Поліамід, широко відомий як нейлон, є скрізь. Від автомобільних деталей до споживчих товарів його використання нескінченні. Виявлений Wallace Carothers, нейлон революціонізував матеріалознавство. Чому це так широко використовується? Його вражаюча стійкість до зносу, легка структура та висока термічна стійкість роблять його ідеальним для різних галузей.
У цій публікації ви дізнаєтесь про їх різноманітні типи, чудові властивості та широкі програми. Дізнайтеся, чому PA Plastics продовжує бути зміною гри в сучасному виробництві.
Що таке поліамід (ПА) пластик?
Пластик поліаміду (ПА), який часто називають нейлоном, є універсальним інженерним термопластичним. Він відомий своєю винятковою міцністю, довговічністю та стійкістю до зносу та хімікатів. Щоб зрозуміти відмінності між поліамідом та нейлоном, ви можете посилатися на нашу статтю Різниця між поліамідом та нейлоном.
Хімічний склад та структура
PA Plastics характеризується повторенням амідних (-conh-) зв'язків у їх молекулярній структурі. Ці зв'язки утворюють сильні водневі зв’язки між полімерними ланцюгами, надаючи ПА його унікальні властивості.
Основна структура поліаміду виглядає так:
-[NH-CO-R-NH-CO-R '-]-
Тут R і R 'представляють різні органічні групи, визначаючи конкретний тип ПА.
Мономери, що використовуються у виробництві ПА
PA Plastics синтезується за допомогою різних мономерів. Найпоширеніші з них включають:
Caprolactam: Використовується для отримання ПА 6
Гексаметилендіамін та адипінова кислота: використовується для ПА 66
11-амінундеканова кислота: використовується у виробництві ПА 11
Laurolactam: Використовується для виготовлення ПА 12
Розуміння системи нумерації ПА
Ніколи не замислювалися, що означають ці цифри у типах ПА? Давайте розберемо його:
Одне число (наприклад, ПА 6): вказує кількість атомів вуглецю в мономері
Подвійне число (наприклад, ПА 66): показує атоми вуглецю у кожному з двох використовуваних мономерів
Методи синтезу поліаміду (ПА) пластику
Пластмаси поліаміду (ПА) або нейлони синтезуються за допомогою різних методів полімеризації, кожна з яких впливає на їх властивості та використання. Два поширені методи-полімеризація конденсації та полімеризація відкриття кільця. Давайте вивчимо, як працюють ці процеси.
Полімеризація конденсації
Цей метод схожий на хімічний танець між двома партнерами: діакідами та діамінами. Вони реагують у конкретних умовах, втрачаючи воду в процесі. Результат? Довгі ланцюги нейлонових полімерів.
Ось як це працює:
Діакіди та діаміни змішуються в рівних частинах.
Тепло наноситься, викликаючи реакцію.
Вивільняються молекули води (зневоднення).
Полімерні ланцюги утворюються і ростуть довше.
Реакція триває до досягнення бажаної довжини ланцюга.
Прекрасним прикладом цього методу є виробництво PA 66. Це зроблено шляхом поєднання гексаметилендіаміну та адипінової кислоти.
Основні переваги полімеризації конденсації:
Полімеризація, що відкриває кільце
Цей метод схожий на розстебання молекулярного кола. Він використовує циклічні мономери, такі як Caprolactam, для створення пластмасу ПА.
Процес включає:
Нагрівання циклічного мономеру (наприклад, капролактам для ПА 6).
Додавання каталізатора для прискорення реакції.
Розбиття структури кільця.
Підключення відкритих кілець, щоб утворити довгі полімерні ланцюги.
Полімеризація, що відкриває кільце, особливо корисна для створення PA 6 та PA 12.
Переваги цього методу включають:
Висока чистота кінцевого продукту
Ефективне використання сировини
Можливість створювати спеціалізовані типи ПА
Обидва методи мають свої унікальні сильні сторони. Вибір залежить від потрібного типу ПА та його передбачуваного застосування.
Типи поліаміду (ПА) пластика
Пластики поліаміду (ПА) є різними типами, кожен з яких пропонує унікальні властивості на основі їх молекулярної структури. Ці типи в основному класифікуються на аліфатичні, напівароматичні та ароматичні поліаміди. Давайте зануримось у найпоширеніші типи.
Аліфатичні поліаміди
Це найпоширеніші типи ПА. Вони відомі своєю універсальністю та широким спектром додатків.
