Капролон обладает высокой прочностью и твердостью, а также хорошей устойчивостью к ударам и износу. Он не подвержен коррозии и хорошо переносит высокие температуры, что делает его идеальным материалом для производства деталей и запчастей для машин и оборудования.
Капролон также имеет хорошие диэлектрические свойства, что позволяет использовать его в электротехнике и электронике. Он не проводит электрический ток и может выдерживать высокие напряжения, что делает его идеальным материалом для изготовления различных видов изоляторов и компонентов электрооборудования.
Капролон также имеет высокую химическую стойкость и устойчивость к растворителям, кислотам и щелочам. Это позволяет использовать его в производстве химических реакторов, фильтров и насосов.
Капролон можно легко обрабатывать и формовать при помощи термической обработки. Он может быть легко сварен и склеен, что делает его идеальным материалом для создания многокомпонентных изделий.
Капролон широко используется в различных отраслях промышленности, включая автомобильную, электротехническую, медицинскую и химическую. Он также используется в производстве изделий для бытового использования, таких как кухонные принадлежности, игрушки и другие предметы.
В заключение, капролон – это универсальный материал, который обладает уникальными свойствами, делающими его идеальным для использования в различных областях промышленности и бытового использования. Его прочность, твердость, устойчивость к ударам и износу, химическая стойкость, диэлектрические свойства и возможность легкой обработки делают его ценным материалом для производства различных изделий.
Купить капролон в Самаре, Тольятти, Казани по оптовой цене.
Полиамид (PA) или нейлон (капролон): Полное руководство (PA6, PA66, PA11, PA12…)
Обладая высокой температурной и электрической стойкостью, полиамиды (нейлон) считаются пластмассами с высокими эксплуатационными характеристиками и широко используются, среди прочего, в автомобильной и транспортной отраслях, в потребительских товарах, а также в электротехнике и электронике. Узнайте больше об этом интересном классе пластмасс, а также об основных областях применения и преимуществах некоторых распространенных полиамидов: PA11, PA12, PA46, PA6, PA66 и PPA (полифталамиды). Узнайте больше об их ключевых свойствах, таких как механические, термические, электрические и т. д., условиях обработки этого полимера, и поймите, что делает полиамиды идеальным выбором для высокотехнологичных инженерных приложений.
Что такое полиамид (нейлон)?
Полиамиды или нейлон (капролон) являются основным классом высокоэффективных инженерных термопластов из-за их хорошего баланса свойств. Полиамиды содержат повторяющиеся амидные связи, т.е. –CO-NH–. Он образуется путем конденсации одинаковых звеньев, сополимеров с разными звеньями.
Нейлон был открыт Уоллесом Хьюмом Карозерсом, химиком, нанятым в 1928 году компанией DuPont de Nemours для проведения обширной исследовательской программы по разработке оригинальных полимерных материалов. В 1935 году он разработал формулу, известную как PA 66:
Полиамиды имеют высокую термостойкость и электростойкость. Из-за своей кристаллической структуры они также отлично сопротивляются химическому воздействию. Полиамидам свойственны высокие механические и барьерные свойства. Так же, эти материалы огнезащитны. Полиамиды стали первыми синтетическими материалами, которые начали продавать.
При армировании стекловолокном их жесткость можно сопоставить с металлами, поэтому полиамиды часто рассматриваются в проектах как замена металлическим элементам . Все полиамиды имеют свойство поглощать влагу из-за химической группы амида. Влага действует на полиамиды как пластификатор, снижая модуль упругости и повышая ударопрочность и гибкость . Поглощение влаги также оказывает огромное влияние на изменение размеров; это необходимо учитывать при проектировании деталей.
Полиамиды широко используются на таких рынках, как автомобилестроение и транспорт, электротехника и электроника, товары народного потребления и многие другие.
Полиамид 6 (капролон) можно купить в техномаркетах «БАЗА». В Казани, Самаре, Тольятти.
