Полиамиды – один из самых обширных классов синтетических материалов. Внутри него существует большое количество модификаций, соединений и экспериментов. Производители постоянно в поиске идеального полимера для тех или иных промышленных нужд.
Обычно полиамид обозначается буквами ПА и цифрами, которые говорят о количестве атомов углерода в материале. В модифицированных и наполненных марках может быть несколько букв и цифр, относящихся к его физико-механическим свойствам.
Например:
С – стеклонаполненный, светостабилизированный
СШ – со стеклошариками
АФ – антифрикционный
Г – графитонаполненный
Т – тальконаполненный
Л – литьевой
Г – трудногорючий
У – угленаполненный, ударопрочный
В – повышенной влагостойкости
Т – повышенной теплостойкости, термостабилизированный
ДС — (длинное стекло), длинные гранулы от 5 до 7,5 мм
КС – короткое стекло – короткие гранулы до 5 мм
СВ30 -% содержание наполнителя
ТЭП – термоэластопластичный
СК – синтетический каучук
М – модифицированный
Э — эластифицированный
Пример: ПА6-ЛТА-СВ30 представляет собой полиамид-6, усиленный Стекловолокном на 30%, с модифицирующей Антифрикционной добавкой, Термостабилизированный.
Или:
Международные обозначения и сокращения некоторых дополнительных признаков полимеров и полимерных материалов:
Международное обозначение
Русское название (обозначение)
/
Знак, входящий обычно в сокращенные обозначения сополимеров
+
Знак, входящий обычно в сокращенные обозначения смесей полимеров
-A
Аморфный
-AF
Наполненный арамидными волокнами
B
Блоксополимер
-BF
Наполненный борными волокнами
BO
Двухосно-ориентированный
-C
Хлорированный
-СF
Наполненный углеродными волокнами
Cop.
Сополимер
E
Вспенивающийся
-G
С высокой прочностью расплава
-GF
Наполненный стеклянными волокнами
-GLF
Наполненный непрерывными стеклянными волокнами
-GM
Армированный стекловолокнистым матом
H
Гомополимер
HC
Высококристаллический
-HD
Высокой плотности
HI
Высокоударопрочный
-HMW
С высокой молекулярной массой
HT
Высокопрочный
I
Ударопрочный
-LD
Низкой плотности
-LLD
Линейный низкой плотности
-(M)
Изготовленный с применением металлоценового катализатора
-MD
Средней плотности
-MF
Наполненный металлическими волокнами
O
Ориентированный
P
Пластифицированный
-PR
Армированный (усиленный)
-R
С неупорядоченной структурой
U
Непластифицированный
-UHMW
Ультравысокомолекулярный
-ULD
Ультранизкой плотности
-VK
См. -PR
-VLD
Очень низкой плотности
-X
Сшитый (сетчатый)
-XA
Пероксидного сшивания; сшитый с помощью пероксида
-XC
Электронного сшивания; сшитый с помощью электронного излучения
Марочный ассортимент полиамида очень большой на самом деле
Классификация полиамидов идет по множеству признаков:
Классы (семейства)
Метод переработки
Наполнитель
Механические свойства
Тепловые свойства
Электрические свойства
Каждый производитель одному и тому же материалу присваивает свое название. Нейлон, капрон, капролон, перлон, анид, силон, рильсан, грондомид, сустамид, акулон, текамид, текаст, ультрамид, зител, эрталон – все это торговые марки одного полиамида 6.
Практически каждый полиамид имеет более 10-50 торговых марок. Если учитывать, что каждый производитель модицифирует свой материал, добавляет наполнители и разрабатывает новые структуры, несложно догадаться, что каждому такому материалу будет присваиваться свое название.
Отсюда огромный мировой марочный ассортимент. На самом деле исходных материалов в разы меньше. Хотя вариаций тоже достаточно.
Например, первичный полиамид 6 нетермостабилизированный имеет несколько композиционных модификаций по свойствам: ударопрочный, трудногорючий, морозостойкий, водостойкий, высоковязкий, блочный. В каждой из 300-500 компаний в мире, которые производят данный материал, есть своя торговая марка на каждую модификацию.
Если составлять единую базу всех полиамидов и проводить структурирование по маркам, то их будет не меньше 37 000.
Смотрите так же: Рейтинг производителей, Торговые названия
Полиамиды — Завод инженерных пластмасс
К полиамидам (англ.: polyamide) относится как синтетические, так и природные полимеры, содержащие повторяющейся амидную группу -CONh3 или -CO-NH- в основной молекулярной цепи. Амидная связь в составе макромолекул этих полимеров повторяется от двух до десяти раз. Они представляют собой полимеры линейного строения с высокой степенью кристалличности и малой полидесперсностью. Молекулярный вес технических полиамидов колеблется в пределах 8000-25000. Их плотность варьирует в пределах от 1,01 до 1,235 г/см³. Все полиамиды являются жесткими материалами. Характеризуются повышенной прочностью, обусловленной кристаллизацией и термостойкостью. Обладают высокой химической стойкостью, стойкостью к истиранию, хорошими антифрикционными и удовлетворительными электрическими свойствами. Поверхность полиамидных материалов — гладкая, устойчивая к выцветанию и изменению формы. Полиамиды способны устойчивы к циклическим нагрузкам, сохраняя свои характеристики в широком диапазоне температур. Сохраняют эластичность при низких температурах. Температура плавления полиамидов зависит от природы исходных компонентов и находится в пределах 185-264 °С. Полиамиды не растворяются в обычных растворителях. Они растворяются лишь в таких сильнополярных растворителях: концентрированной серной кислоте, муравьиной, монохлоруксусной, трифторуксусной кислотах, в феноле, крезоле, хлорале, трифторэтаноле. Устойчивы к действию спиртов, щелочей, масел, бензина. К недостаткам полиамидов можно отнести высокое водопоглощение. Полиамиды — гидрофильные полимеры, их водопоглощение достигает нескольких процентов (иногда до 8%) и существенно влияет на прочность и ударную вязкость. Физико-механические свойства полиамидов определяются количеством водородных связей на единицу длины макромолекулы, которая увеличивается в ряду ПА-12, ПА-610, ПА-6, ПА-66. Увеличение линейной плотности водородных связей в макромолекуле увеличивает температуру плавления и стеклования материала, улучшает теплостойкость и прочностные характеристики, но вместе с тем увеличивается водопоглощение, уменьшается стабильность свойств и размеров материалов, ухудшаются диэлектрические характеристики. Впервые полиамиды были синтезированы в США в 1862 году из нефтяных продуктов. Это был поли-ц-бензамид. А спустя тридцать лет американскими учеными была синтезирована еще одна разновидность — поли-е-капрамид. Производство синтетических изделий из полиамида было организовано только в конце 30-х годов 19 века. Это были волокна, из которых создавались нейлоновые и капроновые ткани. Из синтетических полиамидов выделяют такие виды полиамидов как алифатические и ароматические полиамиды.
Алифатические полиамиды
Алифатические полиамиды являются гибкоцепными кристаллизующимися (Скр=40-70%) термопластами. Плотность 1010-1140 кг/м3. Температура плавления (кристаллизации) — 210-260°С, расплав обладает низкой вязкостью в узком температурном интервале. Полиамиды, получаемые гидролитической или анионной полимеризацией соответствующих лактамов, обозначаются одним числом, соответствующим числу углеродных атомов в исходном мономере:
ПА 6 — полимер капролактама, содержащего 6 углеродных атомов. Структурная формула: NH (СН)5 СО- . Является наиболее распространенным видом полиамидов и обладает сбалансированным сочетанием всех характерных особенностей этой группы материалов. Демпфирующие свойства и ударная прочность материала даже при низких температурах выгодно отличает этот материал. Обладает хорошей стойкостью к истиранию, особенно в отношении трения-скольжения с шероховатой поверхностью. Гранулят ПА-6 производится с различной вязкостью.
Из низковязкого полиамида производят: нити технического назначения, нити BCF, нити для рыболовных сетей, полимерные композиционные материалы, монофиламентные нити Высоковязкий полиамид используют для производства: высокопрочных нитей технического назначения, высокопрочной кордной ткани, полимерной плёнки для упаковки пищевых продуктов (колбасные оболочки). Полиамид 6 также используется непосредственно для изготовления деталей методом литья под давлением. Для этих целей производятся полимерные композиционные материалы, представляющие собой материалы на основе полиамида-6 с добавлением модифицирующихдобавок, улучшающих литьевые характеристики: качество поверхности изделий, облегчение выемки готовых изделий из пресс-формы, заполнение пресс-формы.
ПА 7 — полиэнантоамид.
ПА 11 — полиундеканамид, полимер 11-аминоундекановой кислоты NН2 (СН2)10 СОOH.