PA 6 (нейлон 6)
PA 66 (нейлон 66)
Виробляється з гексаметилендіаміну та адипінової кислоти
Більш висока температура плавлення, ніж ПА 6 (255 ° C проти 223 ° C)
Відмінно підходить для високотемпературних додатків
ПА 11 (нейлон 11)
ПА 12 (нейлон 12)
ПА 6-10 (нейлон 6-10)
ПА 4-6 (нейлон 4-6)
Найвища температура плавлення серед аліфатичних поліамідів (295 ° C)
Виняткові теплові та механічні властивості
Часто використовується у високопродуктивних додатках
Напівароматичні поліаміди (поліфталаміди, PPA)
PPAS об'єднує зазор між аліфатичними та ароматичними поліамідами. Вони пропонують:
Ароматичні поліаміди (араміди)
Ці високопродуктивні поліаміди можуть похвалитися:
Популярні араміди включають Кевлар та Номекс.
Ось швидке порівняння ключових властивостей: ТОПЛІВ
| ТИПА ПА | (° C) | до поглинання вологи | Хімічна стійкість |
| ПА 6 | 223 | Високий | Добрий |
| ПА 66 | 255 | Високий | Добрий |
| ПА 11 | 190 | Низький | Відмінний |
| ПА 12 | 178 | Дуже низький | Відмінний |
| PPA | 310+ | Низький | Дуже добре |
| Араміди | 500+ | Дуже низький | Відмінний |
Властивості поліаміду (ПА) Пластикова
| властивість | аліфатичних поліамідів | напівароматичні поліаміди | ароматичні поліаміди |
| Опір зносу | Високий, особливо в PA 66 та PA 6. | Вище аліфатичного ПА. | Відмінно в екстремальних умовах. |
| Термічна стабільність | Добре, до 150 ° C (PA 66). | Краще, до 200 ° C. | Винятковий, до 500 ° C. |
| Міцність | Добре, можна посилити наповнювачі. | Вище аліфатичного ПА. | Надзвичайно високий, що використовується в вимогливих додатках. |
| Міцність | Дуже добре, PA 11 і PA 12 є гнучкими. | Добре, більш жорсткі. | Низький, якщо не модифікований. |
| Вплив сили | Високий, особливо в ПА 6 та ПА 11. | Хороший, трохи нижчий, ніж аліфатичний ПА. | Низький, якщо не модифікований. |
| Тертя | Низький, відмінний для розсувних додатків. | Дуже низький, ідеально підходить для зносу. | Низький, досконалий під напругою. |
| Хімічна стійкість | Добре, особливо в ПА 11 та ПА 12. | Перевершує аліфатичні ПА. | Відмінний, високостійкий. |
| Поглинання вологи | Висока в ПА 6/66, нижча в ПА 11/12. | Низька, стабільна у вологості. | Дуже низький, високостійкий. |
| Електрична ізоляція | Відмінно, широко використовується. | Добре, трохи нижче. | Відмінно, що використовується у високоефективних системах. |
| Механічне демпфірування | Добре, особливо в ПА 6 та ПА 11. | Помірний, підходить для структурних цілей. | Бідний, якщо не модифікований. |
| Ковзаючі властивості | Добре, особливо в PA 6 та PA 66. | Відмінно, ідеально підходить для рухомих компонентів. | Винятковий під стресом. |
| Теплостійкість | До 150 ° C (ПА 66), вище з модифікаціями. | Краще, до 200 ° C. | Видатні, до 500 ° C. |
| УФ -опір | Низький, ПА 12 потребує модифікації для використання на свіжому повітрі. | Помірний, краще, ніж аліфатичні ПА. | Низькі, потребують добавки. |
| Полум'яна стійка | Може бути змінений для дотримання. | Природно більш стійкий до полум'я. | Сильно стійкий до полум'я. |
| Розмірна стабільність | Схильний до поглинання вологи, стабільно в ПА 11/12. | Вища, низька поглинання вологи. | Відмінно, дуже стабільно. |
| Стійкість до стирання | Високий, особливо в PA 66 та PA 6. | Краще, ніж аліфатичні оцінки. | Винятковий, ідеально підходить для високого тертя. |
| Втома | Добре в динамічних додатках. | Вищий, особливо під стресом. | Високий, що використовується в довгостроковому, високому стресі. |
Модифікації поліаміду
Пластики поліаміду (ПА) можуть бути модифіковані для посилення їх властивостей для конкретних застосувань. Давайте розглянемо деякі поширені модифікації.
