Polyamid, bežne známy ako nylon, je všade. Od automobilových dielov po spotrebný tovar je jeho použitia nekonečné. Objavil Wallace Carothers, nylon revolúcia v oblasti materiálov. Prečo sa tak široko používa? Vďaka pôsobivej odolnosti proti opotrebeniu, ľahkej štruktúre a vysokej tepelnej stabilite je ideálna pre rôzne odvetvia.
V tomto príspevku sa dozviete viac o ich rozmanitých typoch, pozoruhodných vlastnostiach a rozsiahlych aplikáciách. Zistite, prečo Plastici PA sú naďalej meničom hier v modernej výrobe.
Čo je plast polyamid (PA)?
Plast (PA), často nazývaný nylon, je všestranný inžiniersky termoplastický. Je známy svojou výnimočnou silou, trvanlivosťou a odolnosťou voči opotrebeniu a chemikáliám. Aby ste pochopili rozdiely medzi polyamidom a nylonom, môžete sa odvolať na náš článok na Rozdiel medzi polyamidom a nylonom.
Chemické zloženie
Plasty PA sa vyznačujú opakovaním amidových (-conh-) väzieb v ich molekulárnej štruktúre. Tieto prepojenia tvoria silné vodíkové väzby medzi polymérnymi reťazcami, čo poskytuje PA jeho jedinečné vlastnosti.
Základná štruktúra polyamidu vyzerá takto:
-[NH-CO-R-NH-CO-R '-]-
Tu R a R 'predstavujú rôzne organické skupiny, ktoré určujú špecifický typ PA.
Monoméry používané pri výrobe PA
Plasty PA sa syntetizujú pomocou rôznych monomérov. Najbežnejšie patrí:
Caprolactam: Používa sa na výrobu PA 6
Hexametyléndiamín a kyselina adipová: Používa sa pre PA 66
Kyselina 11-aminoundekanová: Používa sa vo výrobe PA 11
Laurolactam: Používa sa na výrobu PA 12
Pochopenie systému číslovania PA
Zaujímalo vás niekedy, čo znamenajú tieto čísla v typoch PA? Poďme to rozobrať:
Metódy syntézy plastu polyamidu (PA)
Plasty polyamidu (PA) alebo nylony sa syntetizujú rôznymi metódami polymerizácie, z ktorých každá ovplyvňuje ich vlastnosti a použitia. Dve bežné metódy sú kondenzačná polymerizácia a polymerizácia otvárania kruhu. Preskúmajme, ako tieto procesy fungujú.
Kondenzačná polymerizácia
Táto metóda je ako chemický tanec medzi dvoma partnermi: dekídami a diaminami. Reagujú za špecifických podmienok a v tomto procese strácajú vodu. Výsledok? Dlhé reťazce nylonových polymérov.
Takto to funguje:
Diaskíny a diamíny sa zmiešajú v rovnakých častiach.
Používa sa teplo, čo spôsobuje reakciu.
Uvoľňujú sa molekuly vody (dehydratácia).
Polymérne reťazce tvoria a rastú dlhšie.
Reakcia pokračuje, kým sa nedosiahne požadovaná dĺžka reťazca.
Hlavným príkladom tejto metódy je produkcia PA 66. Vyrába sa kombináciou hexametyléndiamínu a kyseliny adipovej.
Kľúčové výhody kondenzačnej polymerizácie:
Presná kontrola po polymérnej štruktúre
Schopnosť vytvárať rôzne typy PA
Relatívne jednoduchý proces
Polymerizácia otvárania krúžku
Táto metóda je ako rozbaliť molekulárny kruh. Na vytváranie plastov PA používa cyklické monoméry, ako je napríklad kaprolaktám.
Proces zahŕňa:
Zahrievanie cyklického monoméru (napr. Caprolaktam pre PA 6).
Pridanie katalyzátora na urýchlenie reakcie.
Rozbitie otvorte štruktúru krúžku.
Pripojenie otvorených krúžkov za vzniku dlhých polymérnych reťazcov.
Polymerizácia otvárania kruhu je obzvlášť užitočná pri vytváraní PA 6 a PA 12.