ПА 12 – полидолсканамид. Это полукристаллический полиамид с очень высокой прочностью и хорошей химической стойкостью. Структурная формула: NH (СН2)11 СО-. ПА 12 представляет собой продукт полимеризации додекалактама в присутствии воды и кислых катализаторов либо лауролактама. Выпускается в чистом виде и в виде композиций с добавками пастификатора и красителей. ПА 12 и композиции на его основе часто применяются в автомобильной и авиационной промышленности как конструкционные, электроизоляционные и антифрикционные материалы. Данная марка полиамида, в зависимости от показателя текучести расплава, может быть литьевой либо экструзионной. Также из Полиамида 12 методом экструзии изготавливают трубки и различные уплотнители. Полиамид 12 и композиции на его основе стойки к действию масел, жиров, углеводородов, нефтяных продуктов, спиртов, кетонов, муравьиной кислоты, воды, растворяются в концентрированных неорганических кислотах, фенолах, фторированных и хлорированных спиртах. Изделия из полиамида 12 и композиций на его основе работают при температуре от минус 60 до минус 60°С, кратковременно — при температуре до 120°С. Плотность — 1,01 г/см³. Температура плавления — 178-180°C. Относительное удлинение при разрыве — 200%. Характеризуются низкой степенью водопоглощения — 0,25%.
Полиамиды, получаемые поликонденсацией диаминов с дикарбоновыми кислотами, обозначаются двумя числами: первое указывает число атомов углерода в диамине, а второе – в кислоте:
ПA 66 – полигексаметиленадипамид, получают на основе гексаметилендиамина Y2N (CH2)6 NH2 и адипиновой кислоты HOOC (СН2)4 СОOH. Структурная формула: NH (СН2)6 NH СО (СН2)4 СО-.
ПА 66 был впервые синтезирован в 1935 г., а производство его было начато в 1938 г. Сырьем для производства служит соль АГ. В настоящее время полиамид 66 занимает второе место по объему производства. Основное применение этого полиамида — производство искусственных волокон.
ПА 610 – полигексаметиленбацинамид, получается из гексаметилендиамина и себациновой кислоты по технологии, аналогичной технологии производства полиамида П66. Структурная формула: — NH (СН2)6 NHСО(СН2)8 СО-.
ПА 612 — представляет собой продукт полимеризации гексаметилендиамина и додекандиовой кислоты. Физико-механические свойства полиамида схожи со свойствами Полиамида 610. Основными отличиями являются: меньшее водопоглощение, более высокая размерная стабильность. Полиамид соответствует химической формуле([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)8-CO-]n). Плотность — 1,05 г/см³. Температура плавления — 218°C.
Ароматические полиамиды
Ароматические полиамиды получают поликонденсацией ароматических диаминов и дихлорангидридов ароматических дикарбоновых кислот. Такие полиамиды обладают повышенными физико-механическими свойствами и повышенной теплостойкостью, например полифениленизофталамид (фенилон).
полифталамиды (синтезированные из изофталевой и терефталевой кислот), с маркировкой: PA 6T; PA 6I/6Tи PA 6T/6I; PA 66/6Tи PA 6T/66; PA 9T HTN;
полиамид MXD6 (PA MXD6).
полиамид 6-3Т (PA 63T; PA NDT/INDT).
Промышленное производство полиамидовосуществляется двумя способами:
полимеризацией капролактама (для поли-е-капрамидов), которая осуществляется преобразованием циклической связи N-C в линейный полимер;
цепной реакцией поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты (для поли-ц-бензамидов), в результате которой формируются цепи полиамида.
Непрерывный технологический процесс полимеризации капролактама состоит из следующих этапов: 1 — Подготовительный. На этом этапе получают соль АГ из адипшювой кислотой и гексаметилендиамина. Для этого адипшювую кислоту растворяют в метаноле в специальном аппарате, оснащенном мешалкой и обогревом. Одновременно происходит расплавление порошка капролактама в плавителе, оснащенном шнековым питателем; 2 — На втором этапе происходит полимеризация. Это осуществляется следующим образом: подготовленный раствор вводят в колонну полимеризации. Используются колонны одного из трех типов: Г-образного, вертикального или U-образного. Туда же поступает расплавленный капролактам. Возникает реакция нейтрализации и раствор закипает. Образующиеся пары поступают в теплообменники; 3 — На следующем этапе полимер из колонны в расплавленном виде выдавливается в специальную фильеру, а затем поступает на охлаждение. Для этого предусмотрены ванны с проточной водой или поливочные барабаны; 4 — В охлажденном виде посредством валков или направляющих жгуты и ленты полимера поступают к измельчающему станку; 5 — На следующем этапе полученная полиамидная крошка промывается горячей водой и фильтруется от низкосортных примесей; 6 — Завершается технологический процесс высушиванием полиамидной крошки специальных сушилках вакуумного типа. Непрерывный технологический процесс поликонденсации (получение поли-ц-бензамидов) включает этапы, аналогичные полимеризации капролактама. Разница заключается в методах обработки сырья.
процесс получения солей АГ такой же, как и при полимеризации, но после выделения они кристаллизуются и в реактор подаются в виде порошка, а не раствора;
цепная реакция поликонденсации происходит в реакторе-автоклаве. Это цилиндрический аппарат горизонтального типа с мешалкой;
поликонденсация осуществляется в среде чистого азота при t=220°С и Р=1,76МПа. Продолжительность процесса от одного до двух часов. Затем давление на один час снижают до атмосферного, после чего вновь проводят реакцию при Р=1,76МПа. Полный цикл получения полиамида этого вида проходит в течение 8-ми часов;
после его окончания расплавленный полиамид фильтруется, охлаждается и измельчается на гранулы, которые просушиваются горячим воздухом в пневматических сушилках.
Полиамиды (ПА) — это группа пластмасс с известными названиями: «капрон», «найлон», «анид» и др. В составе макромолекул полимера присутствует амидная связь и метиленовые группы, повторяющиеся от 2 до 10 раз. Полиамиды — кристаллизующиеся полимеры. Свойства различных полиамидов довольно близки. Они являются жесткими материалами с высокой прочностью при разрыве и высокой стойкостью к износу, имеют высокую температуру размягчения и выдерживают стерилизацию паром до 140°С. ПА сохраняет эластичность при низких температурах, так что температурный интервал их использования очень широк. Однако полиамиды отличает довольно высокое водопоглощение. Однако после высушивания первоначальный уровень свойств восстанавливается. В этом отношении лучше ПА-12, у которого водопоглощение меньше, чем у ПА-6 и ПА-6,6. ПА обладают высокой прочностью при ударе и продавливании, легко свариваются высокочастотным методом. ПА обладает очень высокой паропроницаемостью и низкой проницаемостью по отношению к газам, поэтому их применяют в вакуумной упаковке. На ПА легко наносится печать. Прозрачность ПА-пленок высока, особенно двуосно-ориентированных, блеск также улучшается при ориентации. Электрические и механические свойства материала зависят от влажности окружающей среды. Новейшей разработкой является получение аморфного ПА. Он имеет меньшую паропроницаемость по сравнению с кристаллическими полиамидами.
Структура:
Частично кристаллическая
Плотность:
1,14 гр/см3.
Термические, оптические, механические свойства:
В равновесной влажности (2-3%) материал очень вязкий. В сухом состоянии ломкий. Твердый, жесткий, износоустойчивый, хорошие антифрикционные свойства; хорошо окрашивается, безопасен для здоровья, обладает хорошей клейкостью.
ПА легко воспламеняется, продолжает гореть после удаления источника зажигания, образуя пузыристые капли, тянется в нитку; пламя голубое с желтым краем. Запах горелого рога. Температура цилиндра:
ПА 6
ПА 6.6
Зона загрузки
60-90 °С / *70 °С
60-90 °С / *80 °С
1 зона
230-240 °С / *240 °С
260-290 °С / *280 °С
2 зона
230-240 °С / *240 °С
260-290 °С / *280 °С
3 зона
240-250 °С / *250 °С
260-290 °С / *290 °С
4 зона
240-250 °С / *250 °С
280-290 °С / *290 °С
Сопло
220-300 °С / *250 °С
280-290 °С / *290 °С
* На температуру зоны загрузки наибольшее воздействие оказывают температуры фланца и зоны M1. За счет некоторого увеличения указанных температур температура становится более равномерной. Температура расплава:
ПА 6 — 240-250 °C. ПА 6.6 — 270-290 °C.
Снижение температуры цилиндра до:
ПА 6 — 220 °C. ПА 6.6 — 250 °C.
Давление впрыска:
1000-1600 бар. Для тонкостенных изделий с большим путем течения (кабельные хомуты) до 1800 бар.
Высота давления выдержки, время выдержки под давлением:
Как правило, ~50% от развиваемого машиной давления впрыска. Так как материал затвердевает относительно быстро, достаточно коротких интервалов выдержки. Постепенное завершение выдержки позволяет уменьшить внутренние напряжения в изделии.
Противодавление:
Следует задавать очень точно: 20-80 бар, так как слишком высокое противодавление ведет к неравномерной пластификации.
Скорость впрыска:
Рекомендуется производить инжекцию относительно быстро. Следить за удалением воздуха из формы, чтобы исключить появление на изделии пригаров. Скорость вращения шнека:
Возможна высокая скорость вращения шнека, до 1 м/сек окружной скорости. Рекомендуется тем не менее задавать более медленную скорость, позволяющую завершить пластификацию незадолго до окончания охлаждения. Требуемый вращающий момент шнека — низкий.