Различные типы полиамидов (капролонов)
Обычно полиамиды (или нейлон) получают поликонденсацией двухосновной кислоты с диамином или полимеризацией с раскрытием цикла лактамов с 6, 11 или 12 атомами углерода.
- Мономеры могут быть алифатическими, полуароматическими или ароматическими (арамиды) .
- Они могут быть аморфными, полукристаллическими и более или менее кристаллическими.
|
Полиамид |
Мономер(ы) |
|
Полиамид 6 |
капролактум |
|
Полиамид 12 |
лауролактам |
|
Полиамид 66 |
Гексаметилендиамин/адипиновая кислота |
|
Полиамид 69 |
Гексаметилендиамин/азелаиновая кислота |
|
Полиамид 6-10 |
Гексаметилендиамин/1,12-додекандиовая кислота |
|
Полиамид 6-12 |
Гексаметилендиамин/себациновая кислота |
|
Полиамид 46 |
1,4-диаминобутан/адипиновая кислота |
|
Полиамид 1212 |
1,12-додекандиамин/1,12-додекандиовая кислота |
Алифтаические полиамидные полимеры и их мономеры
Ароматические полиамиды (или арамиды) получают поликонденсацией терефталевой кислоты с диаминами. ПА 6-3-Т является одним из распространенных примеров ароматического полиамида, который по своей природе является аморфным прозрачным. Материалы можно обрабатывать при 280-300°C. Арамиды дороги , обладают лучшей размерной стабильностью, огнестойкостью и термостойкостью, более высокой прочностью по сравнению с алифатическими полиамидами.
Среди этого большого семейства полимеров несколько типов полиамидов особенно подходят для определенных применений. Лучший выбор зависит от набора необходимых характеристик, а также от экономических ограничений.
- Двумя наиболее широко используемыми PA на сегодняшний день являются PA66 и PA6 . Их часто экструдируют для производства волокон (текстильная промышленность) или пленок (упаковка) или отливают под давлением.
- Полиамиды с самыми высокими характеристиками — это PPA и PA46 , которые являются хорошими кандидатами для разработки заменителей металлов или очень специфических применений, подверженных экстремальным условиям.
- Также доступны ПА на биологической основе . Например, PA11 основан на химии касторового масла.
Ниже мы обсудим некоторые химические составы полиамидов.
Полиамид 6 (PA6) и полиамид 66 (PA66)
Полиамид 6 (PA6) также известен как нейлон 6 или поликапролактам . Это один из наиболее широко используемых полиамидов во всем мире. Его получают путем полимеризации капролактама с раскрытием цикла. Температура плавления полиамида 6 223°С.
В то время как полиамид 66 (PA66) или нейлон 66 является одним из самых популярных инженерных термопластов и в основном используется в качестве замены металла в различных приложениях. Нейлон 66 синтезируется путем поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты (два мономера, каждый из которых содержит 6 атомов углерода). Температура плавления полиамида 66 составляет 255°С.
Основные свойства PA6 и PA 66
PA6 и PA66, безусловно, являются наиболее используемыми полиамидами во всем мире. Как полиамид 6 (PA6), так и полиамид 66 (PA66) широко используются на многих различных рынках и в различных областях благодаря превосходному соотношению производительности и стоимости. Их основные свойства перечислены ниже.
- Высокая прочность и жесткость при высоких температурах
- Хорошая ударная вязкость даже при низкой температуре
- Очень хорошая текучесть для легкой обработки
- Хорошая стойкость к истиранию и износу
- Отличная устойчивость к топливу и маслу
- Хорошая устойчивость к усталости
- PA 6 имеет превосходный внешний вид и лучшую обрабатываемость, чем PA66 (благодаря очень низкой вязкости).
- Хорошие электроизоляционные свойства
- Высокое водопоглощение и содержание воды в равновесии ограничивают использование
- Низкая размерная стабильность
- Атакован сильными минеральными кислотами и поглощает полярные растворители.