Výhody tejto metódy zahŕňajú:
Vysoká čistota konečného produktu
Efektívne používanie surovín
Schopnosť vytvárať špecializované typy PA
Obe metódy majú svoje jedinečné silné stránky. Výber závisí od požadovaného typu PA a jeho zamýšľanej aplikácie.
Typy polyamidu (PA) plast
Plasty polyamidu (PA) sa dodávajú v rôznych typoch, z ktorých každá ponúka jedinečné vlastnosti založené na ich molekulárnej štruktúre. Tieto typy sú hlavne klasifikované na alifatické, polo-aromatické a aromatické polyamidy. Poďme sa ponoriť do najbežnejších typov.
Alifatické polyamidy
Toto sú najbežnejšie typy PA. Sú známe svojou všestrannosťou a širokou škálou aplikácií.
PA 6 (nylon 6)
PA 66 (nylon 66)
Vyrábaný z hexametyléndiamínu a kyseliny adipovej
Vyšší bod topenia ako PA 6 (255 ° C vs 223 ° C)
Skvelé pre aplikácie s vysokou teplotou
PA 11 (nylon 11)
PA 12 (nylon 12)
PA 6-10 (nylon 6-10)
PA 4-6 (nylon 4-6)
Najvyšší bod topenia medzi alifatickými polyamidmi (295 ° C)
Výnimočné tepelné a mechanické vlastnosti
Často používané vo vysokovýkonných aplikáciách
Polo-aromatické polyamidy (polyftalamidy, PPA)
PPA mostí medzeru medzi alifatickými a aromatickými polyamidmi. Ponúkajú:
Aromatické polyamidy (aramidy)
Tieto vysoko výkonné polyamidy sa môžu pochváliť:
Populárne aramidy zahŕňajú Kevlar a Nomex.
Tu je rýchle porovnanie kľúčových vlastností: bod
| typu PA ( | C) | topenia | ° |
| PA 6 | 223 | Vysoký | Dobrý |
| PA 66 | 255 | Vysoký | Dobrý |
| PA 11 | 190 | Nízky | Vynikajúci |
| PA 12 | 178 | Veľmi nízky | Vynikajúci |
| PPA | 310+ | Nízky | Veľmi dobrý |
| Aramidy | 500+ | Veľmi nízky | Vynikajúci |
Vlastnosti polyamidovej (PA) plastovej
| vlastnosti | alifatické polyamidy | polo-aromatické polyamidy | aromatické polyamidy |
| Odpor | Vysoké, najmä v PA 66 a PA 6. | Vyššie ako alifatické pas. | Vynikajúce v extrémnych podmienkach. |
| Tepelná stabilita | Dobré, až 150 ° C (PA 66). | Lepšie, až 200 ° C. | Výnimočné, až 500 ° C. |
| Sila | Dobré, možno vylepšiť výplne. | Vyššie ako alifatické pas. | Mimoriadne vysoké, používané v náročných aplikáciách. |
| Tvrdosť | Veľmi dobré, PA 11 a PA 12 sú flexibilné. | Dobré, rigidnejšie. | Nízky, pokiaľ nie je upravený. |
| Nárazová sila | Vysoké, najmä v PA 6 a PA 11. | Dobré, o niečo nižšie ako alifatické pasy. | Nízky, pokiaľ nie je upravený. |
| Trenie | Nízka, vynikajúca pre posuvné aplikácie. | Veľmi nízke, ideálne pre prostredie opotrebenia. | Nízka, vyniká stresom. |
| Chemický odpor | Dobré, najmä v PA 11 a PA 12. | Lepšie ako alifatické pasy. | Vynikajúci, vysoko odolný. |
| Absorpcia vlhkosti | Vysoký v PA 6/66, nižšie v PA 11/12. | Nízka, stabilná vlhkosť. | Veľmi nízky, vysoko odolný. |
| Elektrická izolácia | Vynikajúce, široko používané. | Dobré, mierne nižšie. | Vynikajúce, používané vo vysokovýkonných systémoch. |
| Mechanické tlmenie | Dobré, najmä v PA 6 a PA 11. | Mierne, vhodné na štrukturálne použitie. | Zlá, pokiaľ nie je upravená. |
| Posuvné vlastnosti | Dobré, najmä v PA 6 a PA 66. | Vynikajúce, ideálne pre pohybujúce sa komponenty. | Výnimočné v strese. |