Рекомендуемый минимальный и максимальный ход дозировки:
Ход дозировки — 0,3-3,5 D. Остаточная подушка материала:
Небольшая подушка (2-6 мм) в зависимости от хода дозировки и диаметра шнека. Подсушка:
Полиамиды в силу их гигроскопичности должны храниться во влагонепроницаемых емкостях. Загрузочная воронка должна быть плотно закрыта! При влагосодержании, превышающем 0,25%, возникают трудности с переработкой. Переработку производить прямо из тары или подсушить при температуре 80 °С в течении 4 часов. Повторная утилизация:
В исходный материал можно добавить 10% регранулята. Усадка:
0,7-2,0%. ПА 6, с 30-процентным содержанием стекловолокна — 0,3-0,8% 0,7-2,0%. ПА 6.6, с 30-процентным содержанием стекловолокна — 0,4-0,7% Изделия, которые предназначаются для последующей эксплуатации при температуре, превышающей 60 °C, требуют отжига. Благодаря отжигу удается сократить последующую усадку, т.е. добиться более точного соблюдения заданных размеров изделий, понижения в них внутренних напряжений. Оптимальным является кондиционирование водяным паром. Изделия из полиамида можно проверять на предмет наличия внутренних напряжений с помощью паяльной кислоты. Исполнение литника:
Возможные виды литника: точечный литник, туннельный литник, щелевой литник, стержень. Рекомендуются глухие или улавливающие отверстия для холодных пробок. ПА модно также перерабатывать с помощью горячего канала. Поскольку расплав затвердевает в пределах узкого диапазона температур, необходим горячий канал с точечным температурным режимом. Остановка машины:
Нет необходимости в промывке каким-либо другим материалом. Максимальное время нахождения материала в цилиндре — 20 мин., затем начинается его термическое повреждение. Оснащение цилиндра:
шнек серийного производства;
открытое сопло.
блокировка обратного потока;
открытое сопло.
Для материалов, армированных стекловолокном, требуется износостойкое оснащение цилиндра.
Полиамид па | Русская пуговица
Полиамид-6 (Нейлон-6) (-NH-(CH2)5-CO-)n (сокр. па) — термостойкий полимер из группы термопластов. Характеризуется высокой износостойкостью, ударной и механической прочностью. Стоек к истиранию, т.к. обладает хорошими прочностными и антифрикционными (низкий коэффициент трения) свойствами.
Химически стоек к действию большинства растворителей, спиртов, слабых кислот, разбавленных и концентрированных щелочей, бензина и др. нефтепродуктов, смазок, масел. Растворяется только в концентрированной серной и муравьиной кислотах, фторированных спиртах. Нетоксичен и физиологически безвреден.
Полиамид обладает высокой термоформоустойчивостью, температура плавления материала + 215-2190С. Температура эксплуатации — до +1600С, временно до +2000С. Высокая температура размягчения позволяет материалу выдерживать процесс стерилизации паром при 1500С. Полиамид не теряет эластичность в условиях низких температур (до -650С) и обладает высокой морозостойкостью. Все эти свойства делают температурный диапазон применения ПА очень широким: Т долговременной эксплуатации от -400С до +1600С.
Механические свойства материала сильно зависят от влажности, т.к. полиамид достаточно гигроскопичен. При повышении влажности снижается жесткость, прочность и твердость, но возрастает стойкость к ударным нагрузкам. После высушивания физические характеристики полиамида возвращаются к исходным.
При использовании изделий из полиамида в диапазоне рабочих температур материал не разлагается и не выделяет вредных веществ. После разогрева до температур выше +2900С, полиамид начинается разлагаться и выделять окись углерода, углекислый газ и аммиак. Температура воспламенения ПА +3950С, материал самозатухающий.
Полиамид-6 хорошо окрашивается, в т.ч. дисперсным красителями, и широко применяется в текстильной промышленности, где используются различные его модификации. ООО «РУССКАЯ ПУГОВИЦА» производит высококачественную термостойкую фурнитуру из полиамида марки «Гроднамид» (ТУ РБ 500048054.019-2003), имеющего гигиенический сертификат РФ.
Смотреть также: Термопласты (сравнение)
⇐ Назад Далее ⇒
Производят ли полиамид ПА 6 по ГОСТу или нет?
Полиамиды как химический класс заняли свое место в химической промышленности давно и надолго. В России наибольшую известность из всего класса получил полиамид 6, или полиамид ПА 6, коммерческое название которого, «капролон», хорошо известно в машиностроительной и авиационной отрасли. В Чехии тот же самый материал называют murylon или jarid, а в Германии у него есть целая масса названий: «илон», «нейлон», «силамид», «ультрамид», «грилон», «зител».
Полиамид – жесткий материал, у него высокое значение прочности на разрыв и большая износостойкость. Он размягчается при очень высокой температуре: например, стерилизация паром при +140 оС полиамиду не страшна. В целом температурный диапазон использования полиамида очень широк – он не только хорошо проявляет себя при высоких температурах, но и сохраняет эластичность при низких.
Полиамид отличается высокой гигроскопичностью, но после высыхания первоначальные свойства материала восстанавливаются. Полиамид 6, например, более гигроскопичен, чем полиамид 12 или 66.
Что касается механических свойств, то полиамид обладает высокой ударопрочностью, устойчив к продавливанию и обладает низким коэффициентом трения. Он легок в обработке: хорошо сваривается высокочастотным методом и подвергается механической обработке на станках. Высокая паропроницаемость и низкая газопроницаемость полиамида делают возможным его применение в вакуумной упаковке. Прозрачность пленок из полиамида 6, особенно двуосных, очень высока, они блестят и хорошо держат краску, что облегчает нанесение на них печати.
Как можно видеть, возможности применения полиамида ПА 6 невероятно высоки, благодаря его уникальным свойствам. Полиамид ПА 6 марок ПА 6-210/310, ПА 6-210/311 получил широкое распространение в химической промышленности, машиностроении, судостроении, авиастроении, приборостроении и т. д. Из него производят детали конструкционного и антифрикционного назначения.
Благодаря своей биологической безопасности, полиамид также применяется в пищевой, медицинской и фармацевтической отраслях.
Где найти полиамид ПА 6 по ГОСТу?
Если быть честными, то нигде: продавцы, обещающие поставку полиамида ПА 6 по ГОСТу, вводят покупателей в заблуждение. Государственного стандарта для полиамида ПА 6 не существует, он весь производится по отраслевым стандартам и техническим условиям. ГОСТ принят для производства капролактама, из которого путем гидролитической полимеризации производят полиамид.
Полиамид 6 выпускают разных марок (их более 20), в зависимости от значений относительной вязкости, массовой доли экстрагируемых веществ и наличия модифицирующих добавок. Основные стандарты, которые регулируют выпуск полиамида:
ОСТ 00203803-001-2009;
ОСТ 6‒06-С9‒93;
ОСТ 6‒11‒498‒79;
ТУ 6-05-988-87;
ТУ 6‒06‒204‒91;
ТУ 6‒12‒31‒654‒89.
Купить полиамид 6 от производителя
Компания «Сибирь — Промышленные инвестиции» предлагает к продаже полиамид 6 в листах и стержнях. Большой выбор качественного полиамида от производителя, выгодные цены и удобные условия поставки – все это компания СПИ. Звоните по телефону 8-800-777-10-46, и наши менеджеры расскажут Вам все о наличии полиамида ПА 6 и его ценах.
Звоните:
тел. 8-800-777-10-46 (звонок бесплатный).
Google+
Полиамид — обзор | ScienceDirect Topics
7.9.1 Полиамиды (нейлоны)
Полиамиды (ПА) или нейлоны были одними из первых настоящих термопластов. Они являются продуктом химической реакции дикарбоновых кислот и диаминов или раскрытия цикла циклических лактамов. Первые типы смол обычно называются по комбинации длин кислотной и аминовой цепей. Таким образом, PA 6,10 является продуктом 6-углеродного диамина (гексаметилендиамина) и 10-углеродной двухосновной кислоты (себациновой кислоты).PA 6,6 является продуктом гексаметилендиамина и 6-углеродной двухосновной кислоты (адипиновой кислоты) и так далее. Те смолы, которые производятся путем раскрытия лактамного кольца, называются по длине цепи лактама. Таким образом, PA 6 получают из циклического 6-углеродного лактама, капролактама. Существует множество производителей полиамидов, но отдельные производители, как правило, делают упор на различные базовые смолы. Некоторые производители смол продают продукты, смазанные фторсодержащими добавками, но также очень часто смазанные продукты производятся и продаются независимыми производителями компаундов.Полиамиды обладают хорошими механическими свойствами, включая трение и износ. Однако добавление ПТФЭ обеспечивает дальнейшее улучшение трения/износа. Многие нейлоновые смолы смешивают со стеклянными, углеродными или арамидными волокнами для дальнейшего улучшения их механических свойств. Добавление этих абразивных наполнителей имеет тенденцию повышать коэффициент трения и скорость износа. Таким образом, ПТФЭ добавляется для восстановления некоторых свойств трения/износа, утраченных из-за наполнителей. Полиамины были одними из первых смол (начало 1960-х годов), чьи свойства износа и трения были улучшены за счет добавления ПТФЭ [24].Преобладающее в то время использование ПТФЭ с высокой молекулярной массой затрудняло компаундирование. Усовершенствованный процесс получения смесей ПА/ПТФЭ описан в работе [53], в которой описана полимеризация ПА в присутствии мелкодисперсного ПТФЭ. Далее в ссылке [30] сообщалось, что комбинация полиэтилена и ПТФЭ обеспечит лучшие характеристики, особенно при сочетании полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой, небольшого количества полиэфирного эластомера и ПТФЭ [54]. В ссылках [30, 54] указывается только использование ПТФЭ суспензионного типа и не упоминается MW.
