутреннего диаметра капролонового подшипника (1), установочного зазора (2) и диаметра шейки вала (3) в зависимости от срока эксплуатации.

Стабильность размеров и механические свойства деталей из полиамидов определяются также температурой при эксплуатации. С повы­шением температуры полиамиды становятся более эластичными, сни­жается их твердость и модуль упругости. В процессе длительной эк­сплуатации (даже при незначительных нагрузках) они могут работать при температуре, не превышающей 100 °С. При конструировании под­шипников из полиамидов необходимо учитывать их высокий темпера­турный коэффициент линейного расширения. Нижний предел рабочих температур определяется температурой хрупкости, которая для разных полимеров колеблется от -20 до -60 °С. При охлаждении ниже 0 °С детали из полиамидов частично теряют свою эластичность. Под нагрузкой они могут работать до температуры -10 °С [2].

Полиамиды склонны к деструкции под воздействием различных факторов: ионизирующей радиации, кислорода, озона, ультрафиолето­вых лучей, повышенных температур.

Несмотря на перечисленные недостатки, которые необходимо учи­тывать при конструировании изделий из полиамидов, они широко при­меняются для изготовления подшипников в судостроении и судоремон­те. Это объясняется прежде всего сложившимися традициями, освоен­ностью промышленного производства, относительной недефицитнос­тью сырья, исключительной технологичностью полиамидов, позволя­ющей в заводских условиях получать крупногабаритные монолитные вкладыши ДП. Полиамиды обладают относительно высокими антиф­рикционными, механическими и демпфирующими свойствами. Под­шипники из полиамидов могут успешно работать при смазке, как во­дой, так и маслом.