Poliamid, splošno znan kot najlon, je povsod. Od avtomobilskih delov do potrošniških dobrin je njegova uporaba neskončna. Odkril ga je Wallace Carothers, najlon je revolucioniral znanost o materialih. Zakaj se tako široko uporablja? Njegova impresivna odpornost na obrabo, lahka struktura in visoka toplotna stabilnost so idealni za različne panoge.
V tej objavi boste izvedeli o njihovih različnih vrstah, izjemnih lastnostih in obsežnih aplikacijah. Odkrijte, zakaj je PA plastika še naprej menjava iger v sodobni proizvodnji.
Kaj je poliamid (PA) plastika?
Plastika poliamida (PA), ki se pogosto imenuje najlon, je vsestranska inženirska termoplastična. Znana je po svoji izjemni moči, trajnosti in odpornosti proti obrabi in kemikalijah. Če želite razumeti razlike med poliamidom in najlonom, se lahko sklicujete na naš članek o razlika med poliamidom in najlonom.
Kemična sestava in struktura
Za PA plastiko je značilno ponavljanje amidnih (-conh-) povezav v njihovi molekularni strukturi. Te povezave tvorijo močne vodikove vezi med polimernimi verigami, kar daje PA edinstvene lastnosti.
Osnovna struktura poliamida je videti tako:
-[NH-Co-R-NH-CO-R '-]-
Tukaj R in R 'predstavljata različne organske skupine, ki določata specifično vrsto PA.
Monomeri, ki se uporabljajo v proizvodnji PA
PA plastika se sintetizira z različnimi monomeri. Najpogostejši vključujejo:
Caprolactam: Uporablja se za proizvodnjo PA 6
Heksametilendiamin in adipična kislina: Uporablja se za PA 66
11-aminoundcanojska kislina: Uporablja se v proizvodnji PA 11
Laurolactam: Uporablja se za izdelavo PA 12
Razumevanje sistema oštevilčenja PA
Ste se kdaj vprašali, kaj pomenijo te številke v vrstah PA? Razčlenimo:
Metode sinteze poliamida (PA) plastike
Plastika poliamida (PA) ali najloni se sintetizirajo z različnimi metodami polimerizacije, pri čemer vsaka vpliva na njihove lastnosti in uporabo. Dve skupni metodi sta kondenzacijska polimerizacija in polimerizacija, ki odpira obroč. Raziščite, kako delujejo ti procesi.
Kondenzacijska polimerizacija
Ta metoda je kot kemični ples med dvema partnerjema: diacidi in diamini. Reagirajo v določenih pogojih in izgubljajo vodo v postopku. Rezultat? Dolge verige najlonskih polimerov.
Evo, kako deluje:
Diacidi in diamini se mešajo v enakih delih.
Nanese se toplota, kar povzroči reakcijo.
Vodne molekule se sproščajo (dehidracija).
Polimerne verige tvorijo in rastejo dlje.
Reakcija se nadaljuje, dokler ne dosežemo želene dolžine verige.
Odličen primer te metode je proizvodnja PA 66. Narejena je s kombiniranjem heksametilendiamina in adipinske kisline.
Ključne prednosti polimerizacije kondenzacije:
Natančen nadzor nad strukturo polimera
Sposobnost ustvarjanja različnih vrst PA
Relativno preprost postopek
Polimerizacija odpiranja obroča
Ta metoda je kot odstranjevanje molekularnega kroga. Za ustvarjanje PA plastike uporablja ciklične monomere, kot je Caprolactam.
Postopek vključuje:
Segrevanje cikličnega monomera (npr. Caprolactam za PA 6).
Dodajanje katalizatorja za pospešitev reakcije.
Odprite strukturo obroča.
Priključitev odprtih obročev, da tvori dolge polimerne verige.
Polimerizacija, ki odpira obroč, je še posebej uporabna za ustvarjanje PA 6 in PA 12.
