La poliamida, comunament coneguda com a niló, és a tot arreu. Des de peces d’automòbils fins a béns de consum, els seus usos són infinits. Descobert per Wallace Carothers, Nylon va revolucionar la ciència dels materials. Per què s’utilitza tan àmpliament? La seva impressionant resistència al desgast, estructura lleugera i alta estabilitat tèrmica la fan ideal per a diverses indústries.
En aquesta publicació, coneixereu els seus tipus diversos, propietats notables i aplicacions àmplies. Descobreix per què els PA Plastics continuen sent un canvi de joc en la fabricació moderna.
Què és el plàstic de poliamida (PA)?
El plàstic de poliamida (PA), sovint anomenat niló, és un termoplàstic d’enginyeria versàtil. És conegut per la seva força excepcional, la durabilitat i la resistència al desgast i als productes químics. Per entendre les diferències entre poliamida i niló, podeu referir -vos al nostre article sobre la diferència entre poliamida i niló.
Composició i estructura química
Els plàstics de PA es caracteritzen per repetir els enllaços amida (-conh-) en la seva estructura molecular. Aquests enllaços formen forts enllaços d’hidrogen entre cadenes de polímer, donant a PA les seves propietats úniques.
L'estructura bàsica d'una poliamida sembla aquesta:
-[NH-CO-R-NH-CO-R '-]-
Aquí, R i R 'representen diversos grups orgànics, determinant el tipus específic de PA.
Monòmers utilitzats en la producció de PA
Els plàstics de PA es sintetitzen mitjançant diferents monòmers. Els més comuns inclouen:
Caprolactam: s'utilitza per produir PA 6
Hexametilenediamina i àcid adipic: usat per a PA 66
11-aminoundecanoic àcid: utilitzat en la producció de PA 11
Laurolactam: solia fer PA 12
Comprensió del sistema de numeració de PA
Alguna vegada us heu preguntat què signifiquen aquests números dels tipus de PA? Anem a desglossar:
Número únic (per exemple, PA 6): indica el nombre d’àtoms de carboni al monòmer
Nombre doble (per exemple, PA 66): mostra els àtoms de carboni a cadascun dels dos monòmers utilitzats
Mètodes de síntesi de plàstic de poliamida (PA)
Els plàstics de poliamida (PA), o nilons, es sintetitzen mitjançant diferents mètodes de polimerització, que afecten cadascun les seves propietats i usos. Dos mètodes comuns són la polimerització de condensació i la polimerització d’obertura d’anells. Explorem com funcionen aquests processos.
Polimerització de condensació
Aquest mètode és com una dansa química entre dos socis: diacids i diàmines. Reaccionen en condicions específiques, perdent aigua en el procés. El resultat? Cadenes llargues de polímers de niló.
Això és com funciona:
Les diacids i les diàmines es barregen en parts iguals.
S’aplica calor, provocant una reacció.
Les molècules d’aigua s’alliberen (deshidratació).
Les cadenes de polímer es formen i creixen més.
La reacció continua fins que s’aconsegueix la longitud de la cadena desitjada.
Un exemple primordial d’aquest mètode és la producció de PA 66. Es fa combinant hexametilenediamina i àcid adipic.
Beneficis clau de la polimerització de condensació:
Control precís sobre l'estructura del polímer
Capacitat de crear diversos tipus de PA
Procés relativament senzill
Polimerització d'obertura d'anells
Aquest mètode és com descomprimir un cercle molecular. Utilitza monòmers cíclics, com Caprolactam, per crear plàstics de PA.
El procés implica:
Escalfant el monòmer cíclic (per exemple, caprolactam per a PA 6).
Afegint un catalitzador per accelerar la reacció.
Es trenca l'estructura de l'anell.
Connectant els anells oberts per formar llargues cadenes de polímer.
La polimerització d'obertura d'anells és especialment útil per crear PA 6 i PA 12.