Обратите внимание, что все вышеперечисленные работы (вероятно) проводились с ПТФЭ с высокой молекулярной массой, потому что это была общедоступная молекулярная масса. Указанные уровни добавления ПТФЭ в вышеуказанных патентах, как правило, были низкими (<10%), поскольку высокая молекулярная масса ПТФЭ затрудняла обработку составов. На самом деле уровень 10% довольно высок; нейлон, который содержит более 2–5% ПТФЭ с высокой молекулярной массой, трудно обрабатывается. В современных коммерческих полиамидных смесях с добавкой ПТФЭ для повышения износа и трения используется ПТФЭ с низкой молекулярной массой, поскольку он упрощает компаундирование и допускает содержание ПТФЭ до 20%.Тем не менее, ПТФЭ с высокой молекулярной массой по-прежнему может использоваться в качестве добавки для улучшения механических свойств термопласта и/или прочности расплава или в качестве противокапельной добавки для повышения огнестойкости (обсуждается ниже).
Первое патентное упоминание об использовании низкомолекулярных (облученных) ПТФЭ в ПА относится к 1979 г. [33]. В этом патенте описано испытание на износ, основанное на пропускании проволоки через трубчатый подшипник, изготовленный из испытуемых пластиковых композиций. Во всех более поздних патентах [35, 55] использовался ПТФЭ с низкой молекулярной массой. В [35] описано, как добавление ПТФЭ и полиэтилена увеличивает предельную скорость давления ( LPV ) армированного стекловолокном полиамида 66 по отношению к поверхности из холоднокатаной стали (адгезионный износ).Хотя добавление ПТФЭ улучшает адгезионный износ полиамида, оно оказывает противоположное влияние на абразивный износ. Испытания на абразивный износ ПА 6 и ПА 11 показали, что добавление ПТФЭ (и других испытанных наполнителей) увеличивает износ [56]. Bijwe и его коллеги исследовали износостойкость PA 12 с добавками коротких углеродных волокон и PTFE [57]. Адгезионный и фреттинг-износ улучшались благодаря обоим добавкам, но абразивный износ снижался. Palabiyik и Bahadur [58] изучали износ и трение смесей 80/20 и 60/40 PA 6 с полиэтиленом высокой плотности.И трение, и износ уменьшались при добавлении 5 или 10% ПТФЭ (но не CuO). Они также обнаружили, что стационарный износ начинался раньше при наличии ПТФЭ (время приработки сокращалось).
В ссылке [55] описано использование ПТФЭ с низкой молекулярной массой плюс ароматическое полиамидное волокно для улучшения трения и износа ПА типа 46. Было обнаружено, что добавление арамидных волокон к ПА типа 6,6 обеспечивает превосходные механические свойства, но снижает трение и износ был плохим, если только не был добавлен ПТФЭ [59].
Значения скорости износа, коэффициентов износа и коэффициентов трения будут варьироваться в зависимости от MW термопласта, уровня PV и свойств контрповерхности.Как отмечалось ранее, характеристики износа могут быть выражены в виде коэффициентов износа или скорости износа. Коэффициенты износа используются для экстраполяции на диапазон приложенных сил ( F ) и скоростей ( V ), но в действительности они варьируются в зависимости от F и V . Данные, представленные в виде скорости износа, относятся к условиям процедуры испытаний и значениям F и V , но полезны для сравнения различных смол.
Данные в таблице 7.1 из ссылки [50] сравнивают скорости износа и коэффициенты трения в воздухе и воде для ненаполненного ПА 66, ПА с 15% ПТФЭ и ПА с 15% ПТФЭ плюс 20% стекловолокна.Результаты на воздухе аналогичны тем, которые были получены в большинстве исследований эффектов добавления ПТФЭ и стекловолокна к полиамидной смоле. Добавление ПТФЭ привело к значительному снижению скорости износа, а дальнейшее добавление стекловолокна увеличило скорость износа, но не до уровня, обнаруженного для ненаполненной смолы. Контрповерхности для испытаний на воздухе и в воде были разными (см. сноски к таблице 7.1), и различия в твердости металла могли повлиять на сравнение износа. Однако в упомянутой статье говорится, что воздушная среда по сравнению с водной средой была основной причиной различий в двух наборах данных.Трение ненаполненного полиамида 66 было явно ниже в воде, но в статье говорилось, что трение по-прежнему имело величину, указывающую на граничную, а не на гидродинамическую (межслойную) смазку. Добавление ПТФЭ к ПА лишь незначительно снижало скорость износа и трение в воде. Добавление стекловолокна (20%) к ПА/ПТФЭ увеличило скорость износа в воде намного больше, чем на воздухе. Один из выводов, вероятно, заключается в том, что вода унесла большую часть ПТФЭ, который защищал полиамид от абразивных стекловолокон.
Таблица 7.1. Износ PA66 / PTFE / из стекла в воздухе и воде
тесты в Air
тесты в воде
Материал
Специфический уровень износа (× 10 -6 мм 3 / нм 3 / нм 3 / нм 3 )
Коэффициент динамического трения
Удельный уровень износа (× 10 -6 мм
3 / нм)
Коэффициент динамического трения
PA 66
18.8, 13,0
0.58, 0.56
1.1, 0,7
0,14, 0,09
PA 66/15% PTFE
0.5, 0,6
0,13, 0,14
0,9, 0,5
0,19, 0.08
PA 66 / 15% PTFE / 20% стеклянные волокна
2.1, 1,8
0,29, 0,34
26.9, 31.8
0.23, 0.10
2
Количество в воздухе была AISI 52100 закаленная сталь; твердость 800 HV (твердость по Виккерсу). Противоположная поверхность в воде — нержавеющая сталь AISI 316; твердость 190 HV.Шероховатость поверхности обоих контртел составляла R q = 0,1 мкм.
Данные J.W.M. Mens, AWJ de Gee, Трение и износ 18 полимеров при контакте со сталью в воздушной и водной среде, Wear 149 (1991) 255–268.
Концевыми группами полимерной цепи в облученном ПТФЭ с низкой молекулярной массой являются карбоновые кислоты и фториды кислот. Можно было бы ожидать, что эти концевые группы будут реагировать с амидными группами в полиамидах. Об этой реакции сообщалось в нескольких исследованиях.В 2000 году в работе [60] был представлен ИК-анализ, который показал реакцию карбоксильных групп в облученном (на воздухе) ПТФЭ с ПА6, и, кроме того, сообщалось, что высокие нагрузки ПТФЭ повышают ударную вязкость ПА. В статье 2007 года [61] описано, как можно использовать высокий сдвиг при компаундировании, чтобы усилить эту реакцию и получить компаунды с улучшенными характеристиками трения и износа, а также с более высокой механической прочностью. Оценивались полиамиды PA 6, PA 6,6 и PA 12 с массовым процентным содержанием ПТФЭ, равным 3.3–50%. Было дано описание того, как растворение в муравьиной кислоте физической смеси ПА с микропорошком ПТФЭ (без концевых карбоксильных групп) приводит к легкому отделению ПТФЭ. Аналогичное растворение смешанной смеси ПА с микропорошком, которая действительно содержала концевые группы карбоновой кислоты, приводило к образованию мелкодисперсных частиц ПТФЭ, поверхность которых была совместима с ПА. В статье сделан вывод о том, что использование облученного микропорошка ПТФЭ и высоких сдвиговых усилий при приготовлении смесей ПА/ПТФЭ обеспечивает лучшие свойства, чем некоторые коммерческие продукты.Следует отметить, что в большинстве современных коммерческих композиций ПА/ПТФЭ используется облученный ПТФЭ и смешение расплава. По крайней мере, некоторые из этих процессов, вероятно, можно квалифицировать как высокие сдвиговые усилия. В статье указывается на важность высокой скорости сдвига во время компаундирования, но серьезность этой проблемы для современных производителей неизвестна.
Все, что вам нужно знать о нейлоне (PA)
Что такое нейлон и для чего он используется?
Нейлон представляет собой синтетический термопласт , линейный полиамид (большая молекула, компоненты которого связаны особым типом связи), который был впервые получен в 1935 году американским химиком Уоллесом Карозерсом, который тогда работал в исследовательском центре DuPont в Делавэре.Уоллес произвел то, что технически известно как нейлон 66 (до сих пор один из самых распространенных вариантов). Спрос на синтетические материалы в целом и на нейлон в частности вырос во время Второй мировой войны, когда натуральных материалов, таких как шелк, каучук и латекс, было значительно меньше.