| Tepelný odpor | Až 150 ° C (PA 66), vyššie s úpravami. | Lepšie, až 200 ° C. | Vynikajúce, až 500 ° C. |
| UV odpor | Nízka, PA 12 potrebuje úpravu pre použitie v prírode. | Mierne, lepšie ako alifatické pasy. | Nízky, potrebuje prísady. |
| Spomaľovač horenia | Môže byť upravený na dodržiavanie predpisov. | Prirodzene viac odolné voči plameni. | Vysoko odolný voči plameňom. |
| Dimenzionnosť | Náchylný na absorpciu vlhkosti, stabilný v PA 11/12. | Vynikajúca, nízka absorpcia vlhkosti. | Vynikajúce, vysoko stabilné. |
| Odpor | Vysoké, najmä v PA 66 a PA 6. | Lepšie ako alifatické stupne. | Výnimočné, ideálne pre vysoké trenie. |
| Únava | Dobré v dynamických aplikáciách. | Nadradený, najmä pod stresom. | Vysoké, používané pri dlhodobom použití s vysokým stresom. |
Úpravy polyamidu
Plasty polyamidu (PA) môžu byť modifikované tak, aby sa zlepšili svoje vlastnosti pre konkrétne aplikácie. Pozrime sa na niektoré spoločné úpravy.
Zosilnenie sklenenej vlákna
Pridá sa sklenené vlákna na zlepšenie pevnosti, tuhosti a rozmerovej stability PASTICS. Táto modifikácia je obzvlášť prospešná v automobilových a priemyselných aplikáciách, kde je nevyhnutná zvýšená trvanlivosť.
| Účinok | |
| Sila | Zvýšená kapacita zaťaženia |
| Tuhosť | Zvýšená tuhosť |
| Dimenzionnosť | Znížené zmršťovanie a deformácie |
Výstuž uhlíkových vlákien
Pridanie uhlíkových vlákien zvyšuje mechanické vlastnosti a tepelnú vodivosť polyamidov. To je ideálne pre vysoko výkonné časti vystavené mechanickému napätiu alebo tepla, ako sú napríklad letecké komponenty.
| Účinok | |
| Mechanická pevnosť | Zlepšenie odporu voči deformácii |
| Tepelná vodivosť | Lepší rozptyl tepla |
Maziva
Lubrikanty znižujú trenie a zlepšujú odolnosť proti opotrebovaniu v aplikáciách, ako sú ložiská a prevodové stupne. Znížením trenia môžu Plasty PA dosiahnuť plynulejšiu prevádzku a dlhšiu životnosť.
| Účinok | |
| Redukcia trenia | Vylepšená odolnosť proti opotrebeniu |
| Plynulejšia prevádzka | Zvýšená účinnosť a dlhovekosť čiastočne |
Stabilizátory
UV stabilizátory rozširujú trvanlivosť polyamidov vo vonkajšom prostredí tým, že ich chránia pred ultrafialovou degradáciou. Je to nevyhnutné pre vonkajšie aplikácie, ako sú automobilové exteriéry alebo vonkajšie vybavenie.
| Účinok | |
| UV odpor | Dlhodobá odolnosť |
| Znížená degradácia | Lepší výkon pri expozícii slnečného žiarenia |
Spomaľovače horenia
Spomaľovače horenia zabezpečujú, aby polyamidy spĺňali požiarne bezpečnostné normy v elektrických a automobilových odvetviach. Vďaka tejto modifikácii je PA vhodná na použitie v prostrediach, kde je protipožiarny odpor rozhodujúci.
| Účinok | |
| Odpor | Bezpečnejšie vo vysokom horúcich alebo ohňových oblastiach |
| Súlad | Spĺňa predpisy o požiarnej bezpečnosti v priemysle |
Nárazové modifikátory
Modifikátory nárazu zvyšujú húževnatosť polyamidov, vďaka čomu sú odolnejšie voči prasknutiu pod dynamickým stresom. Táto modifikácia je užitočná najmä v aplikáciách, kde časti prechádzajú opakovaným dopadom, napríklad v športovom vybavení alebo priemyselných strojoch.