- Необходима правильная сушка перед обработкой
Несмотря на то, что они обладают схожими свойствами, все же остаются небольшие различия. PA6 имеет немного более низкую термостойкость по сравнению с PA66, а также немного меньше расширяется.
При этом, по сравнению с PA6, PA66 имеет:
- Чуть меньшая влагопоглощающая способность
- Более высокий модуль
- Лучшая износостойкость
- Лучшая краткосрочная термостойкость
Условия литья под давлением и экструзии
Перед обработкой PA6 и PA66 настоятельно рекомендуется сушка. Влажность должна быть не более 0,2%. Максимально допустимая температура сушки находится в диапазоне примерно от 80 до 110°C. Полиамид 6 и полиамид 66 термически стабильны до 310°С. При температурах выше этого происходит разложение, при этом исходными продуктами являются, в основном, монооксид углерода и аммиак, а также капролактам. При переработке ПА6/полиамида 6 методами литья под давлением и экструзии рекомендуются следующие условия.
Литье под давлением
- Соотношение L/D 18:22
- Температура расплава должна быть в пределах 240-270°C (PA6) и 270-300°C (PA66).
- Температура формы должна быть в пределах 55-80°C.
Экструзия
- Экструзией можно обрабатывать только высоковязкие марки.
- Рекомендуется трехсекционный винт с соотношением L/D 20-30.
- Температура обработки во время экструзии должна находиться в пределах от 240 до 270°C (PA6) и от 270 до 290°C (PA 66).
Полиамид 11 (ПА11)
Полиамид 11 (PA11) или нейлон 11 — это редкий инженерный пластик на биологической основе, полученный из возобновляемых ресурсов (клещевины) и полученный путем полимеризации 11-аминоундекановой кислоты.
Rilsan® — один из первых полиамидов биоресурсов. Температура плавления полиамида 11 составляет 190°С.
Некоторые свойства PA11 аналогичны свойствам полиамида 12 (PA12), но при этом обладают превосходной термостойкостью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, низким водопоглощением и меньшим воздействием на окружающую среду. Он демонстрирует хорошую ударную вязкость и стабильность размеров.
|
Сильные стороны |
Ограничения |
|
|
Полиамид 12 (ПА12)
Полиамид 12 (PA12) или нейлон 12 представляет собой полукристаллический термопласт, который демонстрирует характеристики, аналогичные полиамиду 11. Он может быть получен как из нефти, так и из возобновляемых источников. Это дорогой полимер по сравнению с другими полиамидами.
Ключевые свойства PA12
- Обладает меньшей ударопрочностью, но показывает хорошую стойкость к истиранию и УФ-излучению.
- Он имеет более низкую водопоглощающую способность, чем PA 6, PA66 и все другие типы полиамидов.
- Марка PA12 демонстрирует хорошую размерную стабильность и приемлемые электрические свойства.
- PA12 идеально подходит для приложений, где безопасность, долговечность или надежность с течением времени имеют решающее значение.
- Также доступны прозрачные марки PA12, обеспечивающие высокую гибкость в плане дизайна и создания.
|
Сильные стороны |
Ограничения |
|
|
В отличие от традиционных полимеров на биологической основе , PA11 и PA12 из биологического сырья демонстрируют характеристики, показанные на изображении ниже.
- Даже если они не обладают превосходными характеристиками с точки зрения термостойкости (HDT, пиковая температура...), они демонстрируют выдающееся сохранение производительности с течением времени.
- Их замечательная долговечность позволяет использовать их в широком диапазоне условий (температура, давление, химическая...)
- PA11 и PA12 особенно подходят, когда требуется надежность во времени.
Условия обработки PA 11 и PA 12
Перед обработкой настоятельно рекомендуется просушка: 6-12 часов при 80-90°C. Целевое содержание влаги должно быть не более 0,1%.
Литье под давлением
- Для пластификатора рекомендуется трехзонный шнек с соотношением L/D от 18 до 22.