Нейлон
используется для различных применений, включая одежду, армирование резиновых материалов, таких как автомобильные шины, для использования в качестве каната или нити, а также для многих деталей, полученных литьем под давлением, для транспортных средств и механического оборудования.Он исключительно прочен, относительно устойчив к истиранию и влагопоглощению, долговечен, устойчив к химическим веществам, эластичен и легко моется. Нейлон часто используется в качестве заменителя низкопрочных металлов. Это пластик, который выбирают для компонентов моторного отсека транспортных средств из-за его прочности, термостойкости и химической совместимости.
Нейлон
также можно комбинировать с различными добавками для получения различных вариантов со значительно отличающимися свойствами материала.Вот взгляд на композитную шестерню, сделанную из нейлона и углерода.
Нейлон
обычно обозначается химическим обозначением «PA» (например, PA 6 или PA 6/66) и наиболее широко доступен в черном, белом и его естественном цвете (грязно-белом или бежевом). Возможно, наиболее распространенным вариантом для инженерных приложений является нейлон 6/6. Нейлон 6/6 можно экструдировать (расплавить и протолкнуть через головку), а также он подходит как для литья под давлением, так и для 3D-печати. Он имеет высокую температуру плавления, что делает его отличным заменителем металлов в высокотемпературных средах (например,д., под капотом автомобиля). Недостатком материала является относительно низкая ударная вязкость (даже по сравнению с другими пластиками; см. таблицу ниже). На следующей диаграмме показана относительная ударная вязкость нейлона по сравнению с ударной вязкостью других широко используемых пластиков, таких как АБС, полистирол (ПС) или поликарбонат (ПК). Следует отметить, что ударная вязкость нейлона может быть улучшена с помощью процесса, называемого «кондиционирование». По этой причине, а также из-за того, что нейлон можно легко комбинировать с другими материалами для повышения его прочности, важно проверить свойства конкретного материала нейлона, который вы используете.
Изображение с сайта ptsllc.com
Каковы характеристики нейлона?
Теперь, когда мы знаем, для чего он используется, давайте рассмотрим некоторые ключевые свойства нейлона (ПА). Нейлон представляет собой конденсационный сополимер, состоящий из нескольких различных типов мономеров в сочетании друг с другом. Его можно производить различными способами, обычно начиная с перегонки сырой нефти, но его также можно производить из биомассы. Нейлон классифицируется как «термопластичный» (в отличие от «термореактивного») материала, что относится к тому, как пластик реагирует на тепло.Термопластичные материалы становятся жидкими при температуре их плавления — очень высокая 220 градусов по Цельсию в случае нейлона.
Одним из полезных свойств термопластов является то, что их можно нагревать до точки плавления, охлаждать и снова нагревать без существенной деградации. Вместо сжигания термопласты, такие как нейлон, разжижаются, что позволяет легко формовать их под давлением, а затем перерабатывать. Напротив, термореактивные пластмассы можно нагревать только один раз (обычно в процессе литья под давлением).Первый нагрев вызывает схватывание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическому изменению, которое невозможно обратить. Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик до высокой температуры во второй раз, он сгорит. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку.
Почему нейлон так часто используется? Нейлон
часто используется в шестернях, втулках и пластиковых подшипниках из-за присущих ему свойств низкого трения. Нейлон — не самый скользкий из доступных пластиков. Как правило, мы рекомендуем ацеталь, если единственным соображением является низкое трение.Тем не менее, его высокие характеристики по другим механическим, химическим и термическим свойствам делают его хорошим выбором для деталей, подверженных сильному износу.
Нейлон
также является невероятно полезным пластиком для приложений, которые требуют как пластического материала, так и высокой температуры плавления. А еще он невероятно разнообразен. Нейлон может быть адаптирован для широкого спектра применений из-за множества различных вариантов производства и регулируемых свойств материала этих вариантов в результате различных материалов, с которыми можно комбинировать нейлон.В Creative Mechanisms мы использовали нейлон в нескольких приложениях в различных отраслях. Вот несколько примеров:
Потребительские товары (например, игрушки). В прошлом мы работали над скутером, который в конечном итоге был отлит из стеклонаполненного нейлона.
Мебельные точки удара.
3D-печатные модели для применения при высоких температурах, когда АБС-пластик невозможен (хотя это вариант, мы обычно используем нейлоновые композитные материалы больше из-за их прочности и меньше из-за их температурных характеристик при 3D-печати).
Шестерни для механических передач.
Какие существуют типы нейлона?
Хотя нейлон был открыт и первоначально запатентован Уоллесом Карозерсом из Dupont, он был произведен (как нейлон 6) три года спустя (в 1938 году) с использованием другой методологии немецким химиком-исследователем Паулем Шлаком, тогда работавшим в IG Farben. В современную эпоху его производит большое количество фирм, каждая из которых обычно имеет свой собственный производственный процесс, уникальную формулу и торговые марки.Полный список производителей материалов вы можете посмотреть здесь.
Общие варианты включают нейлон 6, нейлон 6/6, нейлон 66 и нейлон 6/66. Цифры указывают количество атомов углерода между кислотной и аминной группами. Одиночные цифры (например, «6») указывают на то, что материал создан из одного мономера в сочетании с самим собой (т. е. молекула в целом представляет собой гомополимер). Две цифры (например, «66») указывают на то, что материал состоит из нескольких мономеров в сочетании друг с другом (сомономеров).Косая черта указывает на то, что материал состоит из различных групп сомономеров в сочетании друг с другом (т. е. является сополимером).
Как производится нейлон?
Нейлон, как и другие пластмассы, обычно начинается с перегонки углеводородного топлива в более легкие группы, называемые «фракциями», некоторые из которых объединяются с другими катализаторами для производства пластмасс (обычно посредством полимеризации или поликонденсации). Нейлон также можно производить из биомассы. Основываясь на природе биомассы, это потенциально может привести к более биоразлагаемому материалу.Фактический процесс производства нейлона относится к одной из двух методологий. Первый включает реакцию мономеров с аминными (Nh3) группами, реагирующими с карбоновой кислотой (COOH). Второй состоит в реакции диамина (молекула с 2 группами Nh3) с дикарбоновой кислотой (молекула с 2 группами СООН).
Нейлон для разработки прототипов на станках с ЧПУ, 3D-принтерах и машинах для литья под давлением Нейлон
можно легко переплавить в нити (полезно для 3D-печати), волокна (полезно для тканей), пленки (полезно для упаковки) и листы (полезно для производства станков с ЧПУ).Это также легко поддающийся литью под давлением материал. Материал из натурального нейлона чаще всего имеет не совсем белый цвет, а также обычно доступен в белом и черном цветах. Тем не менее, нейлон можно окрасить практически в любой цвет. Материал легко доступен в форме нити для 3D-печати, где он нагревается, а расплавленная нить изготавливается в желаемой 3D-форме.
Когда наша компания разрабатывает прототипы нейлоновых деталей, мы обрабатываем их на станках с ЧПУ. Несколько лет назад наша компания приступила к изготовлению прототипов пластиковых крючков для банджи-шнуров.Мы начинаем с прототипа ABS FDM, чтобы подтвердить размер/форму/эстетику/функциональность. Затем мы обрабатываем крючок из нейлона на станке с ЧПУ для проверки прочности. Завершающим этапом является литье под давлением производственных деталей.
При литье под давлением нейлон иногда наполняют определенным процентным содержанием стекловолокна для увеличения его прочности на растяжение. Процентное содержание стекла обычно составляет от 10% до 40%. Крючки, которые мы отливаем под давлением, на самом деле выше 40%. Стекловолокно увеличивает прочность, но также влияет на то, как деталь выходит из строя.Без стеклянного наполнителя нейлон согнется и поддастся, прежде чем сломается. При добавлении стекловолокна (особенно при более высоких процентах) разрушение становится мгновенным хрупким разрывом с минимальным изгибом. Когда нейлон имеет наполнитель из стекловолокна, его называют, например, 30% GF Nylon. (GF означает «наполненный стеклом»).
Каковы недостатки нейлона?
Хотя нейлон имеет высокую температуру плавления, он плохо выдерживает воздействие открытого пламени. Это легковоспламеняющийся материал, который быстро воспламеняется при контакте с открытым пламенем.В нейлон могут быть добавлены антипирены для улучшения воспламеняемости. Например, нейлон, используемый для коллектора в одном из наших новых дизайнерских проектов, имеет самую высокую огнестойкость (V-0) =
.
Нейлон
также может подвергаться негативному воздействию УФ-излучения, в первую очередь прямых солнечных лучей. Из-за этого в материал часто добавляют УФ-стабилизатор перед его литьем под давлением.