| Účinok | |
| Zvýšená húževnatosť | Lepší odpor voči nárazu a praskaniu |
| Trvanlivosť | Predĺžený život v dynamických prostrediach |
Metódy spracovania pre polyamid (PA) plast
Plast polyamidu (PA) sa môže spracovávať pomocou rôznych metód, z ktorých každá je vhodná pre rôzne aplikácie. Preskúmajme hlavné techniky spracovania.
Vstrekovanie
Vstrekovanie sa široko používa na výrobu častí PA vďaka svojej vynikajúcej tekutosti a prispôsobiteľnosti. Tento proces si vyžaduje starostlivú kontrolu teploty, sušenia a podmienok plesní.
Teplota : PA 6 vyžaduje teplotu taveniny 240-270 ° C, zatiaľ čo PA 66 potrebuje 270-300 ° C.
Sušenie : Správne sušenie je rozhodujúce pre zníženie obsahu vlhkosti pod 0,2%. Vlhkosť môže viesť k defektom, ako sú rozptyľovacie značky a znižujú mechanické vlastnosti.
Teplota formy : Ideálna teplota formy sa pohybuje od 55 do 80 ° C, v závislosti od typu PA a konštrukcie dielu.
| PA TYP | TAPODLIKA | POTREBA | SUSENIE |
| PA 6 | 240-270 ° C | <0,2% vlhkosť | 55-80 ° C |
| PA 66 | 270-300 ° C | <0,2% vlhkosť | 60-80 ° C |
Viac informácií o parametroch formovania vstrekovania nájdete na našom článku na Spracujte parametre pre službu vstrekovania . Užitočné.
extrúzie
Extrúzia je ďalšou bežnou metódou na spracovanie PA, najmä na vytváranie súvislých tvarov, ako sú rúrky, potrubia a filmy. Táto metóda vyžaduje špecifické podmienky pre vysoko viskózne stupne polyamidov. Aby ste pochopili rozdiely medzi extrúziou a injekčným formovaním, môžete sa odvolávať na naše porovnanie Vstrekovanie fúkania lišty verzus extrúzne vyfukovanie.
| Parameter | Odporúčané nastavenie |
| Pomer skrutky L/D | 20-30 |
| Teplota spracovania PA 6 | 240-270 ° C |
| PA 66 Teplota spracovania | 270-290 ° C |
3D tlač
Selektívne laserové spekanie (SLS) je populárna technika 3D tlače pre polyamidy. Používa laser na vrstvu vrstvy materiálov PA Sinter, ktorá vytvára zložité a presné časti. SLS je ideálny na prototypovanie a produkciu s nízkym objemom, pretože eliminuje potrebu foriem. Viac informácií o 3D tlači a o tom, ako sa porovnáva s tradičnými výrobnými metódami, nájdete v našom článku Nahrádza vstrekovanie 3D tlač 3D.
Výhody : SLS umožňuje vytváranie zložitých vzorov, znižuje odpad z materiálu a je vysoko flexibilný pre vlastné tvary.
Aplikácie : Bežne používané v automobilovom, leteckom a lekárskom priemysle pre rýchle prototypovanie a funkčné časti.
| 3D tlače Metóda | výhody |
| Selektívne laserové sintrovanie (SLS) | Vysoká presnosť, nie sú potrebné žiadne formy |
Viac informácií o technológiách rýchleho prototypovania nájdete náš článok o Aké sú charakteristiky výrobnej technológie rýchleho prototypu užitočné.