- Температура расплава: 180 - 230°C
- Температура формы: 30 - 100°C
- Снижение температуры формы очень часто облегчает извлечение из формы, но при этом происходит снижение кристалличности.
Экструзия
- Общая настройка температуры очень сильно зависит от обрабатываемых смол и типа экструдата, поэтому нельзя дать общую рекомендацию.
- Температура в первой зоне нагрева: ~ 200°C
- Рекомендуется обычный трехзонный шнек с отношением L/D не менее 24.
- Элементы перемешивания и сдвига могут быть полезны для повышения однородности расплава.
- В основном требуется охлаждение секции подачи
Полиамид 6-10 (ПА 6-10)
Полиамид 6-10 (ПА 6-10) — полукристаллический полиамид. PA 6-10 получают полимеризацией гексаметилендиамина с двухосновной кислотой, т.е. в данном случае себациновой кислотой. Температура плавления полиамида 6-10 223°С. Основные свойства Полиамида 6-10 перечислены ниже.
- Демонстрирует более низкое водопоглощение по сравнению с PA6 или PA66.
- Имеет более низкую температуру хрупкости, чем PA6 или PA 66.
- Обладает хорошей стойкостью к истиранию и химической стойкостью
- Обладает меньшей прочностью и жесткостью в отличие от ПА 66.
- Перед обработкой ПА 6-10 настоятельно рекомендуется сушка.
- PA 6-10 намного прочнее, чем PA 11, PA 12 или PA 6-12.
- Низкий коэффициент трения
- Хорошие электроизоляционные свойства
- Высокая устойчивость к высокоэнергетическому излучению (гамма и рентгеновское излучение)
Некоторые ограничения PA 6-10 включают: высокую усадку при прессовании, высокую стоимость по сравнению с другими полиамидами с низким водопоглощением, он подвергается воздействию сильных минеральных кислот и поглощает полярные растворители.
Благодаря хорошим изоляционным свойствам, термостойкости и огнестойкости Полиамид 6-10 используется для изготовления изоляторов для электротехнического рынка .
Полиамид 46 (ПА46)
Полиамид 46 (PA46) или нейлон 46 производится путем поликонденсации адипиновой кислоты и 1,4-диаминобутана. Диаминобутан синтезируют из акрилонитрила и HCN. Температура плавления полиамида 46 составляет 295°С.
Полиамид 46 (PA46) — это высокотемпературный полиамид , обеспечивающий непревзойденные характеристики в широком диапазоне применений.
- Автомобильная промышленность — используется для производства нескольких автомобильных/транспортных деталей, таких как натяжители цепи, крышки двигателя, детали масляного фильтра, основания сигнальных ламп, упорные шайбы, вилки переключения передач, шестерни спидометра, распределители топлива и т. д.
- E&E, - Применяется для изготовления устройств поверхностного монтажа, разъемов, торцевых пластин в электродвигателях, щеткодержателей в электродвигателях и т.д. для рынка электроники.
- Промышленные товары, товары народного потребления, средства контроля безопасности в бытовых приборах, таких как чайники и духовки.
- И многое другое
PA46 – это полиамид, обладающий самой высокой термостойкостью . Его HDT при 1,8 МПа составляет 160°C и 285°C при наполнении стекловолокном на 30%. Механическая стойкость PA 46 выше, чем у PA66. Его сопротивление усталости в 50 раз выше, чем у PA66.
- PA46 часто используется для замены металла в тяжелых условиях эксплуатации при высоких температурах.
- Благодаря отличной стойкости к истиранию и износу PA46 используется в зубчатых передачах, где сочетает в себе механические и постоянные характеристики при высоких температурах, отличные трибологические свойства и высокую усталостную прочность.
- PA46 может быть металлизирован. Деталь из PA46 также можно окрасить, однако стойкость цвета будет зависеть от поведения пигментов при высокой температуре.