Prednosti te metode vključujejo:
Visoka čistost končnega izdelka
Učinkovita uporaba surovin
Sposobnost ustvarjanja specializiranih vrst PA
Obe metodi imata svoje edinstvene prednosti. Izbira je odvisna od želenega tipa PA in njegove predvidene aplikacije.
Vrste poliamida (PA) plastike
Plastika poliamida (PA) je v različnih vrstah, pri čemer vsaka ponuja edinstvene lastnosti, ki temeljijo na njihovi molekularni strukturi. Te vrste so v glavnem razvrščene v alifatske, pol-aromatične in aromatične poliamide. Potopimo se v najpogostejše vrste.
Alifatski poliamidi
To so najpogostejše vrste PA. Znani so po svoji vsestranskosti in širokem razponu aplikacij.
PA 6 (najlon 6)
PA 66 (najlon 66)
Proizveden iz heksametilendiamina in adipične kisline
Višja tališče kot PA 6 (255 ° C proti 223 ° C)
Odličen za visokotemperaturne aplikacije
PA 11 (najlon 11)
PA 12 (najlon 12)
PA 6-10 (najlon 6-10)
PA 4-6 (najlon 4-6)
Najvišja tališče med alifatskimi poliamidi (295 ° C)
Izjemne toplotne in mehanske lastnosti
Pogosto se uporablja v visokozmogljivih aplikacijah
Pol-aromatični poliamidi (poliftalamidi, PPA)
PPAS premosti vrzel med alifatskimi in aromatičnimi poliamidi. Ponujajo:
Izboljšana toplotna odpornost
Boljša dimenzijska stabilnost
Izboljšana kemična odpornost
Aromatični poliamidi (aramide)
Ti visokozmogljivi poliamidi se ponašajo:
Izjemno razmerje med močjo in težo
Izjemna toplotna odpornost
Odlična kemična stabilnost
Priljubljene aramide vključujejo Kevlar in Nomex.
Tu je hitra primerjava lastnosti ključa:
| tipa PA (° C) | tališče | na absorpcijo vlage | Kemična odpornost |
| Pa 6 | 223 | Visok | Dobro |
| PA 66 | 255 | Visok | Dobro |
| Pa 11 | 190 | Nizka | Odlično |
| PA 12 | 178 | Zelo nizko | Odlično |
| Ppa | 310+ | Nizka | Zelo dobro |
| Aramide | 500+ | Zelo nizko | Odlično |
Lastnosti poliamida (PA) plastične
| lastnosti | Alifatični poliamidi | Semiaromatični poliamidi | aromatični poliamidi |
| Nošenje | Visoko, zlasti v PA 66 in PA 6. | Višji od alifatskih PAS. | Odlično v ekstremnih razmerah. |
| Toplotna stabilnost | Dobro, do 150 ° C (PA 66). | Bolje, do 200 ° C. | Izjemno, do 500 ° C. |
| Moč | Dobro, lahko izboljšate s polnili. | Višji od alifatskih PAS. | Izjemno visok, ki se uporablja v zahtevnih aplikacijah. |
| Žilavost | Zelo dobro, PA 11 in PA 12 sta prilagodljiva. | Dobro, bolj togo. | Nizko, razen če spremenjeno. |
| Moč udarca | Visoko, zlasti v PA 6 in PA 11. | Dober, nekoliko nižji od alifatskih pasov. | Nizko, razen če spremenjeno. |
| Trenje | Nizka, odlična za drsne aplikacije. | Zelo nizka, idealna za obrabna okolja. | Nizko, se odlično odreže pod stresom. |
| Kemična odpornost | Dobro, zlasti v PA 11 in PA 12. | Nadrejeni od alifatskih PAS. | Odličen, zelo odporen. |
| Absorpcija vlage | V PA 6/66, nižje v PA 11/12. | Nizka, stabilna v vlagi. | Zelo nizka, zelo odporna. |
| Električna izolacija | Odličen, široko uporabljen. | Dobro, nekoliko nižje. | Odličen, uporabljen v visokozmogljivih sistemih. |
| Mehansko dušenje | Dobro, še posebej v PA 6 in PA 11. | Zmerna, primerna za strukturno uporabo. | Slabo, razen če spremenjeno. |
| Drsne lastnosti | Dobro, še posebej v PA 6 in PA 66. | Odlično, idealno za premikanje komponent. | Izjemno pod stresom. |
| Toplotna odpornost | Do 150 ° C (PA 66), višji s spremembami. | Bolje, do 200 ° C. | Izstopajoča, do 500 ° C. |