Fyzikálne formy produktov polyamidu (PA)
Výrobky polyamidu (PA) sa dodávajú v rôznych fyzikálnych formách. Každá forma má svoje vlastné jedinečné vlastnosti a aplikácie. Preskúmajme rôzne tvary a veľkosti PA:
Pelety
Pelety sú najbežnejšou formou PA
Sú malé, valcovité alebo kusy v tvare diskov
Pelety zvyčajne merajú priemer 2-5 mm
Používajú sa predovšetkým na procesy vstrekovania
Prášky
Prášky PA majú jemnú veľkosť častíc, v rozmedzí od 10 do 200 mikrónov
Používajú sa v rôznych aplikáciách, napríklad:
Granule
Granule sú o niečo väčšie ako pelety
Meria priemer 4 až 8 mm
Granule sa ľahšie privádzajú do extrúznych strojov v porovnaní s práškami
Počas spracovania zlepšujú tekutosť materiálu
tvarov
PA môže byť opracovaný do rôznych tuhých tvarov
Bežné formy zahŕňajú tyče, dosky a časti navrhnuté na mieru
Tieto tvary sú vytvorené zo skladových materiálov PA
Ponúkajú všestrannosť pre konkrétne aplikácie a návrhy
| tvaru | veľkosti | Aplikácie |
| Pelety | Priemer 2-5 mm | Vstrekovanie |
| Prášky | 10-200 mikrónov | Rotačné formovanie, práškový povlak, SLS 3D tlač |
| Granule | Priemer 4-8 mm | Extrúzne procesy |
| Tuhá látka | Rôzne vlastné tvary | Opracované komponenty a špecializované vzory |
Aplikácie plastového polyamidu (PA)
Plast polyamidu (PA) je všestranný, takže je nevyhnutný v rôznych odvetviach. Jeho sila, chemická odolnosť a trvanlivosť poskytujú výhody v mnohých náročných prostrediach.
Automobilový priemysel
V automobilovom sektore sa polyamidy používajú pre niekoľko kritických komponentov. Časti motora, palivové systémy a elektrické izolátory sa spoliehajú na PA plast kvôli jeho tepelnému odporu, pevnosti a trvanlivosti.
| aplikácie | Kľúčové výhody |
| Komponenty motora | Tepelný odpor, pevnosť |
| Palivové systémy | Chemická odolnosť, nízka priepustnosť |
| Elektrické izolátory | Elektrická izolácia, tepelná stabilita |
Priemyselné aplikácie
Priemyselné nastavenia využívajú výhody odolnosti proti opotrebeniu polyamidu a nízkych vlastností trenia. Ložiská, ozubené kolesá, ventily a tesnenia vyrobené z PA sú odolné, znižujú trenie a dobre fungujú v prostredí s vysokým stresom.
| aplikácie | Kľúčové výhody |
| Ložiská | Odolnosť za nosenie, nízke trenie |
| Ventily a tesnenia | Chemický a mechanický odpor |
Spotrebný tovar
Od športového vybavenia po každodenné domáce predmety sa polyamid široko používa na svoju húževnatosť a flexibilitu. Položky, ako sú tenisové rakety a kuchynské náradie, majú prospech z trvanlivosti PA a ľahkého spracovania.
| aplikácie | Kľúčové výhody |
| Športové vybavenie | Tvrdosť, flexibilita |
| Domácnosť | Trvanlivosť, ľahké formovanie |
Elektrická a elektronika
V elektronike sú polyamidy oceňované pre svoje vlastnosti elektrickej izolácie. Používajú sa v konektoroch, spínačoch a krytoch, kde je nevyhnutná izolácia a tepelný odpor.
| aplikácie | Kľúčové výhody |
| Konektory a spínače | Elektrická izolácia, tepelný odpor |
| Prílohy | Pevnosť, chemický odpor |
Potravinársky priemysel
Polyamidy s potravinami sú bezpečné na priamy kontakt s potravinami a používajú sa v balení, dopravných pásoch a častiach strojov. Tieto materiály ponúkajú vynikajúcu chemickú odolnosť a nízku absorpciu vlhkosti.
| aplikácie | Kľúčové výhody |
| Balenie | Chemický odpor, bezpečný pre kontakt |
| Dopravné pásy | Trvanlivosť, odolnosť proti vlhkosti |
Porovnanie polyamidového (PA) plastu s inými materiálmi
Plast Polyamid (PA) vyniká pre svoju jedinečnú kombináciu pevnosti, flexibility a chemickej odolnosti. Takto sa porovnáva s inými spoločnými materiálmi.