- Благодаря своей высокой текучести ПА46 является хорошим решением для сложных форм и деталей с тонкими стенками.
|
Сильные стороны |
Ограничения |
|
|
Условия обработки полиамида 46
Полиамиды гигроскопичны по своей природе и, следовательно, имеют тенденцию поглощать влагу, когда их оставляют открытыми. Поэтому настоятельно рекомендуется перед обработкой просушить Полиамид 46 в течение 2-8 часов при температуре 80°C. Это гарантирует, что гидролитическая деструкция не произойдет. Целевое содержание влаги должно быть не более 0,1%. Для критических применений рекомендуемое содержание влаги составляет 0,05% или меньше. В этом случае рекомендуется предварительно сушить окатыши в течение 24-100 ч при температуре 80-105°С.
- Полиамид 46/ПА46/нейлон 46 можно перерабатывать на стандартных машинах для литья под давлением с возвратно-поступательным движением шнеков.
- Отношение L/D не менее 20 рекомендуется.
- Температура расплава должна находиться в пределах 300-330°C.
- Температура формы должна быть в пределах 60-120°C.
- Полиамид 46 не прилипает к поверхности формы и обладает хорошими эжекторными свойствами.
Полифталамид (ПФА)
Полифталамиды образуются в результате реакции ароматических кислот с алифатическими диаминами и производятся с использованием комбинации терефталевой кислоты и изофталевой кислоты.
Полифталамид, также известный как ПФА, представляет собой полуароматический полиамид с высокой термостойкостью .
Обладая низким влагопоглощением, PPA демонстрирует превосходные эксплуатационные характеристики в широком диапазоне условий, таких как агрессивная химическая среда и экстремальные температурные условия. Они также демонстрируют превосходную жесткость и сопротивление ползучести .
Благодаря своей ароматической структуре полифталамиды (ПФА) обладают превосходными характеристиками по сравнению с другими полиамидами. Некоторые из их свойств перечислены ниже.
- Улучшенная стабильность размеров
- Улучшенная стойкость к растворителям и гидролизу
- Лучшее сохранение механических свойств при высоких температурах
Полифталамиды прочнее, менее чувствительны к влаге и обладают лучшими термическими свойствами по сравнению с алифатическими полиамидами, такими как PA66. Однако они менее пластичны по сравнению с ними, хотя доступны ударопрочные марки.
Полифталамидная смола имеет превосходное соотношение жесткости к стоимости и высокое отношение прочности к весу, оба из которых превосходят ПБТ, ПФС, ПЭИ, ПЭТ и ПА 66. И ее тепловые характеристики превосходят только полиэфирэфиркетон ( PEEK) и некоторые жидкокристаллические полимеры.
|
Сильные стороны |
Ограничения |
|
|
Условия обработки литьем под давлением полифталамида
- Рекомендуется сушка: 2 часа при 120°C или не менее 8 часов при 80°C.
- Выдерживание расплава при температуре выше 350°C может привести к деградации полимера, и этого следует избегать.
- Рекомендуемая температура плавления 320-345°C.
- Рекомендуемая температура пресс-формы 80-140°C.
- На этапе пластификации следует использовать шнек с отношением L/D 18-22.
Нейлон против полиэстера: основные отличия
И нейлон, и полиэстер являются термопластичными материалами, но полиэфирные соединения также могут быть термореактивными. Они оба в основном синтетические по своей природе. Их основные отличия перечислены в таблице ниже.
