Instytut Wysokich Ciśnień

W Laboratorium Plastyczności pod Wysokim Ciśnieniem NL-1 odkształcamy plastycznie tworzywa sztuczne. Wykazaliśmy znaczący wzrost własności mechanicznych poliamidu 6 (PA6) po wyciskaniu hydrostatycznym.

W opublikowanym ostatnio artykule „Structural Hierarchy of PA6 Macromolecules after Hydrostatic Extrusion” Materials 16, 3435 (2023) wyjaśniamy zjawiska zachodzące w materiałach polimerowych w trakcie wysokociśnieniowej deformacji plastycznej i proponujemy model umocnienia.

Rysunek 1. Schemat zmian w strukturze przełomów próbek PA6 przed i po procesie HE. Po procesie wyciskania sferolity mają kształt prętów ułożonych w sposób regularny równolegle do siebie.

Polimery semikrystaliczne składają się z fazy amorficznej oraz fazy krystalicznej. Im większa zawartość fazy krystalicznej, tym polimer jest mocniejszy. PA6 posiada regiony krystaliczne, zwane krystalitami - które mogą układać się w uporządkowany sposób tworząc kuliste sferolity, sferolity te znajdują się wewnątrz amorficznej matrycy. Podczas procesu wyciskania hydrostatycznego, struktury sferolitów w polimerze są deformowane i układane wzdłuż kierunku wyciskania, co prowadzi do zwiększenia właściwości wytrzymałościowych PA6.