Els avantatges d’aquest mètode inclouen:
Alta puresa del producte final
Ús eficient de matèries primeres
Capacitat per crear tipus de PA especialitzats
Els dos mètodes tenen els seus punts forts únics. L’elecció depèn del tipus de PA desitjat i de la seva aplicació prevista.
Tipus de plàstic de poliamida (PA)
Els plàstics de poliamida (PA) tenen diversos tipus, cadascun dels quals ofereix propietats úniques basades en la seva estructura molecular. Aquests tipus es classifiquen principalment en poliamides alifàtiques, semi-aromàtiques i aromàtiques. Ens endinsem en els tipus més comuns.
Poliamides alifàtiques
Aquests són els tipus de PA més comuns. Són coneguts per la seva versatilitat i una àmplia gamma d'aplicacions.
PA 6 (niló 6)
PA 66 (niló 66)
Produït a partir de hexametilenediamina i àcid adipic
Punt de fusió superior a la PA 6 (255 ° C vs 223 ° C)
Ideal per a aplicacions d’alta temperatura
PA 11 (niló 11)
PA 12 (niló 12)
PA 6-10 (niló 6-10)
PA 4-6 (niló 4-6)
Punt de fusió més alt entre les poliamides alifàtiques (295 ° C)
Excepcionals propietats tèrmiques i mecàniques
Sovint s’utilitza en aplicacions d’alt rendiment
Poliamides semiaromàtiques (Poliftalamides, PPA)
Els PPA poneixen la bretxa entre les poliamides alifàtiques i aromàtiques. Ofereixen:
Resistència a la calor millorada
Millor estabilitat dimensional
Resistència química millorada
Poliamides aromàtiques (aramides)
Aquestes poliamides d’alt rendiment tenen:
Ràtio excepcional de força a pes
Resistència a la calor destacada
Excel·lent estabilitat química
Les aramids populars inclouen Kevlar i Nomex.
A continuació, es mostra una comparació ràpida de les propietats clau:
| del tipus PA (° C) | punt de fusió | Absorció de la humitat | Resistència química |
| PA 6 | 223 | Alt | Bona |
| PA 66 | 255 | Alt | Bona |
| PA 11 | 190 | Baix | Excel·lent |
| PA 12 | 178 | Molt baix | Excel·lent |
| PPA | 310+ | Baix | Molt bo |
| Aramides | 500+ | Molt baix | Excel·lent |
Propietats de poliamides de poliamida (PA)
| Poliamides | alifàtiques | de poliamides semi-aromàtiques | poliamides aromàtiques |
| Resistència al desgast | Alt, sobretot a PA 66 i PA 6. | PAS alifàtics. | Excel·lent en condicions extremes. |
| Estabilitat tèrmica | Bé, fins a 150 ° C (PA 66). | Millor, fins a 200 ° C. | Excepcional, fins a 500 ° C. |
| Força | Bé, es pot millorar amb els farcits. | PAS alifàtics. | Extremadament elevat, utilitzat en aplicacions exigents. |
| Resistència | Molt bé, PA 11 i PA 12 són flexibles. | Bé, més rígida. | Baix, tret que es modifiqui. |
| Força d’impacte | Alt, sobretot a PA 6 i PA 11. | Bons, lleugerament inferiors als PA alifàtics. | Baix, tret que es modifiqui. |
| Fricció | Baix, excel·lent per a aplicacions lliscants. | Molt baix, ideal per a entorns de desgast. | Baix, destaca sota estrès. |
| Resistència química | Bé, sobretot a la PA 11 i PA 12. | Superior als PAS alifàtics. | Excel·lent, altament resistent. |
| Absorció d’humitat | Alt a PA 6/66, inferior a la PA 11/12. | Baixa, estable en humitat. | Molt baix, altament resistent. |
| Aïllament elèctric | Excel·lent, àmpliament utilitzat. | Bona, lleugerament inferior. | Excel·lent, utilitzat en sistemes d’alt rendiment. |
| Amortiment mecànic | Bé, sobretot a PA 6 i PA 11. | Moderat, adequat per a usos estructurals. | Pobre, tret que es modifiqui. |
| Propietats lliscants | Bé, sobretot a PA 6 i PA 66. | Excel·lent, ideal per moure components. | Excepcional sota estrès. |
| Resistència a la calor | Fins a 150 ° C (PA 66), més amunt amb modificacions. | Millor, fins a 200 ° C. | Excepcional, fins a 500 ° C. |
