Температура плавления полиамида: Полиамид 6 (ПА 6 ) ОСТ 6‒06-С9‒93, ОСТ 6‒11‒498‒79 Свойства и характеристики | ANID POLYMERS | Купить

Твердость материалов

Термические свойства полиамида – нейлона

Полиамида – нейлона – температура плавления

Температура плавления полиамида – нейлона 257 °С .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением. В общем, плавление  является фазовым переходом  вещества из твердой фазы в жидкую. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления   также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, так как они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.

Полиамид – нейлон – теплопроводность

Теплопроводность полиамида – нейлона 0,2 Вт/(м·К) .

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье  применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Полиамид – нейлон – удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость полиамида – нейлон 1500 Дж/г K .

Удельная теплоемкость или удельная теплоемкость   – это свойство, связанное с  внутренней энергией  , которое очень важно в термодинамике. Интенсивные свойства c _v и c _p определены для чистых, простых сжимаемых веществ как частные производные от внутренняя энергия u(T, v) и энтальпия h(T, p) соответственно:

где индексы v v 900 обозначают фиксированные при дифференцировании 1 и 4 900. Свойства c _v и c _p называются удельной теплоемкостью (или теплоемкостью ), поскольку при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавленной теплопередача. Их единицы СИ  Дж/кг K или Дж/моль K .

Пример: Расчет теплопередачи

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадратный участок материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность сопротивляться теплопередаче.

Рассчитайте скорость теплового потока  через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м ² ). Стенка имеет толщину 15 см (L ₁ ) и изготовлена ​​из полиамида-нейлона с теплопроводностью k ₁ = 0,2 Вт/м.К (плохой теплоизолятор). Предположим, что внутренняя и наружная температуры  составляют 22°C и -8°C, а коэффициенты конвекционной теплопередачи  на внутренней и внешней сторонах равны h ₁  = 10 Вт/м ² K и h ₂  = 30 Вт/м ² К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту стену.

Решение:

Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию проводимости и конвекции . С этими композитными системами часто удобно работать с  общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным Закон охлаждения Ньютона :

Общий коэффициент теплопередачи связан с полным тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи  может быть рассчитан как: /10 + 0,15/0,2 + 1/30) = 1,13 Вт/м ² K

Тепловой поток можно рассчитать следующим образом: q = 1,13 [Вт/м ² K] x 30 [K] = 33,96 Вт/м ²

Общие потери тепла через эту стену будет: q _потеря   = q . A = 33,96 [W/M ² ] x 30 [M ² ] = 1018,87 W

Точка плавления.0478

Фазовое поведение смесей полиамида 6/612

Предыдущая статья       Следующая статья

Ying Shi

Предыдущая статья       Следующая статья

Ying Shi

Предыдущая статья       Следующая статья

Ying Shi

Таблица 1: Характеристики и свойства материалов

Таблица 2: Химическая структура и количество метильных звеньев нейлона 6 и нейлона 612

Таблица 3: Расчет параметра растворимости нейлона 6 и нейлона 612

Рисунок 1: Кривые ДСК нейлона 6, нейлона 612 и их смесей.

Таблица 4. Термические переходы нейлона 6, нейлона 612 и их смесей

Примечание. Это сокращенная версия технического документа автора ANTEC® Indianapolis 2016. Полная версия статьи, включая теоретический раздел и дополнительные результаты, будет доступна на сайте ANTEC и после него. См. www.antec.ws для получения текущей технической повестки дня конференции.

Смешивание или сплавление полимеров — это относительно простой способ разработки материалов с полным набором желаемых свойств, таких как сочетание прочности и стойкости к растворителям. В некоторых случаях смесь стоит меньше, чем продукты из чистого полимера. Например, смесь нейлона-6/полипропилена обладает такими преимуществами, как низкое поглощение влаги и пониженная плотность. ¹ Низкое влагопоглощение дает разработчикам деталей более предсказуемые физические свойства и размеры деталей. Снижение плотности приводит к общему меньшему расходу материала.

(PA), широко известный как нейлон, является одним из крупнейших конструкционных термопластичных материалов, используемых в автомобильной, электронной и упаковочной промышленности. Семейство нейлонов состоит из алифатического нейлона 6, нейлона 66, нейлона 610, нейлона 12, нейлона 46, нейлона 612 и ароматических нейлонов. Среди них алифатический нейлон 6 и нейлон 66 являются наиболее распространенными.

