Polyamid, běžně známý jako nylon, je všude. Od automobilových dílů po spotřební zboží je jeho použití nekonečné. Objevené společností Wallace Carothers, nylon revolucionizovaná věda o materiálech. Proč se tak široce používá? Jeho působivá odolnost proti opotřebení, lehká struktura a vysoká tepelná stabilita je ideální pro různá průmyslová odvětví.
V tomto příspěvku se dozvíte o jejich rozmanitých typech, pozoruhodných vlastnostech a rozsáhlých aplikacích. Objevte, proč PA Plastics je i nadále měnič her v moderní výrobě.
Co je polyamid (PA) plast?
Polyamid (PA) plast, často nazývaný nylon, je univerzální inženýrský termoplastický. Je známá pro svou výjimečnou sílu, trvanlivost a odolnost proti opotřebení a chemikálii. Chcete -li pochopit rozdíly mezi polyamidem a nylonem, můžete se obrátit na náš článek Rozdíl mezi polyamidem a nylonem.
Chemické složení a struktura
Plasty PA jsou charakterizovány opakováním amidových (-conh-) vazeb v jejich molekulární struktuře. Tyto vazby tvoří silné vodíkové vazby mezi polymerními řetězci, což dává PA jeho jedinečné vlastnosti.
Základní struktura polyamidu vypadá takto:
-[NH-Co-R-NH-Co-R '-]-
Zde R a R 'představují různé organické skupiny a určují specifický typ PA.
Monomery používané při výrobě PA
Plasty PA jsou syntetizovány pomocí různých monomerů. Mezi nejběžnější patří:
Caprolactam: Používá se k výrobě PA 6
Hexamethylendiamin a kyselina adipová: Používá se pro PA 66
Kyselina 11-aminoundecanová: Používá se ve výrobě PA 11
Laurolactam: Používá se k výrobě PA 12
Porozumění systému číslování PA
Přemýšleli jste někdy, co znamenají tato čísla v PA? Pojďme to rozebrat:
Metody syntézy plastu polyamidu (PA)
Plasty polyamidu (PA), neboli nylony, jsou syntetizovány různými polymeračními metodami, z nichž každá ovlivňuje jejich vlastnosti a použití. Dvě běžné metody jsou polymerace kondenzace a polymerace otevírající kruhy. Pojďme prozkoumat, jak tyto procesy fungují.
Kondenzační polymerace
Tato metoda je jako chemický tanec mezi dvěma partnery: diacidy a diaminy. Reagují za specifických podmínek a ztrácí vodu v tomto procesu. Výsledek? Dlouhé řetězy nylonových polymerů.
Takto to funguje:
Diacidy a diaminy jsou smíchány ve stejných částech.
Teplo je aplikováno a způsobuje reakci.
Uvolňují se molekuly vody (dehydratace).
Polymerní řetězy se tvoří a rostou déle.
Reakce pokračuje, dokud není dosažena požadovaná délka řetězce.
Prvním příkladem této metody je výroba PA 66.
Klíčové výhody polymerace kondenzace:
Přesná kontrola nad strukturou polymeru
Schopnost vytvářet různé typy PA
Relativně jednoduchý proces
Polymerace otevírající prsten
Tato metoda je jako rozbalení molekulárního kruhu. K vytvoření PA plastů používá cyklické monomery, jako je Caprolactam.
Proces zahrnuje:
Zahřívání cyklického monomeru (např. Caprolactam pro PA 6).
Přidání katalyzátoru pro zrychlení reakce.
Otevření struktury prstence.
Připojení otevřených kroužků za vzniku dlouhých polymerních řetězců.
Polymerizace otevírající prsten je zvláště užitečná pro vytváření PA 6 a PA 12.
Mezi výhody této metody patří:
Vysoká čistota konečného produktu
Efektivní využití surovin
Schopnost vytvářet specializované typy PA
Obě metody mají své jedinečné silné stránky. Volba závisí na požadovaném typu PA a jeho zamýšlené aplikaci.