| UV odpornost | Nizka, PA 12 potrebuje spremembo za zunanjo uporabo. | Zmerni, boljši od alifatskih PAS. | Nizka, potrebuje dodatke. |
| Zaostanek plamena | Lahko spremenite za skladnost. | Seveda bolj odporen na plamen. | Zelo odporen na plamen. |
| Dimenzijska stabilnost | Nagnjen k absorpciji vlage, stabilen v PA 11/12. | Vrhunska, nizka absorpcija vlage. | Odličen, zelo stabilen. |
| Odpornost na odrg | Visoko, zlasti v PA 66 in PA 6. | Boljši od alifatskih ocen. | Izjemno, idealno za visoko trenje. |
| Odpornost na utrujenost | Dobro v dinamičnih aplikacijah. | Nadrejeni, zlasti pod stresom. | Visoka, uporabljena pri dolgoročnih uporabi, visokih stresa. |
Spremembe poliamida
Plastiko poliamida (PA) je mogoče spremeniti, da izboljšajo njihove lastnosti za posebne aplikacije. Poglejmo nekaj skupnih sprememb.
Ojačitev steklenih vlaken
Za izboljšanje trdnosti, togosti in dimenzijske stabilnosti PA plastike se dodajo steklena vlakna. Ta sprememba je še posebej koristna pri avtomobilskih in industrijskih aplikacijah, kjer je bistvena povečana trajnost.
| Učinek | ugodnosti |
| Moč | Povečana nosilnost |
| Togost | Izboljšana togost |
| Dimenzijska stabilnost | Zmanjšano krčenje in upogibanje |
Okrepitev ogljikovih vlaken
Dodajanje ogljikovih vlaken povečuje mehanske lastnosti in toplotno prevodnost poliamidov. To je idealno za visokozmogljive dele, ki so izpostavljeni mehanskim stresom ali toploti, kot so vesoljske komponente.
| Učinek | ugodnosti |
| Mehanska trdnost | Izboljšana odpornost na deformacijo |
| Toplotna prevodnost | Boljša odvajanje toplote |
Maziva
Maziva zmanjšujejo trenje in izboljšajo odpornost na obrabo v aplikacijah, kot so ležaji in prestave. Z zmanjšanjem trenja lahko PA plastika doseže bolj gladko delovanje in daljše življenje.
| Učinek | ugodnosti |
| Zmanjšanje trenja | Izboljšana odpornost na obrabo |
| Bolj gladka operacija | Povečana učinkovitost in dolgo življenjsko dobo |
UV stabilizatorji
UV stabilizatorji razširjajo trajnost poliamidov v zunanjem okolju, tako da jih zaščitijo pred ultravijolično razgradnjo. To je bistvenega pomena za zunanje aplikacije, kot so avtomobilska zunanjost ali zunanja oprema.
| Učinek | ugodnosti |
| UV odpornost | Dolgotrajna trajnost na prostem |
| Zmanjšana razgradnja | Boljša zmogljivost pod izpostavljenostjo sončni svetlobi |
Zaostali plamena
Zaostali plamenov zagotavljajo, da poliamidi izpolnjujejo standarde požarne varnosti v električnem in avtomobilskem sektorju. Zaradi te spremembe je PA primerna za uporabo v okoljih, kjer je požarna odpornost kritična.
| Učinek | ugodnosti |
| Upor plamena | Varneje na območjih z visoko toploto ali požarom |
| Skladnost | Izpolnjuje industrijske predpise požarne varnosti |
Modifikatorji vpliva
Modifikatorji vpliva povečujejo žilavost poliamidov, zaradi česar so bolj odporni na razpoke pod dinamičnim stresom. Ta sprememba je še posebej uporabna pri aplikacijah, kjer so deli podvrženi večkratni vplivi, na primer v športni opremi ali industrijski stroji.
| Učinek | ugodnosti |
| Povečana žilavost | Boljša odpornost na udarce in razpoke |
| Trajnost | Podaljšano življenje v dinamičnih okoljih |
Metode obdelave za poliamid (PA) plastiko
Poliamid (PA) plastiko lahko obdelamo z različnimi metodami, vsaka pa je primerna za različne aplikacije. Raziščite glavne tehnike obdelave.