Все данные для неармированного нейлона 6. *В стандартном состоянии (при 25 °C (77 °F), 100 кПа).** Источник данных . *** Исходные данные
Гибкая трубка из полиамида (PA) | Гибкая трубка Parker NA
Нейлоновый пластик для литья под давлением | Использование пластмассы PA | Услуги по литью термопластов под давлением | Натяжные шкивы Висконсин
Преимущества литья пластмасс под давлением из нейлона (полиамида)
Нейлоновый пластик (PA) представляет собой синтетический термопластичный полимер, обычно используемый в литье под давлением.Это универсальный, прочный и гибкий материал, который часто используется в качестве более доступной альтернативы другим материалам, таким как шелк, резина и латекс. Некоторые другие преимущества нейлонового полиамида включают в себя:
Высокая температура плавления
Низкое трение
Высокая прочность на растяжение
Стойкость к химическим веществам и истиранию
Химический состав нейлона придает ему высокую температуру плавления, что делает его отличной альтернативой металлическим компонентам в высокотемпературных средах, таких как автомобильные двигатели и другие виды оборудования с высоким коэффициентом трения.Как и другие термопластические материалы, нейлоновый пластик превращается в жидкость при температуре плавления, а не горит, а это означает, что его можно расплавить и переформовать или переработать. Нейлоновый материал также плохо нагревается при использовании в условиях высокого трения.
Нейлон
обычно комбинируют с другими материалами для улучшения различных качеств. Например, наполнение нейлона стеклянными волокнами увеличивает его прочность на растяжение, делая его менее гибким и более хрупким.
С помощью литья пластмасс под давлением компания Retlaw отливает из армированного стекловолокном нейлонового пластика компоненты, необходимые для вашей отрасли.
Получить нестандартные нейлоновые пластиковые детали
Свойства нейлонового пластика (ПА):
Имя
Нейлон (ПА) или нейлон-полиамид
Химическая формула
(C 12 H 22 N 2 O 2 )n
Температура плавления (°C)
~220°С
Прочность на растяжение
~11 000 фунтов на кв. дюйм
Ударная вязкость
~0.6 фит-фунт/дюйм с насечкой Izod
Уровень твердости (по Роквеллу)
Р115
Модуль упругости при изгибе
~16 000 фунтов на кв. дюйм
Проблемы с литьем нейлонового пластика
Как и в случае с любым пластиковым материалом, существуют некоторые общие проблемы, которые потенциально могут возникнуть в процессе формования нейлонового термопласта. Некоторые из проблем, которые могут возникнуть, включают:
Газирование – избыток газа может привести к дефектам нейлонового пластика, в том числе к плохому меловидному виду.Более высокие температуры пресс-формы и плохая вентиляция могут привести к газовыделению в нейлоне, но газообразование можно предотвратить, если подобрать правильную температуру и позволить газу выйти через надлежащую вентиляцию во время процесса формования.
Влажность — Плохая сушка может привести к газовыделению и другим потенциальным дефектам нейлона, приводящим к образованию отходов. Нейлоновый пластик является наиболее гигроскопичным, что означает, что он легко впитывает излишнюю влагу, если его не слить должным образом. Всегда следите за тем, чтобы линия заряжания и приемник заряжающего были очищены от материала, чтобы дать стволу время пропитаться теплом.
Усадка – Нейлон представляет собой пластиковый материал, склонный к усадке в процессе формования. Усадка нейлона может привести к снижению прочности, ухудшению цвета и деформации краев, но правильный контроль температуры и температуры формования может помочь уменьшить усадку.
Использование нейлоновой пластмассы в повседневной жизни
Нейлон — чрезвычайно универсальный пластик. Наряду с промышленным и механическим использованием нейлон обычно используется для различных продуктов, в том числе:
Ткань
Волокнистые канаты
Пищевая упаковка
Зубные щетки
Пластиковые застежки
Кухонная посуда
С помощью литья пластмасс под давлением нейлон-полиамид можно отливать в шестерни, втулки, пластиковые подшипники и другие компоненты механического оборудования, такого как двигатели.
Нейлоновый пластик (PA) для литья под давлением от Retlaw Industries
Если вам нужны компоненты с высокой температурой плавления и низким коэффициентом трения, а также устойчивостью к химическим веществам и истиранию, нейлоновый пластик — отличный выбор. Свяжитесь с Retlaw Industries, чтобы спроектировать и изготовить OEM-компоненты, например:
.
Профессиональные механики, сборщики и специалисты по контролю качества Retlaw гарантируют, что ваши изделия из нейлона, полученные литьем под давлением, будут изготовлены в точном соответствии с вашими спецификациями.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить ценовое предложение на наши детали из термопласта для вашей конкретной отрасли.
Свяжитесь с производителями пластика из нейлона (ПА) в Retlaw Industries, чтобы узнать цену на литье под давлением.
Полиамид — ПА | Полимерверкстатт
Тем, кто предъявляет повышенные технические требования к компонентам и материалам, не нужно искать решения, кроме полиамида.Процесс, используемый при его производстве, оказывает значительное влияние на его свойства, обеспечивая потенциальный диапазон характеристик — от высокой прозрачности до ударной вязкости и высокой прочности на растяжение — которые практически не имеют себе равных у любого другого материала. Эта запись в блоге оставляет в стороне обсуждение специальных модификаций (с армирующими материалами, такими как углеродное волокно) или добавление добавок для внутреннего скольжения и извлечения из формы, чтобы описать некоторые из его основных характеристик.
Что такое ПА?
Полиамид представляет собой полукристаллический, преимущественно линейный полимер.На стадии производства проводится различие между конденсационными полимерами и ионными полимерами.
Как производится полиамид?
Категоризация типов полиамида происходит на основе числовых данных, касающихся числа атомов углерода по отношению к числу атомов водорода в цепи. Полиамид 6.6, например, получают из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты. Полиамид 6 образуется в результате полимеризации капролактама с раскрытием кольца. Точная классификация осуществляется по типу мономеров, мономерному составу и характеристикам схватывания.Другими широко используемыми полимерами являются PA 12, PA 10, PA 4.6 и PA 6.12.
Почему используется полиамид?
Различные процессы производства полиамида позволяют изменять некоторые его характеристики. Частота, с которой амидная группа повторяется по длине полиамидной цепи, определяет силу межмолекулярных сил связи и водопоглощающие свойства, последнее из которых придает полиамиду его качество ударной вязкости. К выдающимся свойствам полиамида относятся:
– Высокая стабильность размеров при высоких температурах – Высокая ударопрочность – Отличные свойства скольжения – Высокая стойкость к истиранию – Очень хорошая химическая стойкость (за исключением случая воздействия концентрированной муравьиной кислоты) – Высокая устойчивость к проникновению – Минимальное количество доказательств усталости при длительном использовании
Как перерабатывают полиамид?
Как и в случае других термопластичных материалов, методы обработки полиамида основаны преимущественно на методах литья под давлением, экструзионного формования и выдувного формования.Степень кристаллизации можно значительно повысить за счет выбора метода обработки, который, в свою очередь, улучшает некоторые другие основные характеристики.
Для каких приложений особенно хорошо подходит PA?
Отличные технические характеристики полиамида делают его пригодным для применения в:
Мы поставляем полиамид в рамках индивидуальных решений. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации!
Характеристика нанокомпозитов полиамида (ПА)12 с глиной-наполнителем монтмориллонита (ММТ), используемых для ступенчатого формования листов
3.2.1. Испытание на растяжение
Наиболее распространенным испытанием для характеристики механических свойств материала является испытание на растяжение. В этом исследовании механические свойства были протестированы для чистого PA12, а также для нанокомпозитов с 1% и 3% глины.
В соответствии со стандартом EN ISO 527-3 внимание уделялось пределу прочности при растяжении ( σ m ), модулю Юнга ( E ) и удлинению ( ε ). Полученные данные находятся в формате . Чистый материал PA12 показал значение модуля E , равное 875 МПа. Модуль E нанокомпозитов с 1% глины был на 12% ниже по сравнению с чистым ПА12. Для ПА12/Клуазит 93А–3% наблюдался умеренный рост модуля Е (+4%).В случае прочности на растяжение чистый ПА12 показал значение 52 МПа, в то время как для ПА12/Клуазит 93А-1% оно составило 54 МПа, а для ПА12/Клуазит 93А-3% оно составило 55 МПа. Можно сделать вывод, что дальнейшее увеличение содержания наполнителя с 1% до 3% не сопровождалось значительным увеличением прочности на разрыв. Различия между чистым материалом и PA12/Cloisite 93A с разным количеством наполнителя видны на рис. Что касается удлинения при разрыве, то для композитов ПА12/93А наблюдалось значительное увеличение (более 40%) по сравнению с чистым ПА12.Из этих результатов было очевидно, что материал не упрочнился значительно из-за количества глиняного наполнителя в испытанном диапазоне. Однако добавление глинистого наполнителя резко повысило формуемость анализируемого нанокомпозита, что имеет решающее значение для его успешного применения в технологии SPIF.
Таблица 6
Средние значения механических свойств со стандартными отклонениями в скобках для ПА12 и нанокомпозитов.
PA12
PA12 / Cloisite 93A-1%
PA12 / Cloisite 93A-3%
E [MPA]0 (MPA] 975 (± 35)
771 (± 63)
913 (± 62)
2 σ M [MPA]
52 (± 3)
(± 1)
ε [%]
45 (± 11)
65 (± 12)
67 (± 7)
PA12
PA12 / Cloisite 93A-1%
PA12 / CLOisite 93A-3%
Rel E [1]2 1
-12%
4%
2 Rel Σ M [1]
1
4%
4%
Rell ε [1]2 1
44%
2 49%
2
Кроме того к испытаниям на растяжение, используемым для определения механических свойств материала, был проведен DMA.В последнее время метод ДМА стал решающим при тестировании свойств функциональных композитов [83]. Для исследования нанокомпозитного материала, ориентированного на определение свойств, необходимых для процесса SPIF, также были проведены испытания на растяжение ДМА, а также испытание на трехточечный изгиб ДМА.