Plast vs. polyester
Polyamid a Polyester sú syntetické polyméry, ale majú kľúčové rozdiely. PA ponúka lepšiu odolnosť proti pevnosti a nárazu, zatiaľ čo polyester je odolnejší voči napínaniu a zmenšovaniu. PA tiež absorbuje viac vlhkosti ako polyester, čo ovplyvňuje jeho rozmerovú stabilitu vo vlhkom prostredí.
| Polyamester | Polyamid (PA | ) |
| Sila | Vyšší | Mierny |
| Nárazový odpor | Vynikajúci | Znížiť |
| Absorpcia vlhkosti | Vysoký | Nízky |
| Natiahnutie odporu | Znížiť | Vyšší |
PLAS PLAST vs. polypropylén (PP)
PA má lepšie mechanické vlastnosti v porovnaní s polypropylénom (PP), ako je vyššia pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu. PP má však vynikajúcu chemickú rezistenciu, najmä proti kyselinám a alkálii. PA je viac odolná voči teplu, zatiaľ čo PP je známa svojou flexibilitou a ľahšou hmotnosťou.
| Vlastnosť | polyamid (PA) | polypropylén (PP) |
| Sila | Vyšší | Znížiť |
| Chemický odpor | Dobré, ale slabé proti kyselinám | Vynikajúci |
| Tepelný odpor | Vyšší | Znížiť |
| Flexibilita | Znížiť | Vyšší |
PLAS PLAST vs. polyetylén (PE)
Polyamid ponúka oveľa vyššiu pevnosť a tepelnú odolnosť v porovnaní s polyetylénom (PE). PE je flexibilnejší a má lepšiu odolnosť proti vlhkosti, vďaka čomu je ideálny pre obalové materiály. PA, na druhej strane, vyniká v aplikáciách vyžadujúcich mechanickú trvanlivosť a tepelný odpor. Aby ste pochopili rozdiely medzi typmi PE, môžete sa obrátiť na náš článok na rozdiely medzi HDPE a LDPE.
| Vlastnosť | polyamidu (PA) | polyetylén (PE) |
| Sila | Vyšší | Znížiť |
| Tepelný odpor | Vyšší | Znížiť |
| Flexibilita | Znížiť | Vyšší |
| Odpor | Znížiť | Vynikajúci |
PLASKÉ VLASTNÉ KOVY (Hliník, oceľ)
Zatiaľ čo kovy ako hliník a oceľ sú omnoho silnejšie, PLAP je oveľa ľahší a ľahšie spracovateľný. PA je odolná voči korózii a nevyžaduje rovnakú údržbu ako kovy v korozívnych prostrediach. Kovy sú vhodnejšie pre aplikácie, ktoré si vyžadujú extrémnu pevnosť a kapacitu zaťaženia, zatiaľ čo PA vyniká pri znižovaní hmotnosti a zvyšovaniu flexibility. Pre porovnanie medzi rôznymi kovmi by ste našli náš článok o Zaujímavé titány vs hliník .
| Hliníková | (PA) | z hliníkovej | oceľ |
| Sila | Znížiť | Vysoký | Veľmi vysoký |
| Váha | Nízka (ľahká) | Mierny | Vysoký |
| Odpor | Vynikajúci | Dobrý | Úbohý |
| Flexibilita | Vyšší | Znížiť | Znížiť |
Viac informácií o kovových materiáloch a ich vlastnostiach môžete skontrolovať nášho sprievodcu Rôzne typy kovov.
Záver
Plasty polyamidov (PA) sú univerzálne, ponúkajú silu, tepelnú odolnosť a trvanlivosť. Vďaka týmto vlastnostiam sú nevyhnutné v modernom inžinierstve a výrobe. Či už sa používa v automobilovom, elektronike alebo priemyselných aplikáciách, Plastici Plasti poskytujú spoľahlivý výkon.
Pri výbere typu PA zvážte konkrétne požiadavky, ako je sila, flexibilita a odolnosť voči životnému prostrediu. Každá známka PA ponúka jedinečné výhody pre rôzne aplikácie a zaisťuje správny materiál pre túto prácu.
Tipy: Možno vás zaujíma všetky plasty