Oblikovanje vbrizgavanja
Oblikovanje vbrizgavanja se pogosto uporablja za izdelavo delov PA zaradi svoje odlične pretočnosti in plesni. Postopek zahteva skrbni nadzor temperature, sušenja in plesni.
Temperatura : PA 6 zahteva temperaturo taline 240-270 ° C, medtem ko PA 66 potrebuje 270-300 ° C.
Sušenje : Pravilno sušenje je ključnega pomena za zmanjšanje vsebnosti vlage pod 0,2%. Vlaga lahko privede do okvare, kot so plošča in zmanjša mehanske lastnosti.
Temperatura plesni : Idealna temperatura plesni se giblje od 55-80 ° C, odvisno od vrste PA in oblikovanja dela.
| PA tipa | TEPA TEMPERATURNA | TEMPERALNA SUHIRANJA | TEMPERATA TEMPERAL |
| Pa 6 | 240-270 ° C. | <0,2% vlaga | 55-80 ° C. |
| PA 66 | 270-300 ° C. | <0,2% vlaga | 60-80 ° C. |
Za več podrobnosti o parametrih oblikovanja injiciranja boste morda našli naš članek o Koristni parametri procesa za storitev oblikovanja vbrizgavanja .
Ekstruzijski
Extruzija je še ena pogosta metoda za obdelavo PA, zlasti za ustvarjanje neprekinjenih oblik, kot so cevi, cevi in filmi. Ta metoda zahteva posebne pogoje za zelo viskozne ocene poliamidov. Če želite razumeti razlike med ekstrudiranjem in oblikovanjem vbrizgavanja, se lahko sklicujete na našo primerjavo Vbrizgavanje pihanja v primerjavi z ekstruzijskim pihanjem.
| parameter | priporočljiva nastavitev |
| Razmerje vijaka L/D. | 20-30 |
| PA 6 Temperatura obdelave | 240-270 ° C. |
| PA 66 Temperatura obdelave | 270-290 ° C. |
3D tiskanje
Selektivno lasersko sintranje (SLS) je priljubljena tehnika 3D tiskanja za poliamide. Uporablja laser za sintranje PA materialov v prahu s plastjo, kar ustvarja zapletene in natančne dele. SLS je idealen za prototipizacijo in proizvodnjo z nizko količino, ker odpravlja potrebo po kalupih. Če želite več informacij o 3D tiskanju in kako se primerja s tradicionalnimi proizvodnimi metodami, si oglejte naš članek o je 3D tiskanje, ki nadomešča injekcijsko oblikovanje.
Prednosti : SLS omogoča ustvarjanje zapletenih modelov, zmanjšuje materialne odpadke in je zelo prilagodljiv za oblike po meri.
Aplikacije : Običajno se uporabljajo v avtomobilski, vesoljski in medicinski industriji za hitro prototipiranje in funkcionalne dele.
| 3D metode tiskanja | Prednosti |
| Selektivno lasersko sintranje (SLS) | Visoka natančnost, kalupi ni potrebna |
Za več informacij o hitrih tehnologijah za prototipiranje boste morda našli naš članek o Kakšne so značilnosti koristne tehnologije za proizvodnjo hitrega prototipa.