По результатам испытания на растяжение ДМА была охарактеризована температура стеклования ( T г ); видеть . Определение T g можно выполнить несколькими способами с помощью метода прямого доступа к памяти. T g видно как большое падение модуля накопления ( E’ ) при просмотре в логарифмической шкале по сравнению с линейной температурной шкалой [84]. Значение, сообщаемое как T g , определяется с началом падения E’ ; пик тангенса δ и пик кривой E’ являются наиболее часто используемыми [84]. Следовательно, пик тангенса δ определяется как T g (внизу). Были установлены следующие значения T г : чистый PA12 55 °C, PA12/Cloisite 93A–1% 51 °C и PA12/Cloisite 93A–3% 52 °C. T g были очень похожи для всех составов; разница находилась в пределах 5–7 %. Здесь полученные значения Т г несколько отличались от значений, полученных методом ДСК. Определение Т г методом ДМА в представленном случае получено по диаграммам и методу показался менее точным, чем метод ДСК. Однако незначительное уменьшение Т г в случае ПА12/Клуазит 93А–1% наблюдается в обоих случаях и может положительно влиять на процесс СПИП.
Динамический механический анализ (DMA) — растяжение 1 Гц: ( top ) модуль накопления ( E’ ) в зависимости от температуры ( T ) и ( bottom ) tan δ в зависимости от температуры ( T 90 ) .
3.2.2. Тест на трехточечный изгиб
Режим трехточечного изгиба DMA использовался из-за условий, очень близких к реальным, которые возникают во время процесса SPIF. Вышеуказанные условия рассчитывались с помощью членов, приведенных в разделе 2.4. показывает модуль накопления, E’ , для всех трех испытательных частот; 1 Гц, 5 Гц и 10 Гц соответственно.
Трехточечный изгиб DMA: модуль накопления ( E’ ) в зависимости от температуры ( T ) при 1 Гц ( вверху ), 5 Гц ( в середине ) и 10 Гц ( внизу ).
Во-первых, вверху представлена первая тестовая частота 1 Гц. Было отмечено очень похожее поведение для смесей с 1% и 3% Cloisite 93A. Приготовленные композиты имели немного более высокий модуль упругости, E’ , по сравнению с чистым PA12 при более низких температурах.Все испытанные материалы продемонстрировали одинаковое поведение выше 80 °C. В средней части представлена оценка трехточечного изгиба DMA для частоты тестирования 5 Гц. Кроме того, в этом случае модуль упругости E’ был немного выше при более низких температурах по сравнению с чистым PA12. Слабое увеличение E’ было отмечено для PA12/Cloisite 93A–3% от 45 °C и далее, выражая это отклонение до 140 °C. Поведение PA12/Cloisite 93A–1% очень похоже на поведение чистого материала PA12.Наконец, результаты прямого доступа к памяти модуля памяти, E’ , для частоты тестирования 10 Гц представлены внизу. Модуль упругости PA12/Cloisite 93A–3% здесь явно выше, чем у чистого PA12 для всего диапазона температур испытаний, с наибольшей разницей в 14% при самой низкой температуре испытаний 25 °C. Напротив, модуль упругости E’ для PA12/Cloisite 93A–1% был в диапазоне от 25°C до 50°C ниже, чем у чистого материала PA12. Наибольшую разницу можно наблюдать при 25 °C, она непрерывно уменьшается до 50 °C, после чего она окончательно исчезает.Начиная с 50 °C оба материала имели одинаковое значение модуля упругости.
показывает тангенс угла потерь, тангенс δ для всех трех тестовых частот; 1 Гц (вверху), 5 Гц (в середине) и 10 Гц (внизу) соответственно. Для всех трех частот тестирования был проанализирован тангенс угла потерь tan δ для чистого ПА12 и композитов ПА12/Клуазит 93А–1%, ПА12/Клуазит 93А–3%. Кроме того, тестирование на частоте 1 Гц, самой низкой частоте, было той же частотой, что и при испытаниях на растяжение прямого доступа к памяти.На рис. Самое высокое значение было у смеси с 1% Cloisite 93A: разница составила всего 6% по сравнению с чистым материалом PA12. Однако этот результат не коррелировал с данными, полученными в режиме растяжения и ДСК, где наблюдалось уменьшение Т α и Т г . Эти изменения могут быть связаны с различной геометрией используемых образцов, а также с различными напряженно-деформированными состояниями, воздействующими на образец во время процедуры испытаний ДМА.Кроме того, важную роль могут играть дисперсность наполнителя и однородность материала. Для частот 5 Гц и 10 Гц были обнаружены близкие значения T α для всех тестируемых материалов.
Трехточечный изгиб DMA: тангенс δ в зависимости от температуры ( T ) при 1 Гц ( вверху ), 5 Гц ( в середине ) и 10 Гц ( внизу ).
Из представленных в нем результатов трехточечного изгиба ДМА можно сделать вывод, что изменения механических свойств приготовленных композиций не были существенными для ПА12/Клуазит 93А–1%.Вообще известно, что добавление наночастиц в полимеры увеличивает их жесткость и уменьшает диссипацию [85]. Однако наночастицы могут напрямую влиять на кристаллические структуры полукристаллических полимеров [86,87] и стимулировать зарождение растущих кристаллов, влияя на размер растущих кристаллов, а также на степень кристалличности. С увеличением частоты испытаний композиция ПА12/Клуазит 93А–3% становилась более жесткой по сравнению с ПА12/Клуазит 93А–1%.
При сравнении полученных результатов испытаний на растяжение и трехточечный изгиб, проведенных в одинаковых условиях испытаний (частота 1 Гц, амплитуда 0.1 мм и линейной температуре 2 °C/мин), можно было наблюдать некоторые расхождения. Условия нагрузки для обоих тестов были совершенно разными. В случае испытания на растяжение материал подвергается равномерному растяжению по всему поперечному сечению. При испытании на изгиб образец нагружается неравномерно по толщине. В то время как на одной поверхности напряжения растягивающие, на противоположной поверхности возникает сжимающая нагрузка. Кроме того, кристаллическая структура поверхностного слоя отличается от кристаллической структуры внутренних слоев из-за различия охлаждения материала при затвердевании при компрессионном формовании пластинчатых образцов.Более быстрое охлаждение на поверхности может привести к меньшей степени кристалличности по сравнению с внутренними слоями и, следовательно, к меньшей жесткости внешних слоев образцов. Эта более низкая жесткость не может быть выражена при растягивающей нагрузке; однако она оказывает существенное влияние на испытание на изгиб, при котором максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях формованного образца. Различие обоих модулей может быть связано с локальными/поверхностными структурными различиями. Наконец, следует подчеркнуть, что производитель чистого материала PA12 сообщает о разных значениях модуля изгиба и модуля растяжения [64], где модуль изгиба, как и в нашем случае, ниже.
При выборе подходящего нанокомпозита, наиболее подходящего для технологии SPIF, необходимо учитывать несколько аспектов. На основные технологические параметры этого процесса SPIF, которые также влияют на выбор материала, влияет движение инструмента. На процесс формообразования в SPIF влияют траектория инструмента, скорость подачи инструмента (который может дополнительно вращаться вокруг своей вертикальной оси), пошаговое движение вниз, обеспечивающее постепенную деформацию детали, и геометрия инструмента, для которой диаметр играет основную роль. роль.Технология SPIF требует хорошей формуемости материала, которую можно оценить по растяжению материала. Необходимо учитывать тот факт, что полимеры могут пластически деформироваться только выше температуры T g , что играет существенную роль при выборе материала для СПИФ. Кроме того, следует ожидать, что высокий модуль упругости E’ отрицательно влияет на нагрузки на инструмент во время процесса SPIF. Аналогичное влияние следует ожидать и в отношении прочности материала на растяжение.Таким образом, свойства материалов, проанализированные в статье, можно описать следующим образом:
Растяжимость: оба нанокомпозита демонстрируют значительно лучшее удлинение при разрыве по сравнению с чистым материалом PA12; однако их значения были схожими. Более конкретно, PA12/Cloisite 93A-3% имел на 3% большее удлинение при разрыве, и по этому параметру ему можно было отдать предпочтение.
Температура стеклования T г : Для получения формуемости полимера во время процесса SPIF желательно при максимально низких температурах; поэтому без определения температуры стеклования не обойтись.Среди всех трех проанализированных материалов ПА12/Клуазит 93А-1% имел самые низкие значения Т г при 57 °С и по этому параметру мог быть предпочтительным для выбора технологии SPIF.