Typy plastu polyamidu (PA)
Plasty polyamidu (PA) přicházejí v různých typech, z nichž každá nabízí jedinečné vlastnosti založené na jejich molekulární struktuře. Tyto typy jsou klasifikovány hlavně do alifatických, poloaromatických a aromatických polyamidů. Pojďme se ponořit do nejběžnějších typů.
Alifatické polyamidy
Toto jsou nejběžnější typy PA. Jsou známí svou všestranností a širokou škálou aplikací.
PA 6 (nylon 6)
PA 66 (nylon 66)
Vyrobené z hexamethylendiaminu a kyseliny adipové
Vyšší bod tání než PA 6 (255 ° C vs. 223 ° C)
Skvělé pro vysokoteplotní aplikace
PA 11 (nylon 11)
PA 12 (nylon 12)
PA 6-10 (nylon 6-10)
PA 4-6 (nylon 4-6)
Nejvyšší bod tání mezi alifatickými polyamidy (295 ° C)
Výjimečné tepelné a mechanické vlastnosti
Často se používá ve vysoce výkonných aplikacích
Poloaromatické polyamidy (polyftalamidy, PPA)
PPAS přemostění mezery mezi alifatickými a aromatickými polyamidy. Nabízejí:
Zlepšená odolnost proti teplu
Lepší rozměrová stabilita
Zvýšená chemická odolnost
Aromatické polyamidy (aramidy)
Tyto vysoce výkonné polyamidy se mohou pochlubit:
Výjimečný poměr síly k hmotnosti
Vynikající odolnost proti teplu
Vynikající chemická stabilita
Mezi oblíbené aramidy patří Kevlar a Nomex.
Zde je rychlé srovnání klíčových vlastností:
| typu PA (° C) | bod tání | Absorpce vlhkosti | chemická odolnost |
| PA 6 | 223 | Vysoký | Dobrý |
| PA 66 | 255 | Vysoký | Dobrý |
| PA 11 | 190 | Nízký | Vynikající |
| PA 12 | 178 | Velmi nízké | Vynikající |
| PPA | 310+ | Nízký | Velmi dobré |
| Aramidy | 500+ | Velmi nízké | Vynikající |
Vlastnosti plastového
| vlastnictví polyamidu (PA) | Alifatické polyamidy | poloaromatické polyamidy | aromatické polyamidy |
| Nosit odpor | Vysoká, zejména v PA 66 a PA 6. | Vyšší než alifatické pas. | Vynikající v extrémních podmínkách. |
| Tepelná stabilita | Dobré, až 150 ° C (PA 66). | Lepší, až 200 ° C. | Výjimečné, až 500 ° C. |
| Pevnost | Dobré, může být vylepšeno výplněmi. | Vyšší než alifatické pas. | Extrémně vysoký, používaný v náročných aplikacích. |
| Houževnatost | Velmi dobré, PA 11 a PA 12 jsou flexibilní. | Dobré, rigidnější. | Nízké, pokud není upraveno. |
| Síla dopadu | Vysoká, zejména v PA 6 a PA 11. | Dobré, mírně nižší než alifatické pas. | Nízké, pokud není upraveno. |
| Tření | Nízká, vynikající pro posuvné aplikace. | Velmi nízké, ideální pro prostředí opotřebení. | Nízká, vyniká pod stresem. |
| Chemická odolnost | Dobré, zejména v PA 11 a PA 12. | Lepší než alifatické pas. | Vynikající, vysoce odolný. |
| Absorpce vlhkosti | Vysoký v PA 6/66, nižší v PA 11/12. | Nízká, stabilní ve vlhkosti. | Velmi nízký, vysoce odolný. |
| Elektrická izolace | Vynikající, široce používané. | Dobré, mírně nižší. | Vynikající, používaný ve vysoce výkonných systémech. |