Fizične oblike izdelkov poliamida (PA)
Izdelki poliamida (PA) so v različnih fizičnih oblikah. Vsak obrazec ima svoje edinstvene značilnosti in aplikacije. Raziščite različne oblike in velikosti PA:
Pelete
Pelete so najpogostejša oblika PA
So majhni, valjasti ali disk v obliki kosov
Pelete običajno merijo 2-5 mm premera
Uporabljajo se predvsem za postopke oblikovanja injiciranja
Praški
PA praški imajo veliko velikost delcev, od 10 do 200 mikronov
Uporabljajo se v različnih aplikacijah, kot so:
Zrnca
Zrnca so nekoliko večja od peletov
Izmerijo premera 4-8 mm
Granule se lažje hranijo v ekstruzijskih strojih v primerjavi s praški
Izboljšajo materialno pretočnost med obdelavo
oblike
PA je mogoče obdelati v različne trdne oblike
Skupne oblike vključujejo palice, plošče in po meri, ki jih oblikujejo po meri
Te oblike so ustvarjene iz zalog zalog PA
Ponujajo vsestranskost za posebne aplikacije in modele
| oblikujejo | velikosti | Trdne |
| Pelete | Premer 2-5 mm | Oblikovanje vbrizgavanja |
| Praški | 10-200 mikronov | Rotacijsko oblikovanje, praškasta prevleka, 3D tiskanje SLS |
| Zrnca | Premer 4-8 mm | Ekstruzijski procesi |
| Trdne snovi | Različne oblike po meri | Obdelane komponente in specializirani dizajni |
Uporaba plastike poliamida (PA)
Poliamidna (PA) plastika je vsestranska, zaradi česar je nujna v različnih panogah. Njegova moč, kemična odpornost in trajnost zagotavljajo koristi v mnogih zahtevnih okoljih.
Avtomobilska industrija
V avtomobilskem sektorju se poliamidi uporabljajo za več kritičnih komponent. Deli motorja, sistemi za gorivo in električni izolatorji se zaradi njegove toplotne odpornosti, trdnosti in trajnosti zanašajo na PA plastiko.
| aplikacije | Prednosti ključa |
| Komponente motorja | Toplotna odpornost, trdnost |
| Sistemi za gorivo | Kemična odpornost, nizka prepustnost |
| Električni izolatorji | Električna izolacija, stabilnost toplote |
Industrijske aplikacije
Industrijske nastavitve izkoriščajo odpornost proti poliamidu in nizke lastnosti trenja. Ležaji, zobniki, ventili in tesnila, narejena iz PA, so trajni, zmanjšajo trenje in dobro delujejo v okolju z visokim stresom.
| aplikacije | Prednosti ključa |
| Ležaji in prestave | Odpornost na obrabo, nizko trenje |
| Ventili in tesnila | Kemična in mehanska odpornost |
Potrošniška dobrina
Od športne opreme do vsakodnevnih gospodinjskih predmetov se poliamid široko uporablja za svojo žilavost in prožnost. Predmeti, kot so teniški loparji in kuhinjski pripomočki, imajo koristi od trajnosti PA in enostavnosti predelave.
| aplikacije | Prednosti ključa |
| Športna oprema | Žilavost, prilagodljivost |
| Gospodinjski predmeti | Trajnost, enostavnost oblikovanja |
Električna in elektronika
V elektroniki so poliamidi cenjeni zaradi svojih električnih izolacijskih lastnosti. Uporabljajo se v priključkih, stikalih in zaprtih prostorih, kjer sta izolacija in toplotna odpornost ključnega pomena.
| aplikacije | Prednosti ključa |
| Priključki in stikala | Električna izolacija, toplotna odpornost |
| Ohišje | Moč, kemična odpornost |
Živilska industrija
Poliamidi s hrano so varni za neposreden stik s hrano in se uporabljajo v embalaži, tekočih trakovih in delih strojev. Ti materiali ponujajo odlično kemično odpornost in nizko absorpcijo vlage.
| aplikacije | Prednosti ključa |
| Embalaža s hrano | Kemična odpornost, varna za stik |
| Tekoči trakovi | Trajnost, odpornost na vlago |
Primerjava plastike poliamida (PA) z drugimi materiali
Plastika poliamida (PA) izstopa zaradi svoje edinstvene kombinacije trdnosti, prožnosti in kemične odpornosti. Tukaj je opisano, kako se primerja z drugimi skupnimi materiali.