| Resistència a la UV | Baixa, PA 12 necessita modificació per a ús exterior. | Moderat, millor que els PA alifàtics. | Baixa, necessita additius. |
| Retardant de flama | Es pot modificar per complir. | Naturalment, més resistent a la flama. | Altament resistent a la flama. |
| Estabilitat dimensional | Propens a l’absorció d’humitat, estable a l’AP 11/12. | Absorció superior i baixa d’humitat. | Excel·lent, molt estable. |
| Resistència a l’abrasió | Alt, sobretot a PA 66 i PA 6. | Millor que les notes alifàtiques. | Excepcional, ideal per a la fricció alta. |
| Resistència a la fatiga | Bé en aplicacions dinàmiques. | Superior, sobretot sota estrès. | Alt, utilitzat en usos de gran estrès a llarg termini. |
Modificacions a la poliamida
Els plàstics de poliamida (PA) es poden modificar per millorar les seves propietats per a aplicacions específiques. Vegem algunes modificacions comunes.
Reforç de fibra de vidre
S’afegeixen fibres de vidre per millorar la força, la rigidesa i l’estabilitat dimensional dels plàstics de PA. Aquesta modificació és especialment beneficiosa en les aplicacions automobilístiques i industrials, on és essencial una major durabilitat.
| Efecte | Benefici |
| Força | Augment de la capacitat de càrrega |
| Rigidesa | Rigidesa millorada |
| Estabilitat dimensional | Reducció de la contracció i deformació |
Reforç de fibra de carboni
Si afegiu fibres de carboni, millora les propietats mecàniques i la conductivitat tèrmica de les poliamides. Això és ideal per a parts d’alt rendiment exposades a tensió o calor mecànica, com ara components aeroespacials.
| Efecte | Benefici |
| Força mecànica | Resistència millorada a la deformació |
| Conductivitat tèrmica | Millor dissipació de calor |
Lubricants
Els lubricants redueixen la fricció i milloren la resistència al desgast en aplicacions com els coixinets i els engranatges. Al reduir la fricció, els plàstics de PA poden aconseguir una operació més suau i una vida més llarga.
| Efecte | Benefici |
| Reducció de la fricció | Resistència a desgast millorada |
| Operació més suau | Augment de l'eficiència i la longevitat de la part |
Estabilitzadors UV
Els estabilitzadors UV amplien la durabilitat de les poliamides en entorns exteriors protegint -los de la degradació ultraviolada. Això és essencial per a aplicacions a l'aire lliure com els exteriors d'automòbils o equips a l'aire lliure.
| Efecte | Benefici |
| Resistència a la UV | Durabilitat a l'aire lliure prolongada |
| Degradació reduïda | Millor rendiment sota exposició a la llum solar |
Retardants de flama
Els retardants de la flama asseguren que les poliamides compleixen els estàndards de seguretat contra incendis en els sectors elèctrics i automobilístics. Aquesta modificació fa que la PA sigui adequada per utilitzar -la en entorns on la resistència al foc és fonamental.
| Efecte | Benefici |
| Resistència a la flama | Més segur en zones de gran calor o propens a foc |
| Sumissió | Compleix la normativa de seguretat contra incendis de la indústria |
Modificadors d’impacte
Els modificadors d’impacte augmenten la duresa de les poliamides, fent -les més resistents a l’esquerda sota estrès dinàmic. Aquesta modificació és especialment útil en aplicacions on les parts pateixen un impacte repetit, com en equips esportius o maquinària industrial.
| Efecte | Benefici |
| Augment de la duresa | Millor resistència a l’impacte i al cracking |
| Durabilitat | La vida estesa en entorns dinàmics |
Mètodes de processament de plàstic de poliamida (PA)
El plàstic de poliamida (PA) es pot processar mitjançant diversos mètodes, cadascun dels quals s’adapta a diferents aplicacions. Explorem les principals tècniques de processament.