По сравнению с нейлоном 66 нейлон 612 имеет более низкий модуль упругости, большее удлинение, меньшую прочность и более низкую температуру плавления. Однако нейлон 612 поглощает вдвое меньше воды, чем нейлон 66. Разница заключается в количестве метильных звеньев между двумя карбонильными группами. По мере увеличения длины метильных звеньев молекулы становятся все более похожими на полиэтилен. Влагопоглощение снижается из-за пониженной полярности с дальнейшим разделением полярных амидных групп. Следовательно, свойства нейлона 612 гораздо более стабильны и предсказуемы, когда конечное применение подвергается воздействию влажных условий окружающей среды.

Несмотря на то, что нейлон 612 обладает такими преимуществами, как стабильность размеров и ударная вязкость, он намного дороже нейлона 6 и нейлона 66. Смешивание нейлона 6 или нейлона 66 с нейлоном 612 дает продукт с пониженным влагопоглощением, повышенной прочностью и относительно низкой стоимостью. . В этой статье мы решили изучить фазовое поведение смеси нейлона 6 и нейлона 612, потому что их температура плавления ближе и легче для обработки расплава.

Обычные смеси алифатических нейлонов изучались в различных случаях. Верма и его коллеги исследовали смеси нейлона 6 и нейлона 66, уделяя особое внимание небольшим количествам одного полимера в другом. ² Достигнуты значительные улучшения свойств.

Онг и его коллеги изучили динамические механические свойства некоторых смесей алифатических нейлонов, включая нейлон 6, нейлон 66, нейлон 11, нейлон 12, нейлон 612 и нейлон 610. ³ Они пришли к выводу, что все изученные пары, кроме нейлона 6 и нейлон 12. Это явление ранее наблюдал Киотани, ⁴ , который сообщил, что отлитые из растворителя смеси нейлона 6 и нейлона 12 образуют отдельные кристаллы, что предполагает фазовое разделение двух полимеров.

Эллис исследовал несколько смесей алифатических нейлонов, включая нейлон 66 и нейлон 612, используя метод измерения восстановления энтальпии. ⁵ Был сделан вывод, что в этих смесях преобладает фазовое разделение.

Эта статья посвящена бинарному смешиванию нейлона 6 и нейлона 612. Фазовое поведение было изучено с помощью термоаналитических методов.

Материалы

. Их свойства приведены в Таблица 1 . Два нейлона, исследованные в этой работе, имеют одинаковую относительную вязкость, которая была измерена в 96%-ной серной кислоте с использованием растворного вискозиметра в соответствии со стандартом ISO 307. друг другу.

Водопоглощение измеряли путем погружения испытуемых образцов в деионизированную воду на 24 часа при комнатной температуре и регистрировали изменения веса. Нейлон 612 поглощал гораздо меньше воды, чем нейлон 6 (около 1/4). В таблице 2 показаны химические структуры двух полимеров и количество метильных звеньев в каждом из нейлонов.

Эксперименты

Пять смесей с различными составами нейлона 6 и нейлона 612 были получены с использованием смесительной камеры с двумя валками на смесителе Brabender. Предварительно смешанные гранулы смешивали при температуре на 10°С выше более высокой температуры плавления в течение 15 минут. Смеси немедленно удаляли и давали им остыть до комнатной температуры.

Термический анализ проводили с использованием дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) TA Instruments Q2000 при скорости нагревания 20°C/мин. Температура стеклования T _г определяли как температуру на полувысоте изменения теплоемкости, а температуру плавления Т _м определяли как максимальную скорость плавления, т. е. пиковую температуру эндотермы плавления.

Поскольку и нейлон 6, и нейлон 612 являются полукристаллическими материалами, необходимо позволить кристаллам установить равновесие. Это достигалось расплавлением образца и изотермической выдержкой при этой температуре в течение двух минут в течение цикла нагрева.