|
Нейлон |
Полиэстер |
|
|
Тип |
Термопластичные полимеры, широко известные как полиамиды. |
Термопласт или термореактивный |
|
История |
Первый нейлон был произведен Уоллесом Карозерсом в 1935 году. |
Первое полиэфирное волокно под названием терилен создано в 1941 году. |
|
Производство |
Нейлон образуется путем конденсации сополимеров. Для процесса используют равные части дикарбоновой кислоты и диамина. На концах мономеров имеются пептидные связи. |
Синтетические полиэфиры состоят из диметилового эфира диметилтерефталата (DMT) или очищенной терефталевой кислоты (PTA). |
|
Использование |
Используется в одежде, напольных покрытиях, литых деталях автомобилей, электрооборудовании и т. д., упаковочных пленках. |
Используется для производства различных продуктов, включая текстиль, ремни, мебель, изоляцию, набивку, брезент и глянцевую отделку для твердых пород дерева. |
|
Трогать |
Шелковистое, гладкое прикосновение |
Чувство волокна |
|
Долговечность |
Исключительно прочный, устойчивый к истиранию, устойчивый к повреждениям от масла и многих химикатов |
Прочный, устойчивый к растяжению и усадке, устойчивый к большинству химикатов, хрустящий и эластичный, влажный или сухой, устойчивый к истиранию |
|
Растяжимость |
Низкая влагопоглощающая способность позволяет ткани растягиваться. |
Не впитывает воду, быстрее сохнет, не мнется. |
Как обрабатывать полиамид?
Полиамиды можно перерабатывать всеми распространенными методами обработки расплава . Хотя полиамиды с низкой вязкостью расплава требуют особого внимания. Ввиду их полукристаллической природы процесс обработки должен контролироваться для оптимизации физических свойств конечного компонента.
Благодаря своей кристаллической структуре полиамиды легко инъецируются, демонстрируя высокую текучесть. Это особенно важно при литье под давлением тонкостенных деталей.
Из-за своей чувствительности к влаге полиамиды требуют эффективного процесса сушки. Недостаточное высыхание приведет к образованию выпуклостей и неэстетичных следов на поверхности деталей, а также к снижению механических свойств из-за деградации материала (тепло и вода приводят к окислению).
Литье под давлением
Все полиамидные материалы могут быть переработаны методом литья под давлением .
- Если содержание влаги >0,2%, рекомендуется сушка в сушильном шкафу с горячим воздухом при температуре 80°C (176°F) в течение 16 часов. Если материал находился на воздухе более 8 часов, рекомендуется вакуумная сушка при 105°C (221°F) в течение более 8 часов.
- Температура пресс-формы: 60-80°C
- Температура расплава: 230-280°С; 250 - 300°C для армированных марок
- Давление впрыска материала: 75–125 МПа (зависит от материала и конструкции изделия)
Экструзия
- Максимально допустимое содержание влаги 0,1%
- Температура расплава: 230-290°C
- Степень сжатия: <4,0
- Отношение L/D: 25-30 (барьерный шнек или полиолефиновый шнек с одинаковой подачей, переходной и дозирующей секциями)
3D-печать
Полиамиды также широко используются для изготовления 3D-деталей, напечатанных методом селективного лазерного спекания (SLS). Техника 3D-печати, используемая для изготовления пластиковых прототипов, предлагает ряд преимуществ, таких как изготовление сложных деталей, индивидуальный дизайн, экономичность при мелкосерийном производстве.
Переработка полиамида и токсичность
Полиамид 6 в основном используется в коврах, и процесс его переработки был первоначально разработан компанией DuPont в 1944 году, хотя переработка грязного ковра все еще остается проблемой.
Метод деполимеризации включает расщепление длинных полимерных цепей на мономеры, которые затем можно повторно полимеризовать, что, возможно, превращает отходы в продукты, имеющие качество, эквивалентное качеству «первичного» полимера.
Полиамид 6 может быть деполимеризован до его мономера – капролактама путем ацидолиза, гидролиза, аминолиза или катализируемой деполимеризации в вакууме. К компаниям, перерабатывающим полиамид 6 и 6.6 путем деполимеризации, относятся: DuPont, AlliedSignal, BASF и Novalis Fibers.
Другой метод переработки включает извлечение полимерных компонентов без достижения уровня мономера. Включает несколько этапов экстракции и разделения, механическую переработку и термическую переработку или генератор энергии.