Modelat per injecció
El modelat per injecció s’utilitza àmpliament per produir peces de PA a causa de la seva excel·lent fluïdesa i modelació. El procés requereix un control minuciós de la temperatura, l’assecat i les condicions del motlle.
Temperatura : PA 6 requereix una temperatura de fusió de 240-270 ° C, mentre que PA 66 necessita 270-300 ° C.
Assecat : l’assecat adequat és crucial per reduir el contingut d’humitat per sota del 0,2%. La humitat pot provocar defectes com les marques de splay i reduir les propietats mecàniques.
Temperatura del motlle : la temperatura ideal del motlle oscil·la entre 55 i 80 ° C, segons el tipus de PA i el disseny de peces.
| PA Tipus | de fusió Temperatura | d'assecat de | la temperatura del motlle |
| PA 6 | 240-270 ° C | <0,2% d'humitat | 55-80 ° C |
| PA 66 | 270-300 ° C | <0,2% d'humitat | 60-80 ° C |
Per obtenir més detalls sobre els paràmetres de modelat per injecció, podríeu trobar el nostre article a Paràmetres de procés per al servei de modelat per injecció .
d'extrusió
L’extrusió és un altre mètode comú per processar la PA, especialment per crear formes contínues com tubs, canonades i pel·lícules. Aquest mètode requereix condicions específiques per a qualificacions de poliamides altament viscoses. Per entendre les diferències entre el modelat d’extrusió i injecció, podeu referir -vos a la nostra comparació de modelat de cops d'injecció i modelat de bufades d'extrusió.
Disseny de cargol : es recomana un cargol de tres seccions amb una relació L/D de 20-30 per a l'extrusió de PA.
Temperatura : La temperatura d'extrusió ha d'estar entre 240-270 ° C per a PA 6 i 270-290 ° C per a PA 66.
| Paràmetre | Configuració recomanada |
| Ràtio de cargol L/D | 20-30 |
| PA 6 Temperatura de processament | 240-270 ° C |
| PA 66 Temperatura de processament | 270-290 ° C |
Impressió 3D
El sintering làser selectiu (SLS) és una popular tècnica d’impressió 3D per a les poliamides. Utilitza un làser per a la capa de materials PA en pols per capa, creant parts complexes i precises. El SLS és ideal per a prototipat i producció de baix volum perquè elimina la necessitat de motlles. Per obtenir més informació sobre la impressió 3D i com es compara amb els mètodes de fabricació tradicionals, consulteu el nostre article sobre La impressió 3D substitueix el modelat per injecció.
Beneficis : SLS permet la creació de dissenys complexos, redueix els residus de materials i és molt flexible per a formes personalitzades.
Aplicacions : utilitzades habitualment en indústries d’automoció, aeroespacial i mèdica per a prototipat ràpid i parts funcionals.
| Mètode d'impressió 3D | Avantatges |
| Sinterització làser selectiva (SLS) | Alta precisió, no es requereixen motlles |
Per obtenir més informació sobre les tecnologies de prototipat ràpid, podríeu trobar el nostre article Quines són les característiques de la tecnologia de fabricació de prototip Rapid .
