1. Szerkezet
Az Amoco (USA) cég által 1964-ben bemutatott anyag a TORLON családnév alatt vonult be a mérnöki gyakorlatba. A poli(amid-imid) kémiai szerkezetét az 1. ábra szemlélteti, ahol „Ar” valamilyen aromás gyűrű.
1. ábra. Poli(amid-imid) (PAI)
A TORLON PAI anyagcsalád megoldási lehetőséget kínál magas hőmérsékleti körülmények esetére, ahol a mechanikai terhelhetőség és a mérettartás egyaránt fontos. A PAI ára kedvezőbb, mint a polibenzimidazol (PBI) ára, ennek megfelelően alkalmazása is jobban elterjedt a fejlett ipari technológiákban.
2. Általános jellemzők
- Kiváló hőállóság (250 °C-ig) levegőn,
- jó mechanikai terhelhetőség rendkívül széles hőmérséklet-tartományban,
- jó tribológiai tulajdonságok egyes kompozitváltozatoknál,
- kíváló mérettartás 250 °C-ig,
- kiemelkedő ellenállás gamma- és röntgensugárzással szemben,
- nehezen éghető,
- jó UV-állóság.
3. Fő alkalmazási területek
A natúr TORLON PAI 4203 rendelkezik a legnagyobb szívóssággal és ütőmunka értékkel a PAI változatok között. Ennek megfelelően a félvezető és mikroelektronikai iparban elterjedt a széles hőmérséklet-tartományban használatos készülékelemek és szigetelő alkatrészek gyártására. Súrlódó helyeken a PTFE és grafit adalékolású kompozitváltozatot használják (TORLON PAI 4301). Elterjedten használják önkenő siklócsapágy anyagának magas hőmérsékleten, javított siklási és kopásállósági jellemzőkkel. Fokozott mérettartási követelmények (pl. magas hőmérsékleten, tartós statikus terhelés elviselése minimális deformációval) esetén használható az üvegszálerősítésű kompozitváltozat (PAI 5530).
Az 1. táblázat bemutatja a PAI féltermékek néhány jellemző tulajdonságát.
1. táblázat
PAI műszaki műanyag féltermékek és kompozitok tulajdonságai
4. Megmunkálási technológia
Ragasztás
A PAI a ragasztható műanyagok közé sorolható. A ragasztóanyag-gyártók által forgalmazott „műanyag ragasztó” kategória termékei használhatók. Emelt hőmérsékle-tű üzemmódban a hőállóságokat egyeztetni kell. Minden esetben fontos a precíz felü-letelőkészítés és az adott ragasztóra érvényes gyártói technológiai leírás betartása.
Forgácsolás (esztergálás, marás, fúrás, fűrészelés)
A PAI forgácsolása körültekintést igényel, száraz állapotban ridegebb a forgács-leválás, nedves állapotban szívósabban viselkedik. Főleg a kompozit változatoknál javasolt a keményfémlapkás szerszámok használata, de éles kivitelben. A forgácsolási paraméterek hasonlítanak az erősített PEEK forgácsolásához. A javasolt forgácsolási paraméterek a 2. táblázatban találhatók.
2. táblázat
A PAI forgácsolási jellemzői
5. Különleges tulajdonság
Forgácsolás utáni hőkezeléssel a PAI alkatrészek kopásállósága és vegyszerállósága javítható, ami az anyagban lejátszódó utólagos polimerizációs folyamatoknak tulajdonítható. A hőkezelés történhet levegőben vagy nitrogéngázban. Az ideális hőkezelési folyamat minden alkatrészre más és más, amely függ az anyagvastagságoktól és az alkatrész alakjától is. 12 mm-es anyagvastagságig, a TORLON® PAI mindkét célú hőkezelésére – tapasztalat alapján – 10-20 ºC/óra fűtési sebességgel az első nap 150 ºC-ig, a második napon 215 ºC-ig, a következő 2 nap alatt 245 ºC-ig, végül 6 nap alatt 260 ºC-ig való felmelegítés, majd szobahőmérsékletre lassú lehűtés javasolható.
A TORLON® PAI 4203 anyag levegőn történő hőkezelése során a felület sötétbarnára színeződik az oxidáció miatt, de ez nem befolyásolja az anyag tulajdonságait. Ez az elszíneződés nem jelentkezik, ha a hőkezelés nitrogéngázban történik.
Dr. habil. Kalácska Gábor, egyetemi docens, Szent István Egyetem, Gödöllő