Підсилення скловолокна
Скляні волокна додаються для поліпшення сили, жорсткості та розміру стабільності пластмасу ПА. Ця модифікація особливо корисна для автомобільних та промислових застосувань, де підвищена міцність є важливою.
| ефекту | Вигода від |
| Міцність | Збільшена вантажопідйомність |
| Жорсткість | Посилена жорсткість |
| Розмірна стабільність | Зменшена усадка та викривлення |
Армування вуглецевого волокна
Додавання вуглецевих волокон підвищує механічні властивості та теплопровідність поліамідів. Це ідеально підходить для високопродуктивних деталей, що піддаються механічному напрузі або тепла, таких як аерокосмічні компоненти.
| ефекту | Вигода від |
| Механічна міцність | Поліпшена стійкість до деформації |
| Теплопровідність | Краще розсіювання тепла |
Мастила
Маслюжні матеріали зменшують тертя та покращують стійкість зносу в таких застосуванні, як підшипники та передачі. Зменшуючи тертя, PA Plastics може досягти більш гладкої роботи та тривалішого життя.
| ефекту | Вигода від |
| Зменшення тертя | Поліпшена стійкість до зносу |
| Більш гладка операція | Підвищення ефективності та частково довголіття |
УФ -стабілізатори
УФ -стабілізатори розширюють довговічність поліамідів у зовнішніх умовах, захищаючи їх від ультрафіолетової деградації. Це важливо для зовнішніх додатків, таких як автомобільні екстер'єри або обладнання на свіжому повітрі.
| ефекту | Вигода від |
| УФ -опір | Тривала довговічність на свіжому повітрі |
| Зменшена деградація | Краща продуктивність під впливом сонячного світла |
Полум'яні затримки
Полум'яні застереження забезпечують, щоб поліамід відповідала стандартам пожежної безпеки в електричному та автомобільному секторах. Ця модифікація робить ПА придатною для використання в середовищах, де пожежна стійкість є критичною.
| ефекту | Вигода від |
| Опір полум'я | Безпечніше в районах з високим нагріванням або пожежею |
| Дотримання | Відповідає правилам пожежної безпеки в галузі |
Модифікатори впливу
Модифікатори удару збільшують міцність поліамідів, що робить їх більш стійкими до розтріскування при динамічному напруженні. Ця модифікація особливо корисна в додатках, де деталі зазнають повторного впливу, наприклад, у спортивному обладнанні або промисловому машині.
| ефекту | Вигода від |
| Збільшена міцність | Краща стійкість до удару та розтріскування |
| Міцність | Розширене життя в динамічних умовах |
Методи обробки поліаміду (ПА) пластику
Пластик поліаміду (ПА) може бути оброблений за допомогою різних методів, кожен з яких підходить для різних застосувань. Давайте вивчимо основні методи обробки.
Підприємство для ін'єкцій
Літер для ін'єкцій широко використовується для виробництва деталей ПА завдяки його чудовій текучій здатності та формальності. Процес вимагає ретельного контролю температури, сушіння та умов цвілі.
Температура : PA 6 вимагає температури розплаву 240-270 ° C, тоді як PA 66 потребує 270-300 ° C.
Висушування : Правильне висихання має вирішальне значення для зменшення вмісту вологи нижче 0,2%. Волога може призвести до таких дефектів, як позначки та зменшити механічні властивості.
Температура цвілі : Ідеальна температура форми коливається від 55-80 ° C, залежно від типу ПА та проектування частини.
| типу ПА | Температура | цвілі | типу |
| ПА 6 | 240-270 ° C | <0,2% вологи | 55-80 ° C |
| ПА 66 | 270-300 ° C | <0,2% вологи | 60-80 ° C |
Для отримання більш детальної інформації про параметри формування ін'єкцій ви можете знайти нашу статтю Параметри процесу для служби для лиття під тиском корисні.
екструзії
Екструзія - ще один поширений метод обробки ПА, особливо для створення безперервних форм, таких як трубки, труби та плівки. Цей метод вимагає конкретних умов для високо в'язких класів поліамідів. Щоб зрозуміти відмінності між екструзією та ліпленням введення, ви можете посилатися на наше порівняння ін'єкційне лиття на ліплення проти екструзії.
| Параметр | Рекомендовано налаштування |
| Гвинт L/D співвідношення | 20-30 |
| ПА 6 Температура обробки | 240-270 ° C |
| ПА 66 Температура обробки | 270-290 ° C |
3D -друк 3D
Селективне лазерне спікання (SLS) - популярна техніка 3D -друку для поліамідів. Він використовує лазер для спінтерних порошкоподібних матеріалів ПА шару за шаром, створюючи складні та точні деталі. SLS ідеально підходить для прототипування та низького обсягу виробництва, оскільки це виключає потребу в формах. Для отримання додаткової інформації про 3D -друк та те, як він порівнюється з традиційними методами виготовлення, перегляньте нашу статтю є 3D -друком, що замінює ліплення впорскування.