Formes físiques de productes de poliamida (PA)
Els productes de poliamida (PA) tenen diverses formes físiques. Cada forma té les seves pròpies característiques i aplicacions úniques. Explorem les diferents formes i mides de PA:
Pellets
Els pellets són la forma més comuna de PA
Són peces petites, cilíndriques o en forma de disc
Els pellets solen mesurar de 2-5 mm de diàmetre
S’utilitzen principalment per a processos de modelat per injecció
Pols
Els pols de PA tenen una mida de partícula fina, que oscil·la entre 10 i 200 micres
S'utilitzen en diverses aplicacions, com ara:
Grànuls
Els grànuls són lleugerament més grans que els pellets
Mesuren 4-8 mm de diàmetre
Els grànuls són més fàcils d’alimentar en maquinària d’extrusió en comparació amb els pols
Milloren la fluïdesa de materials durant el processament
sòlides
La PA es pot mecanitzar en diverses formes sòlides
Les formes comunes inclouen varetes, plaques i parts dissenyades a mida
Aquestes formes es creen a partir de materials borsaris de PA
Ofereixen versatilitat per a aplicacions i dissenys específics
| Formes | de mida | Aplicacions |
| Pellets | 2-5 mm de diàmetre | Modelat per injecció |
| Pols | 10-200 micres | Modelat rotatiu, recobriment de pols, impressió 3D SLS |
| Grànuls | 4-8mm de diàmetre | Processos d’extrusió |
| Sòlids | Diverses formes personalitzades | Components mecanitzats i dissenys especialitzats |
Aplicacions de plàstic de poliamida (PA)
El plàstic de poliamida (PA) és versàtil, cosa que fa que sigui essencial en diverses indústries. La seva força, resistència química i durabilitat proporcionen beneficis en molts ambients exigents.
Indústria de l’automoció
Al sector de l’automoció, les poliamides s’utilitzen per a diversos components crítics. Les peces del motor, els sistemes de combustible i els aïllants elèctrics es basen en el plàstic de la PA a causa de la seva resistència a la calor, força i durabilitat.
| de l’aplicació | Beneficis de la clau |
| Components del motor | Resistència a la calor, força |
| Sistemes de combustible | Resistència química, baixa permeabilitat |
| Aïllants elèctrics | Aïllament elèctric, estabilitat de la calor |
Aplicacions industrials
Els paràmetres industrials aprofiten la resistència al desgast de la poliamida i les propietats de fricció baixa. Els coixinets, els engranatges, les vàlvules i els segells elaborats a partir de PA són duradors, redueixen la fricció i funcionen bé en entorns d’estrès alt.
| de l’aplicació | Beneficis de la clau |
| Coixinets i engranatges | Resistència al desgast, baixa fricció |
| Vàlvules i segells | Resistència química i mecànica |
Béns de consum
Des d’equips esportius fins a articles domèstics quotidians, la poliamida s’utilitza àmpliament per a la seva duresa i flexibilitat. Articles com les raquetes de tennis i els estris de cuina es beneficien de la durabilitat i la facilitat del processament de la PA.
| de l’aplicació | Beneficis de la clau |
| Equipament esportiu | Duresa, flexibilitat |
| Articles de la llar | Durabilitat, facilitat de modelat |
Elèctric i l'electrònica
En electrònica, les poliamides es valoren per les seves propietats d’aïllament elèctric. S’utilitzen en connectors, interruptors i tancaments on l’aïllament i la resistència a la calor són crucials.
| de l’aplicació | Beneficis de la clau |
| Connectors i interruptors | Aïllament elèctric, resistència a la calor |
| Tancaments | Força, resistència química |
Indústria alimentària
Les poliamides de qualitat alimentària són segures per al contacte directe amb els aliments i s’utilitzen en envasos, cintes transportadores i peces de maquinària. Aquests materials ofereixen una excel·lent resistència química i una baixa absorció d’humitat.
| de l’aplicació | Beneficis de la clau |
| Embalatge de qualitat d'aliments | Resistència química, segura per al contacte |
| Cinturons transportadores | Durabilitat, resistència a la humitat |
Comparació del plàstic de poliamida (PA) amb altres materials
El plàstic de poliamida (PA) destaca per la seva combinació única de força, flexibilitat i resistència química. A continuació, es compara amb altres materials comuns.