PA plastika proti poliestru
Poliamid in poliester sta sintetični polimeri, vendar imata ključne razlike. PA ponuja boljšo moč in odpornost na udarce, medtem ko je poliester bolj odporen na raztezanje in krčenje. PA absorbira tudi več vlage kot poliester, kar vpliva na njegovo dimenzijsko stabilnost v vlažnem okolju.
| premoženja | poliamida (PA) | Poliester |
| Moč | Višje | Zmerno |
| Udarna odpornost | Odlično | Nižje |
| Absorpcija vlage | Visok | Nizka |
| Raztezanje | Nižje | Višje |
PA plastika proti polipropilenu (PP)
PA ima boljše mehanske lastnosti v primerjavi s polipropilenom (PP), kot sta večja trdnost in odpornost na obrabo. Vendar ima PP vrhunsko kemično odpornost, zlasti proti kislinam in alkalijem. PA je bolj odporen na toploto, medtem ko je PP znan po svoji prilagodljivosti in lažji teži.
| Lastnost | poliamid (PA) | polipropilen (PP) |
| Moč | Višje | Nižje |
| Kemična odpornost | Dobro, a šibko proti kislinam | Odlično |
| Toplotna odpornost | Višje | Nižje |
| Prilagodljivost | Nižje | Višje |
PA PLASTICA VS. POLYETHILEN (PE) SPREMEMBA
Poliamid ponuja veliko večjo trdnost in toplotno odpornost v primerjavi s polietilenom (PE). PE je bolj prilagodljiv in ima boljšo odpornost na vlago, zaradi česar je idealen za embalažne materiale. PA se na drugi strani odlikuje v aplikacijah, ki zahtevajo mehansko trajnost in toplotno odpornost. Če želite razumeti razlike med vrstami PE, se lahko sklicujete na naš članek o razlike med HDPE in LDPE.
| POLYAMID | (PA) | POLIETHILEN (PE) |
| Moč | Višje | Nižje |
| Toplotna odpornost | Višje | Nižje |
| Prilagodljivost | Nižje | Višje |
| Odpornost na vlago | Nižje | Odlično |
PA plastika proti kovini (aluminij, jeklo)
Medtem ko so kovine, kot sta aluminij in jeklo, veliko močnejše, je PA plastika veliko lažja in lažja za obdelavo. PA je odporen proti koroziji in ne potrebuje enakega vzdrževanja kot kovine v korozivnem okolju. Kovine so bolj primerne za aplikacije, ki zahtevajo izjemno moč in nosilnost, medtem ko PA odlikuje zmanjšanje teže in povečanje prožnosti. Za primerjavo med različnimi kovinami boste morda našli naš članek o Titanium vs aluminij zanimivo.
| Nepremičninsko | poliamid (PA) | Aluminijasto | jeklo |
| Moč | Nižje | Visok | Zelo visoko |
| Teža | Nizka (lahka) | Zmerno | Visok |
| Korozijska odpornost | Odlično | Dobro | Revni |
| Prilagodljivost | Višje | Nižje | Nižje |
Za več informacij o kovinskih materialih in njihovih lastnostih lahko preverite naš vodnik različne vrste kovin.
Zaključek
Plastika poliamida (PA) je vsestranska, ki ponuja trdnost, toplotno odpornost in trajnost. Te lastnosti so bistvene v sodobnem inženiringu in proizvodnji. Ne glede na to, ali se uporablja v avtomobilskih, elektronskih ali industrijskih aplikacijah, PA plastika zagotavlja zanesljive zmogljivosti.
Pri izbiri vrste PA razmislite o posebnih zahtevah, kot so moč, prožnost in odpornost na okolje. Vsaka ocena PA ponuja edinstvene prednosti za različne aplikacije, s čimer zagotavlja pravi material za to delo.
Nasveti: morda vas zanimajo vse plastike