Результаты и обсуждение

Растворимость нейлона 6 и нейлона 612

Близкое сходство химической структуры и физических свойств алифатического нейлона 6 и нейлона 612 заставило людей поверить, что они смешиваются. Чтобы два полимера образовали гомогенную или смешивающуюся смесь, между ними должно существовать благоприятное взаимодействие. Это взаимодействие часто приводит к образованию привлекательной ассоциации между химическими функциональными группами или видами, содержащимися в молекулах полимера.

Степень взаимодействия между полимерами можно оценить численно, используя параметр растворимости, который также является хорошим показателем растворимости между полимерами. Два полимера с одинаковыми значениями растворимости, вероятно, смешиваются. Параметр растворимости можно рассчитать как квадратный корень из плотности когезионной энергии ⁶ :

, где E _coh (Дж/моль) представляет собой энергию когезии, а V (см ³ /моль) представляет собой молярный объем каждой повторяющейся единицы полимера.

Энергии сцепления можно сложить вместе, чтобы получить общую энергию сцепления группы. Значения когезионной энергии повторяющихся звеньев можно легко получить из литературы. В таблице 3 приведены значения когезионной энергии и мольного объема повторяющихся звеньев нейлона 6 и нейлона 612, а также рассчитанные параметры растворимости. Значения близки, но не одинаковы. Эти два полимера должны быть смешиваемыми, без учета внутримолекулярной водородной связи.

Единичный промежуточный переход стеклования между чистыми компонентами является одним из критериев, определяющих смешиваемость. Дополнительные явления, такие как постепенное изменение теплоемкости (ΔC _p ) при T _g обнаруживает несмесимость. Все эти характеристики теплового перехода были оценены в этом исследовании для определения смешиваемости между нейлоном 6 и нейлоном 612.

На рис. 1 показаны кривые ДСК второго нагрева нейлона 6, нейлона 612 и их смесей. Смеси обозначали как объемные доли; например, 20/80 означает, что объемная доля нейлона 6 составляет 20% в этой смеси, а остальное приходится на нейлон 612. В таблице 4 приведены температуры теплового перехода, теплоемкость стеклования и теплота плавления плавления. Одноместный Т _г наблюдали для всех смесей.

Температуры стеклования чистых компонентов были измерены как 54°C для нейлона 6 и 46°C для нейлона 612. T _g s этих двух полимеров очень близки, и разница составляет всего 8°C, что затрудняет определение фазового поведения. Стеклование нейлона 612 было широким ( рис. 1 ) и показало очень небольшое изменение теплоемкости. Нейлон 6 показал более высокий переход в стеклообразное состояние и большее изменение теплоемкости. Разница обусловлена ​​более высокой полярностью нейлона 6 и, следовательно, более высокой степенью водородных связей между полимерными цепями.

Значения T _г смесей были промежуточными между нейлоном 6 и нейлоном 612, за исключением того, что некоторые из смесей показали даже более низкую T _г , чем у нейлона 612. Значения теплоемкости смесей находились в диапазоне между чистыми компонентами. слишком. Когда нейлон 6 является доминирующим компонентом в смеси, изменения теплоемкости были довольно небольшими. Однако каких-либо добавочных изменений теплоемкости обнаружено не было. По крайней мере, можно заключить, что смеси, приготовленные в этом исследовании, были совместимы.

Температура плавления нейлона 6 была немного выше, чем у нейлона 612, что связано с полярной природой нейлона 6, образующей более компактные кристаллы. Температуры плавления смесей были несколько ниже, чем у обоих чистых компонентов. Это явление понижения температуры плавления указывает на смешиваемость двух полимеров. Нейлон 6 был более кристаллическим, чем нейлон 612, который показал примерно на 30 Дж/г меньшую теплоту плавления. По мере увеличения содержания нейлона-6 в смесях значения теплоты плавления смесей увеличивались ( Таблица 4 ).

Что касается температур стеклования и точек плавления смесей в зависимости от объемной доли нейлона 6, то нет четкой тенденции изменения этих двух температур в зависимости от состава смеси. Нейлон 6 имеет самые высокие Т _г и Т _м . Примерно при объемной доле в диапазоне 0,4~0,6 наблюдались самые низкие значения T _g и T _m .