| Mechanické tlumení | Dobré, zejména v PA 6 a PA 11. | Mírné, vhodné pro strukturální použití. | Chudý, pokud není upraven. |
| Posuvné vlastnosti | Dobré, zejména v PA 6 a PA 66. | Vynikající, ideální pro pohybující se komponenty. | Výjimečné pod stresem. |
| Odolnost proti teplu | Až 150 ° C (PA 66), vyšší s úpravami. | Lepší, až 200 ° C. | Vynikající, až 500 ° C. |
| Odolnost proti UV | Nízká, PA 12 potřebuje úpravu pro venkovní použití. | Mírné, lepší než alifatické pas. | Nízká, potřebuje přísady. |
| Retardér hoření | Lze upravit pro shodu. | Přirozeně více odolné vůči plamenům. | Vysoce odolný vůči plamenům. |
| Rozměrová stabilita | Náchylná k absorpci vlhkosti, stabilní v PA 11/12. | Vynikající absorpce nízké vlhkosti. | Vynikající, vysoce stabilní. |
| Odolnost proti oděru | Vysoká, zejména v PA 66 a PA 6. | Lepší než alifatické známky. | Výjimečné, ideální pro vysoké tření. |
| Odolnost proti únavě | Dobré v dynamických aplikacích. | Nadřízený, zejména pod stresem. | Vysoká, používaná při dlouhodobém, vysoce stresu. |
Modifikace polyamidu
Plasty polyamidu (PA) lze modifikovat tak, aby se zvýšily jejich vlastnosti pro specifické aplikace. Podívejme se na některé běžné úpravy.
Výztuž ze skleněných vláken
Skleněná vlákna se přidávají ke zlepšení pevnosti, tuhosti a rozměrové stability PA plastů. Tato úprava je zvláště výhodná v automobilových a průmyslových aplikacích, kde je nezbytná zvýšená trvanlivost.
| efektu | Výhoda |
| Pevnost | Zvýšená kapacita ložiska zatížení |
| Ztuhlost | Zvýšená rigidita |
| Rozměrová stabilita | Snížené smršťování a deformace |
Výztuž z uhlíkových vláken
Přidání uhlíkových vláken zvyšuje mechanické vlastnosti a tepelnou vodivost polyamidů. To je ideální pro vysoce výkonné části vystavené mechanickému napětí nebo teplu, jako jsou letecké komponenty.
| efektu | Výhoda |
| Mechanická síla | Zlepšená odolnost vůči deformaci |
| Tepelná vodivost | Lepší rozptyl tepla |
Maziva
Maziva snižují tření a zlepšují odolnost proti opotřebení v aplikacích, jako jsou ložiska a ozubená kola. Snížením tření může PA plasty dosáhnout plynulejšího provozu a delší životnost dílu.
| efektu | Výhoda |
| Snížení tření | Zlepšený odolnost proti opotřebení |
| Plynulejší provoz | Zvýšená účinnost a dlouhověkost částečně |
UV stabilizátory
UV stabilizátory rozšiřují trvanlivost polyamidů ve venkovním prostředí jejich ochranou před ultrafialovou degradací. To je nezbytné pro venkovní aplikace, jako jsou automobilové exteriéry nebo venkovní vybavení.
| efektu | Výhoda |
| Odolnost proti UV | Prodloužená outdoorová odolnost |
| Snížená degradace | Lepší výkon při expozici slunečního světla |
Retardéry hoření
Retardéry hoření zajišťují, aby polyamidy splňovaly standardy požární bezpečnosti v elektrických a automobilových odvětvích. Tato modifikace činí PA vhodnými pro použití v prostředích, kde je kritická požární odolnost.