Переваги : SLS дозволяє створювати хитромудрі конструкції, зменшує матеріальні відходи та дуже гнучкі для спеціальних форм.
Застосування : зазвичай використовується в автомобільній, аерокосмічній та медичній галузі для швидкого прототипування та функціональних частин.
| друку | -методу |
| Селективне лазерне спікання (SLS) | Висока точність, не потрібні форми |
Для отримання додаткової інформації про швидкі технології прототипування, ви можете знайти нашу статтю Які характеристики технології виробництва швидкого прототипу корисні.
Фізичні форми продуктів поліаміду (ПА)
Продукти поліаміду (ПА) поставляються в різних фізичних формах. Кожна форма має свої унікальні характеристики та додатки. Давайте вивчимо різні форми та розміри ПА:
Гранули
Гранули - найпоширеніша форма ПА
Вони невеликі, циліндричні або дископодібні шматки
Гранули зазвичай вимірюють діаметр 2-5 мм
Вони в основному використовуються для процесів лиття під тиском
Порошки
ПАР-порошки мають тонкий розмір частинок, коливань від 10-200 мкм
Вони використовуються в різних програмах, таких як:
Гранули
Гранули трохи більше, ніж гранули
Вони вимірюють діаметр 4-8 мм
Гранули легше подавати в екструзійну техніку порівняно з порошками
Вони покращують матеріальну текучість під час обробки
Суцільні форми
ПА можна обробляти в різні тверді форми
Поширені форми включають стрижні, тарілки та деталі, розроблені на замовлення
Ці форми створені з запасних матеріалів
Вони пропонують універсальність для конкретних додатків та конструкцій
| програми | розміру | розміри |
| Гранули | Діаметр 2-5 мм | Підприємство для ін'єкцій |
| Порошки | 10-200 мкм | Ротаційне лиття, порошкове покриття, 3D -друк SLS |
| Гранули | Діаметр 4-8 мм | Процеси екструзії |
| Тверді речовини | Різні власні форми | Оброблені компоненти та спеціалізовані конструкції |
Застосування поліаміду (ПА) пластику
Пластик поліаміду (ПА) є універсальним, що робить його необхідним для різних галузей. Його сила, хімічна стійкість та довговічність забезпечують переваги в багатьох вимогливих умовах.
Автомобільна промисловість
У автомобільному секторі поліаміди використовуються для декількох критичних компонентів. Частини двигуна, паливні системи та електричні ізолятори покладаються на пластик ПА завдяки його теплостійкості, міцності та довговічності.
| програми | Ключові переваги |
| Компоненти двигуна | Теплостійкість, сила |
| Системи палива | Хімічна стійкість, низька проникність |
| Електричні ізолятори | Електрична ізоляція, стабільність тепла |
Промислові програми
Промислові налаштування користуються стійкістю до зносу поліаміду та властивостями низького тертя. Підшипники, передачі, клапани та ущільнювачі, виготовлені з ПА, міцні, зменшують тертя та добре працюють у середовищах з високим стресом.
| програми | Ключові переваги |
| Підшипники та передачі | Носистість, низьке тертя |
| Клапани та ущільнювачі | Хімічна та механічна стійкість |
Споживчі товари
Від спортивного обладнання до повсякденних предметів домашнього вжитку, поліамід широко використовується для своєї міцності та гнучкості. Такі предмети, як тенісні ракетки та кухонний посуд, користуються довговічністю та простотою переробки ПА.
| програми | Ключові переваги |
| Спортивне обладнання | Жорсткість, гнучкість |
| Предмети домашнього побуту | Довговічність, простота ліплення |
Електрична та електроніка
У електроніці поліамідів цінуються за властивостями електричної ізоляції. Вони використовуються в з'єднувачах, вимикачах та корпусі, де ізоляція та теплостійкість мають вирішальне значення.