Оценка параметра взаимодействия (χ)

Параметр взаимодействия χ можно оценить путем анализа снижения температуры плавления полимера вторым смешивающимся аморфным полимером. Это известный метод, разработанный Флори. ⁶ Упрощенное уравнение может быть выражено как:

Где Т _{м,смесь} и Т _м ⁰ — температуры плавления смеси и кристаллизующегося компонента в чистом виде; R – газовая постоянная; ΔH — теплота плавления на моль повторяющегося звена; V – молярный объем соответствующего компонента; φ ₂ – объемная доля компонента 2 в смесях; χ ₁₂ – параметр взаимодействия смесей.

Все пять смесей имели отрицательные параметры взаимодействия, хотя они были очень малы и близки к 0. Отрицательные параметры взаимодействия предполагали, что эти смеси смешивались. Кроме того, χ уменьшался по мере увеличения содержания нейлона 612, что позволяет предположить, что смеси были более смешиваемыми, когда преобладающим компонентом был нейлон 612.

Выводы

были приготовлены методом обработки расплава и охарактеризованы с использованием методов термического анализа. Результаты показали однократный переход смесей в стеклообразное состояние и снижение температуры плавления, что свидетельствует о получении совместимых смесей. Параметры взаимодействия рассчитаны с использованием теории понижения температуры плавления. Для всех смесей были получены отрицательные параметры взаимодействия. Это позволяет сделать вывод, что смеси, приготовленные в этом исследовании, были смешиваемыми.

Подтверждение 

Автор хотел бы поблагодарить Брайана Хилденбранда за его прекрасную подготовку смесей и работу по термической характеристике.

1. Ю. Ши, «Улучшение совместимости смесей нейлона 6/пропилена», ANTEC 2014, Лас-Вегас, Невада, США, 28-30 апреля 2014 г.

2. Verma, A., Deopura, B.L., and Sengupta, A.K., J. Appl. Полим. науч. , 31 747, 1986.

3. Онг, Э.С., Ким, Ю., и Уильямс, Х.Л., J. Appl. Полим. наук, 31, 367, 1986.

4. Киотани, М., J. Macromol. физ.-мат. , Б21, 219, 1982.

5. Эллис, Т. С., Полимер , 33, 1469, 1992.

6. Флори, П. Дж., Принципы химии полимеров, Издательство Корнельского университета: Итака, Нью-Йорк, 1953.

Полное руководство по полиамидному клею-расплаву

Ищете решение для трудносклеиваемых материалов? Нужна сверхпрочная связь, которая выдержит сложные условия? Полиамидный термоклей может быть вашим ответом.

Полиамиды способны создавать прочную связь между несколькими различными типами подложек, включая бумагу, дерево и металл, а также пластмассы, такие как обработанный полипропилен и полиэтилен, АБС и винил. Некоторые типы полиамидов могут даже сцепляться с ПВХ, который трудно надежно склеить.

Как полиамиды образуют такие прочные соединения? Это связано с химическими связями, которые образуются между полимерными цепями и водородом. Эти внутренние водородные связи остаются сильными почти до точки плавления. Другие типы клеев-расплавов не имеют этих сильных водородных связей.

Во многих областях полиамидные клеи-расплавы предлагают идеальное сочетание прочности, гибкости, стойкости к маслам и химическим веществам и простоты использования.

Когда полиамидный термоклей является хорошим выбором?

Если механическая прочность соединения имеет первостепенное значение, термоклей из полиамида является лучшим выбором по сравнению с другими полимерами. Дополнительные преимущества:

• Работают в широком диапазоне температур. Полиамидная связка выдерживает экстремальные температуры — от -76 до 266 градусов по Фаренгейту.
• Гибкое время работы. В зависимости от того, какой тип вы выберете, полиамиды могут быть открыты от 2 секунд до 2 минут, не нарушая связи.
• Устойчив к жирам и маслам. Их можно использовать во многих приложениях, в том числе в автомобильной и механической, где они будут контактировать с
.
• Устойчив к химическим веществам. Слабые кислоты и щелочи не разрушат соединение.
• Кислородный барьер. Высушенный полиамид не пропускает кислород, что может быть полезно для защиты электроники и предотвращения окисления.
• Экологически чистый. Некоторые полиамиды изготавливаются из натуральных материалов, таких как касторовое или рапсовое масло, а не на нефтяной основе.
• Пониженная воспламеняемость. Для некоторых применений требуются клеи, которые не могут легко загореться.
• Быстрая настройка. Вам не придется долго ждать, пока полиамиды схватятся или затвердеют; обычно они связываются за секунды или минуты.
• Смешивание не требуется. Полиамиды готовы к использованию.
• Слабый запах. Многие клеи требуют использования специальных вытяжных шкафов для уменьшения запаха, но полиамиды не имеют сильного запаха и могут использоваться как в жилых, так и в промышленных условиях.
• Доступна цветовая гамма. Полиамидные клеевые стержни бывают нескольких цветов, если вам нужно смешать цвет клея с подложками, которые вы склеиваете.