| efektu | Výhoda |
| Odolnost proti plameni | Bezpečnější v oblastech náchylných k požáru |
| Dodržování | Splňuje průmyslové předpisy pro požární bezpečnost |
Modifikátory dopadu
Modifikátory dopadu zvyšují houževnatost polyamidů, takže jsou odolnější vůči praskání při dynamickém stresu. Tato modifikace je zvláště užitečná v aplikacích, kde se díly podléhají opakovanému dopadu, například ve sportovním vybavení nebo průmyslovém stroji.
| efektu | Výhoda |
| Zvýšená houževnatost | Lepší odpor vůči dopadu a praskání |
| Trvanlivost | Prodloužený život v dynamickém prostředí |
Metody zpracování pro polyamid (PA) plast
Plast polyamidu (PA) lze zpracovat pomocí různých metod, z nichž každá je vhodná pro různé aplikace. Pojďme prozkoumat hlavní techniky zpracování.
Injekční lisování
Lisování vstřikování se široce používá pro výrobu PA dílů kvůli jeho vynikající tekutě a formotelnosti. Proces vyžaduje pečlivou kontrolu teploty, sušení a podmínek plísní.
Teplota : PA 6 vyžaduje teplotu taveniny 240-270 ° C, zatímco PA 66 potřebuje 270-300 ° C.
Sušení : Správné sušení je zásadní pro snížení obsahu vlhkosti pod 0,2%. Vlhkost může vést k defektům, jako jsou rozplaty a snížení mechanických vlastností.
Teplota formy : Ideální teplota formy se pohybuje od 55 do 80 ° C, v závislosti na typu PA a návrhu části.
| typu PA | teploty | Požadavek na roztavení | teplota formy |
| PA 6 | 240-270 ° C. | <0,2% vlhkost | 55-80 ° C. |
| PA 66 | 270-300 ° C. | <0,2% vlhkost | 60-80 ° C. |
Pro více informací o parametrech formování injekčního lišty můžete najít náš článek na Procesní parametry pro injekční lisování užitečné.
vytlačování
Extruze je další běžnou metodou zpracování PA, zejména pro vytváření kontinuálních tvarů, jako jsou zkumavky, trubky a filmy. Tato metoda vyžaduje specifické podmínky pro vysoce viskózní známky polyamidů. Chcete -li pochopit rozdíly mezi vytlačováním a vstřikováním, můžete odkazovat na naše srovnání Injekční foukání lisování vs. Vytváření foukání lisování.
| parametru | Doporučené nastavení |
| Poměr šroubu L/D. | 20-30 |
| Teplota zpracování PA 6 | 240-270 ° C. |
| Teplota zpracování PA 66 | 270-290 ° C. |
3D tisku 3D tisku
Selektivní laserové slinování (SLS) je oblíbená 3D tisková technika pro polyamidy. Používá laser k vrstvě materiálů PA po vrstvě po vrstvě a vytváří složité a přesné části. SLS je ideální pro prototypování a produkci s nízkým objemem, protože eliminuje potřebu forem. Další informace o 3D tisku a o tom, jak se srovnává s tradičními výrobními metodami, naleznete v našem článku je 3D tisk nahrazující lisování injekce.
Výhody : SLS umožňuje vytváření složitých návrhů, snižuje odpad materiálu a je vysoce flexibilní pro vlastní tvary.
Aplikace : Běžně se používají v automobilovém průmyslu, leteckém a lékařském průmyslu pro rychlé prototypování a funkční části.
| metody | Výhody |
| Selektivní laserové slinování (SLS) | Vysoká přesnost, žádné formy |
Pro více informací o technologiích rychlého prototypování můžete najít náš článek o Jaké jsou vlastnosti výrobní technologie rychlého prototypu užitečné.