| програми | Ключові переваги |
| Роз'єми та комутатори | Електрична ізоляція, теплостійкість |
| Корпуси | Міцність, хімічна стійкість |
Харчова промисловість
Поліаміди харчових продуктів безпечні для прямого контакту з їжею і використовуються в упаковці, конвеєрних ременах та деталях машин. Ці матеріали пропонують чудову хімічну стійкість і низьке поглинання вологи.
| програми | Ключові переваги |
| Упаковка продуктів харчування | Хімічна стійкість, безпечна для контакту |
| Конвеєрні ремені | Міцність, стійкість до вологи |
Порівняння поліаміду (ПА) пластику з іншими матеріалами
Пластик поліаміду (ПА) виділяється за унікальним поєднанням міцності, гнучкості та хімічної стійкості. Ось як він порівнюється з іншими поширеними матеріалами.
ПА пластиковий та поліестер
Поліамід та поліестер - це синтетичні полімери, але вони мають ключові відмінності. ПА пропонує кращу силу та стійкість до удару, тоді як поліестер є більш стійким до розтягування та скорочення. ПА також поглинає більше вологи, ніж поліестер, що впливає на його розмірну стабільність у вологому середовищі. Поліамід
| власності | (ПА) | Поліестер |
| Міцність | Вищий | Помірний |
| Ударний опір | Відмінний | Опускатися |
| Поглинання вологи | Високий | Низький |
| Розтяжка | Опускатися | Вищий |
ПА пластику проти поліпропілену (PP)
ПА має кращі механічні властивості порівняно з поліпропіленом (ПП), такими як більш висока міцність та стійкість до зносу. Однак ПП має чудову хімічну стійкість, особливо проти кислот та лугів. PA є більш стійким до тепла, тоді як ПП відомий своєю гнучкістю та легшою вагою. Поліамід
| властивостей | (PA) | поліпропілен (PP) |
| Міцність | Вищий | Опускатися |
| Хімічна стійкість | Добре, але слабкий проти кислот | Відмінний |
| Теплостійкість | Вищий | Опускатися |
| Гнучкість | Опускатися | Вищий |
PA пластиковий та поліетилен (PE)
Поліамід пропонує значно більшу міцність та теплову стійкість порівняно з поліетиленом (ПЕ). PE є більш гнучким і має кращу стійкість до вологи, що робить його ідеальним для пакувальних матеріалів. Па, з іншого боку, перевершує програми, що потребують механічної міцності та теплостійкості. Щоб зрозуміти відмінності між типами ПЕ, ви можете посилатися на нашу статтю Відмінності між HDPE та LDPE.
| властивість | поліаміду (PA) | поліетилен (PE) |
| Міцність | Вищий | Опускатися |
| Теплостійкість | Вищий | Опускатися |
| Гнучкість | Опускатися | Вищий |
| Вологостійкість | Опускатися | Відмінний |
ПА пластики проти металів (алюміній, сталь)
Хоча такі метали, як алюміній та сталь, набагато сильніші, ПА -пластик набагато легший і простіший у обробці. ПА є стійкою до корозії і не потребує такого ж технічного обслуговування, що і метали в корозійних умовах. Метали краще підходять для застосувань, що потребують надзвичайної міцності та навантажувальної ємності, в той час як ПА перевершує зменшення ваги та збільшення гнучкості. Для порівняння між різними металами ви можете знайти нашу статтю Титан проти алюмінію цікавий. Алюмінієва
| сталь власності | (PA) | алюмінієва | сталь |
| Міцність | Опускатися | Високий | Дуже високий |
| Вага | Низький (легкий) | Помірний | Високий |
| Корозійна стійкість | Відмінний | Добрий | Бідний |
| Гнучкість | Вищий | Опускатися | Опускатися |
Для отримання додаткової інформації про металеві матеріали та їх властивості ви можете перевірити наш посібник Різні типи металів.
Висновок
Пластмаси поліаміду (ПА) є універсальними, пропонуючи міцність, теплову стійкість та довговічність. Ці якості роблять їх важливими в сучасній інженерії та виробництві. Незалежно від того, що використовується в автомобільних, електронічних чи промислових програмах, пластмаса ПА забезпечує надійну продуктивність.
Вибираючи тип ПА, розглянемо конкретні вимоги, такі як міцність, гнучкість та стійкість до навколишнього середовища. Кожен клас PA пропонує унікальні переваги для різних додатків, забезпечуючи правильний матеріал для роботи.
Поради: Ви, можливо, зацікавлені в All Plastics