PA de plàstic contra polièster
La poliamida i el polièster són polímers sintètics, però tenen diferències clau. La PA ofereix una millor resistència i resistència a l’impacte, mentre que el polièster és més resistent a l’estirament i es redueix. La PA també absorbeix més humitat que el polièster, cosa que afecta la seva estabilitat dimensional en ambients humits. Poliamida
| de propietat | (PA) | polièster |
| Força | Més gran | Moderar -se |
| Resistència a l’impacte | Excel·lent | Baixar |
| Absorció d’humitat | Alt | Baix |
| Resistència a l'estirament | Baixar | Més gran |
PA plàstic vs polipropilè (PP)
La PA té millors propietats mecàniques en comparació amb el polipropilè (PP), com la resistència més alta i la resistència al desgast. Tot i això, la PP té una resistència química superior, especialment contra els àcids i els alcalis. La PA és més resistent a la calor, mentre que el PP és conegut per la seva flexibilitat i un pes més lleuger. Poliamida
| de propietat | (PA) | Polipropilè (PP) |
| Força | Més gran | Baixar |
| Resistència química | Bé, però feble contra els àcids | Excel·lent |
| Resistència a la calor | Més gran | Baixar |
| Flexibilitat | Baixar | Més gran |
PA plàstic vs. Polietilè (PE)
La poliamida ofereix una resistència i una resistència a la calor molt més elevades en comparació amb el polietilè (PE). La PE és més flexible i té una millor resistència a la humitat, cosa que la fa ideal per a materials envasos. PA, en canvi, destaca en aplicacions que requereixen durabilitat mecànica i resistència a la calor. Per entendre les diferències entre els tipus de PE, podeu referir -vos al nostre article Diferències entre HDPE i LDPE.
| propietat de | poliamida (PA) | polietilè (PE) |
| Força | Més gran | Baixar |
| Resistència a la calor | Més gran | Baixar |
| Flexibilitat | Baixar | Més gran |
| Resistència a la humitat | Baixar | Excel·lent |
PA plàstic vs. metalls (alumini, acer)
Si bé metalls com l’alumini i l’acer són molt més forts, el plàstic de PA és molt més lleuger i fàcil de processar. La PA és resistent a la corrosió i no requereix el mateix manteniment que els metalls en entorns corrosius. Els metalls s’adapten millor a les aplicacions que requereixen força extrema i capacitat de càrrega, mentre que la PA destaca per reduir el pes i augmentar la flexibilitat. Per a una comparació entre diferents metalls, podríeu trobar el nostre article Titani vs alumini interessant.
| Propietat | Poliamida (PA) | d'alumini | Acer |
| Força | Baixar | Alt | Molt alt |
| Pes | Baix (lleuger) | Moderar -se | Alt |
| Resistència a la corrosió | Excel·lent | Bona | Pobre |
| Flexibilitat | Més gran | Baixar | Baixar |
Per obtenir més informació sobre materials metàl·lics i les seves propietats, podeu consultar la nostra guia Diferents tipus de metalls.
Conclusió
Els plàstics de poliamida (PA) són versàtils, que ofereixen força, resistència a la calor i durabilitat. Aquestes qualitats els fan essencials en l’enginyeria i la fabricació modernes. Tant si s'utilitza en aplicacions d'automoció, electrònica o industrial, els plàstics de PA proporcionen un rendiment fiable.
Quan seleccioneu un tipus de PA, considereu els requisits específics com la força, la flexibilitat i la resistència ambiental. Cada grau de PA ofereix avantatges únics per a diferents aplicacions, garantint el material adequat per a la feina.
Consells: potser us interessa tots els plàstics