Fyzické formy polyamidových (PA) produktů
Produkty polyamidu (PA) přicházejí v různých fyzických formách. Každá forma má své vlastní jedinečné vlastnosti a aplikace. Pojďme prozkoumat různé tvary a velikosti PA:
Pelety
Pelety jsou nejběžnější formou PA
Jsou malé, válcové nebo kusy ve tvaru disku
Pelety obvykle měří průměr 2-5 mm
Jsou primárně používány pro procesy lisování injekce
Prášky
PA prášky mají jemnou velikost částic, v rozmezí 10-200 mikronů
Používají se v různých aplikacích, například:
Granule
Granule jsou o něco větší než pelety
Měří průměr 4-8 mm
Granule se snáze nakrmí do extruzních strojů ve srovnání s prášky
Zlepšují průběžnost materiálu během zpracování
pevných tvarů
PA může být obrobeno do různých pevných tvarů
Mezi běžné formy patří pruty, desky a díly navržené na míru
Tyto tvary jsou vytvářeny z materiálů PA Stock Materials
Nabízejí všestrannost pro konkrétní aplikace a návrhy
| formy | velikosti | Aplikace |
| Pelety | Průměr 2-5 mm | Injekční lisování |
| Prášky | 10-200 mikronů | Rotační formování, práškový povlak, SLS 3D tisk |
| Granule | Průměr 4-8 mm | Procesy vytlačování |
| Pevné látky | Různé vlastní tvary | Obrobené komponenty a specializované vzory |
Aplikace plastu polyamidu (PA)
Polyamid (PA) plast je všestranný, takže je nezbytný v různých průmyslových odvětvích. Jeho síla, chemická odolnost a trvanlivost poskytují výhody v mnoha náročných prostředích.
Automobilový průmysl
V automobilovém sektoru se polyamidy používají pro několik kritických součástí. Díly motoru, palivové systémy a elektrické izolátory se spoléhají na PA plast kvůli jeho tepelnému odolnosti, síle a trvanlivosti.
| aplikace | Výhody klíče |
| Komponenty motoru | Tepelná odolnost, síla |
| Palivové systémy | Chemická odolnost, nízká propustnost |
| Elektrické izolátory | Elektrická izolace, stabilita tepla |
Průmyslové aplikace
Průmyslová nastavení využívají výhody odporu opotřebení polyamidu a vlastností nízkého tření. Ložiska, ozubená kola, ventily a těsnění vyrobená z PA jsou odolná, snižují tření a dobře fungují ve vysoce stresových prostředích.
| aplikace | Výhody klíče |
| Ložiska a ozubená kola | Odolnost proti nošení, nízké tření |
| Ventily a těsnění | Chemická a mechanická odolnost |
Konzumní zboží
Od sportovního vybavení až po každodenní předměty pro domácnost se polyamid široce používá pro svou houževnatost a flexibilitu. Položky jako tenisové rakety a kuchyňské náčiní těží z trvanlivosti PA a snadné zpracování.
| aplikace | Výhody klíče |
| Sportovní vybavení | Houževnatost, flexibilita |
| Předměty domácnosti | Trvanlivost, snadnost formování |
Elektrická a elektronika
V elektronice jsou polyamidy oceňovány pro jejich elektrické izolační vlastnosti. Používají se v konektorech, přepínačích a ohradách, kde jsou zásadní izolace a odolnost proti teplu.
| aplikace | Výhody klíče |
| Konektory a přepínače | Elektrická izolace, odolnost proti teplu |
| Přílohy | Síla, chemická odolnost |
Potravinářský průmysl
Polyamidy na úrovni potravin jsou bezpečné pro přímý kontakt s potravinami a používají se v balení, dopravních pásech a částech strojů. Tyto materiály nabízejí vynikající chemickou odolnost a absorpci nízké vlhkosti.
| aplikace | Výhody klíče |
| Balení na úrovni potravin | Chemická odolnost, bezpečná pro kontakt |
| Dopravní pásy | Trvanlivost, odolnost proti vlhkosti |
Srovnání plastu polyamidu (PA) s jinými materiály
Plastový polyamid (PA) vyniká svou jedinečnou kombinací síly, flexibility a chemické odolnosti. Zde je to, jak to ve srovnání s jinými běžnými materiály.