Модуль упругости E’ : Из-за локального процесса изгиба и разгибания этот параметр важен во время процесса SPIF. Его определение через трехточечный изгиб ДМА показало, что в диапазоне, применимом для SPIF (выше T g ), он выделяется в условиях более низких и более высоких частот изгиба.При более низких частотах 1 Гц и 5 Гц все материалы показали одинаковые значения E’ . Однако при самой высокой анализируемой частоте 10 Гц PA12/Cloisite 93A–3% демонстрирует заметно более высокие значения E’ , чем два других материала. Поскольку из-за сокращения времени производства на SPIF более высокие скорости подачи, также вызывающие более высокие частоты изгиба, являются предпочтительными, а материал PA12/Cloisite 93A–3% в данном случае не подходит.
Подводя итог всему вышеизложенному влиянию параметров материала на формование SPIF, PA12/Cloisite 93A–1% может быть выбран в качестве благоприятного материала.Предварительные тесты SPIF с чистым PA12 и выбранными композитами PA12 были проведены для первой оценки формуемости материалов (). На этом этапе мы доказали применимость всех выбранных материалов для технологии SPIF. Тем не менее, необходимо провести дальнейшие исследования взаимодействия конкретных технологических параметров (скорости подачи, угла волочения, размера шага, радиуса инструмента и т. д.) с конкретными свойствами всех трех материалов, полученными из реакции материала DMA, анализа DSC и измеренные значения механических свойств ().Наконец, необходимо определить оптимальное сочетание параметров технологии SPIF для каждого из анализируемых материалов PA12.
Тестовые детали, полученные по технологии SPIF: ПА12 ( слева ), нанокомпозит ПА12 с 1% глины ( средний ) и нанокомпозит ПА12 с 3% глины ( справа ).
Обработка нейлона (полиамида): руководство по пластмассам
Информационная справка по обработке полимеров
Одним из высокоэффективных термопластов, с которыми работает AIP, является НЕЙЛОН: ПА или полиамид.Он известен высокой прочностью, сохранением механических свойств при повышенных температурах и химической стойкостью. Этот полимер был впервые представлен компанией DuPont в 1930-х годах после обширных исследований сложных полиэфиров и полиамидов. По этой причине полиамиды составляют самое большое семейство инженерных пластиков с широким спектром применения. Типичные области применения нейлона включают, помимо прочего, шестерни, промышленные подшипники, насадки, шкивы и износные накладки. Часто он заменяет металл, потому что он очень легкий, весит 1/7 веса бронзы.
В нашем последнем руководстве по обработке обсуждается, что входит в механическую обработку нейлона, и чем она отличается от других вариантов производства, таких как обработка металлов, литье под давлением и 3D-печать.
Как AIP подходит к нейлону (ПА) и процессу его обработки? Для начала мы объясним разницу между обработкой нейлона, термопласта и реактопластов.
Обработка термопластов по сравнению с реактопластами
Мы уже говорили, что нейлон (ПА) является термопластом, но что это означает?
Все полимеры можно более или менее разделить на две категории: термопласты и реактопласты.Основное различие между ними заключается в том, как они реагируют на тепло. Термопласты, такие как нейлон, например, плавятся при нагревании, в то время как термореактивные остаются «затвердевшими» после формирования. Понимание технических различий между этими типами материалов необходимо для их правильной обработки на станках с ЧПУ.
Таблица ниже очерчивает Основные свойства термопластов против термосетов:
3
5
Хорошая устойчивость к ползучести
Растворим в некоторых растворителях
В присутствии определенных растворителей
позволяет для пластической деформации при нагревании
Невозможно расплавить
Несостойкость
Нерастворимый
редко набухает в присутствии растворителей
оттуда, термопласты подразделяются на аморфные или кристаллические полимеры в соответствии с приведенным ниже рисунком:
Исходя из таблицы, нейлон представляет собой полукристаллический технический термопласт высокой чистоты , что означает, что его молекулярная структура является высокоупорядоченной.Высокоупорядоченная структура кристаллической структуры придает полимеру прочность и жесткость. Вообще говоря, кристаллические структуры непрозрачны, поскольку имеют тенденцию отражать свет. Здесь, в AIP, мы обрабатываем несколько различных сортов нейлона для различных промышленных применений.
Свойства и сорта обработанного нейлона (ПА)
Будучи термопластом, нейлон обладает промышленной устойчивостью к изменениям pH из-за различных температурных условий, а также устойчивостью к растворителям.Это может быть преимуществом в нефтехимической промышленности, где детали из фторполимера контактируют или подвергаются воздействию газов, масел или моющих средств.
Следует также отметить, что нейлон (ПА) известен своей высокой степенью кристалличности, в результате чего получается более прочный и устойчивый к деформации компонент. Кроме того, применение нейлона снижает потребность в обильной смазке, гасит звук и устраняет проблемы с истиранием, коррозией и хищением.
Существует два распространенных сорта нейлона, которые следует упомянуть в связи с их свойствами и применением: нейлон 6 и нейлон 6/6.Их можно использовать взаимозаменяемо для различных применений, но следует отметить некоторые различия в свойствах:
Нейлон 6:
Нейлон 6 обычно производится в двух формах: для использования в текстильной промышленности и высокопрочных типов для промышленного использования. Обычно из него изготавливают филаментные нити и штапельное волокно. Чаще всего этот нейлон можно найти в шинных кордах, парашютах, веревках или промышленных шнурах. По сравнению с нейлоном 66, нейлон 6 имеет следующие преимущества:
Более низкая плотность
Лучшая ударная вязкость
Лучший внешний вид
Более низкая температура обработки
использование материалов, оружия и техники.Вторая мировая война ничем не отличалась. Пластмассы появились во время Второй мировой войны, начиная с замены металлических деталей на резиновые в самолетах США после того, как Япония ограничила торговлю металлами с Соединенными Штатами. После этого пластмассы более высокого качества стали заменять электрические изоляторы и механические компоненты, такие как шестерни, шкивы и крепежные детали. Производители самолетов начали заменять алюминиевые детали пластиковыми, поскольку они были легче и, следовательно, более экономичными, чем алюминий.
Нейлон 6/6:
Подобно нейлону 6, нейлон 6/6 имеет множество промышленных применений, от тонкостенных компонентов до больших толстостенных подшипников.Он также является выдающимся кандидатом на замену металла. По сравнению с нейлоном 6, нейлон 6/6 имеет следующие преимущества:
Устойчивость к более высокой температуре
Более высокая прочность
более высокая жесткость
более высокая устойчивость к влаги
. Лучшая устойчивость к истиранию
помимо нейлона 6 и нейлона 6/6, AIP предлагает обширный опыт обработки марок нейлона® и полиамида, которые обеспечивают различную прочность, термическую стабильность и коррозионную стойкость.Наш многолетний опыт работы с высокоэффективными специальными пластиками и термопластами поможет вам выбрать наилучший сорт нейлона для вашего применения.
Механическая обработка Нейлон (ПА)
Отжиг – это термическая обработка, которая изменяет свойства материала, облегчая его обработку за счет повышения пластичности и снижения твердости материала. Процесс отжига и снятия напряжения с нейлона снижает вероятность возникновения поверхностных трещин и внутренних напряжений в материале.Для получения дополнительной информации о процессах отжига AIP для нейлона и других материалов обратитесь к нашему руководству по отжигу.
Отжиг Нейлон
Отжиг — это термическая обработка, которая изменяет свойства материала, облегчая его обработку за счет повышения пластичности и снижения твердости материала. Процесс отжига и снятия напряжения с нейлона снижает вероятность возникновения поверхностных трещин и внутренних напряжений в материале. Для получения дополнительной информации о процессах отжига AIP для нейлона и других материалов обратитесь к нашему руководству по отжигу.
Обработка Нейлон
Нейлон обеспечивает простоту обработки и жесткие допуски благодаря присущей ему прочности, ударной вязкости и стабильности размеров. В результате этого обработка нейлона не слишком отличается от обработки металлов; представьте, что вы обрабатываете латунь. Однако, в отличие от металла, нейлон (как и все термопласты) будет деформироваться, если вы будете держать его слишком крепко, поскольку он легко поддается деформации. Обычно мы рекомендуем инструмент из сплава карбида вольфрама. Кроме того, держите часть очень крутой и хорошо ее поддерживайте.Мы также предлагаем неароматические охлаждающие жидкости на воздушной основе для достижения оптимальной чистоты поверхности и жестких допусков. Охлаждающие жидкости имеют дополнительное преимущество, заключающееся в продлении срока службы инструмента.
Например, из нейлона (PA) можно изготавливать компоненты промышленного оборудования, которые могут включать трубопроводы, клапаны, шестерни, сопла и износные накладки — среди многих других форматов. Его также можно комбинировать с другими материалами, помогая клиентам вводить новшества и создавать новые классы продуктов с полезностью, превышающей возможности его первоначального применения.
Предотвращение загрязнения
Загрязнение является серьезной проблемой при обработке полимерных компонентов для технически сложных отраслей, таких как аэрокосмическая наука. Чтобы обеспечить высочайший уровень санитарии вплоть до субмолекулярного уровня, AIP Precision Machining разрабатывает, термообрабатывает и обрабатывает только пластмассы, а любые полуфабрикаты из металла обрабатываются за пределами нашего предприятия. Это позволяет нам снизить риск перекрестного металлического загрязнения процесса.