В некоторых производственных условиях эти особенности делают полиамиды отличной заменой клеев, таких как эпоксидные или акриловые, которые обычно стоят дороже.

В каких отраслях обычно используются полиамиды?

Эти характеристики делают полиамидные клеи-расплавы особенно востребованными в различных отраслях промышленности. Несколько примеров:

• Деревообработка. Полиамиды могут заполнять сучки и склеивать древесину. Мебельное производство является родственным применением, в котором используются полиамидные клеи-расплавы. Как для любителей, так и для коммерческих столяров для этой цели могут использоваться полиамиды, такие как наш 7718 Knot Filling Glue 10 Stick Packs.
• Литье под низким давлением. Полиамиды могут инкапсулировать чувствительную электронику и защищать от кислорода, мусора и вибрации. Стики-расплавы Overtec 5 FR Molding Resin Hot Melt Sticks особенно хороши для литья под низким давлением.
• Автомобилестроение. Поскольку связки могут пройти температурные испытания, необходимые в промышленности, и они устойчивы к маслам и жирам, полиамиды часто используются в автомобильной промышленности.
• Электрика. Низкая воспламеняемость и высокая температура плавления полиамидных клеев-расплавов делают их популярными в электротехнике.

Во многих других отраслях промышленности общего назначения, где требуется, чтобы клеи работали в различных диапазонах температур и образовывали исключительно надежное механическое соединение, также используются полиамидные клеи-расплавы. Если вы не уверены, что именно вам нужно, если вы не уверены в том, что вам нужно, обратите внимание на полиамидный термоклей Ad Tech 700 Hot Melt.

Мы также продаем несколько типов полиамидных клеев-расплавов оптом, чтобы сэкономить ваши деньги.

Существуют ли недостатки использования полиамидных клеев-расплавов?

Использование полиамидных клеев-расплавов имеет некоторые недостатки; это важно учитывать при выборе правильного клея-расплава для вашего применения. Прежде всего, полиамид не должен контактировать с воздухом во время транспортировки или хранения, так как он может поглощать влагу из атмосферы. Избыток влаги может привести к пенообразованию клея, поскольку он испаряется в процессе плавления, что может привести к образованию пузырьков в клее; это может ослабить связь.

Вот сопутствующие проблемы, которые могут помешать полиамидам стать лучшим решением для ваших нужд.

1. Многие полиамиды трудно перерабатывать в наливных резервуарах. Большинство резервуаров не пропускают кислород или влагу, что может повлиять на эффективность клея.
2. Они имеют более короткий срок хранения, чем другие клеи-расплавы. Как правило, вы можете хранить их только в течение 1 года, прежде чем они потеряют свою эффективность. Другие термоклеи можно хранить неограниченное время.
3. Требуют бережного хранения. Контейнеры должны быть запечатаны фольгой для защиты от воздуха и влаги. Если у вас есть частично использованный контейнер, вы не можете просто небрежно накрыть его и использовать позже. Любую оставшуюся смолу следует хранить в герметичном контейнере в прохладном сухом месте и использовать как можно скорее.
№

В тех случаях, когда вы не будете беспокоиться об использовании резервуара или хранении клея, полиамидные клеи-расплавы могут идеально подойти для ваших нужд. Обратите внимание, что, хотя полиамиды дешевле, чем эпоксидные смолы и уретаны, которые могут образовывать прочные клеевые соединения, они будут стоить больше, чем традиционные клеевые стержни из ЭВА.

Если у вас есть вопросы о подходящем клее-расплаве для вашего применения или если вы хотите узнать больше о клеевых пистолетах, совместимых с полиамидными клеями-расплавами, свяжитесь с нашими экспертами.