PA Plast vs. Polyester
Polyamid a polyester jsou oba syntetické polymery, ale mají klíčové rozdíly. PA nabízí lepší odolnost vůči síle a nárazu, zatímco polyester je odolnější vůči protahování a zmenšení. PA také absorbuje více vlhkosti než polyester, což ovlivňuje jeho rozměrovou stabilitu ve vlhkém prostředí.
| polyamidu | (PA) | Polyester |
| Pevnost | Vyšší | Mírný |
| Odolnost vůči dopadu | Vynikající | Spodní |
| Absorpce vlhkosti | Vysoký | Nízký |
| Natahovací odpor | Spodní | Vyšší |
PA Plast vs. Polypropylen (PP)
PA má lepší mechanické vlastnosti ve srovnání s polypropylenem (PP), jako je vyšší odolnost proti pevnosti a opotřebení. PP však má vynikající chemickou odolnost, zejména proti kyselinám a alkalisům. PA je více odolná proti teplu, zatímco PP je známá svou flexibilitou a lehčí hmotností.
| Polyamid | polyamid (PA) | polypropylen (PP) |
| Pevnost | Vyšší | Spodní |
| Chemická odolnost | Dobré, ale slabé proti kyselinám | Vynikající |
| Odolnost proti teplu | Vyšší | Spodní |
| Flexibilita | Spodní | Vyšší |
PA PLASTA PLASTIE vs. Polyethylen (PE)
Polyamid nabízí mnohem vyšší pevnost a tepelnou odolnost ve srovnání s polyethylenem (PE). PE je flexibilnější a má lepší odolnost vůči vlhkosti, což je ideální pro obalové materiály. PA, na druhé straně, vyniká v aplikacích vyžadujících mechanickou trvanlivost a tepelnou odolnost. Chcete -li pochopit rozdíly mezi typy PE, můžete se podívat na náš článek Rozdíly mezi HDPE a LDPE.
| Polyamid | (PA) | Polyethylen (PE) |
| Pevnost | Vyšší | Spodní |
| Odolnost proti teplu | Vyšší | Spodní |
| Flexibilita | Spodní | Vyšší |
| Odolnost vůči vlhkosti | Spodní | Vynikající |
PA PLASTION vs. Kovy (hliník, ocel)
Zatímco kovy, jako je hliník a ocel, jsou mnohem silnější, PA plast je mnohem lehčí a snadněji se zpracovává. PA je odolná proti korozi a nevyžaduje stejnou údržbu jako kovy v korozivním prostředí. Kovy jsou vhodnější pro aplikace vyžadující extrémní pevnost a kapacitu nosnosti zatížení, zatímco PA vyniká při snižování hmotnosti a zvyšování flexibility. Pro srovnání mezi různými kovy můžete najít náš článek Titanium vs hliník zajímavý.
| Hliníková | (PA) | polyamidu | ocel |
| Pevnost | Spodní | Vysoký | Velmi vysoká |
| Hmotnost | Nízká (lehká) | Mírný | Vysoký |
| Odolnost proti korozi | Vynikající | Dobrý | Chudý |
| Flexibilita | Vyšší | Spodní | Spodní |
Pro více informací o kovových materiálech a jejich vlastnostech si můžete prohlédnout náš průvodce Různé typy kovů.
Závěr
Plasty polyamidu (PA) jsou univerzální a nabízejí sílu, odolnost proti teplu a trvanlivost. Díky těmto vlastnostem jsou nezbytné v moderním inženýrství a výrobě. Ať už se používá v automobilovém průmyslu, elektronice nebo průmyslových aplikacích, PA plasty poskytují spolehlivý výkon.
Při výběru typu PA zvažte specifické požadavky, jako je síla, flexibilita a odolnost proti životnímu prostředí. Každá známka PA nabízí jedinečné výhody pro různé aplikace a zajišťuje správný materiál pro práci.
Tipy: Možná máte zájem o všechny plasty
