معرفی پلی آمید و کاربرد‌های آن

پلی‌آمیدها گروه بزرگی از پلیمرهای طبیعی و مصنوعی را تشکیل می‌دهند که گروه عاملی آمیدی -NH-CO- در واحد ساختاری آن‌ها تکرار می‌شود. گروه‌های آمیدی به‌شدت به یکدیگر می‌چسبند و استحکام زیاد را تضمین می‌کنند. گروه‌های آمیدی که در اثر کشش به شکل تقریباً خطی درآمده‌اند، پیوندهای هیدروژنی قوی با یکدیگر برقرار می‌کنند که استحکام زیادی دارند. پلی‌آمیدها با توجه به مونومرهای سازنده آن‌ها به دو گروه دسته‌بندی می‌شوند. پلی‌آمیدهای نوع AABB (A نشان‌دهنده گروه آمینی و B نشان‌دهنده گروه اسیدی) نامیده می‌شوند. پلی‌آمیدها به روش پلیمرشدن افزایشی نیز تهیه می‌شوند، این روش برای تهیه برخی پلی‌آمیدهای نوع AB به کار می‌رود که مونومرهای آن‌ها لاکتام حلقوی مانند -کاپرولاکتام یا پیرولیدینون است. پلی‌آمیدهای آروماتیک به پلیمرهایی اطلاق می‌شود که در آن‌ها یک پیوند آمیدی بین دو حلقه آروماتیک قرار می‌گیرد. این پلیمرها از واکنش دی‌آمین‌های آروماتیک با دی‌اسیدهای آروماتیک در حلالی آمیدی تهیه می‌شوند. از این پلیمرها، الیافی با مقاومت گرمایی خوب و استحکام کششی و مدول زیاد تهیه می‌شوند. به دلیل خواص فیزیکی غیرعادی پلی‌آمیدهای آروماتیک، نام عمومی آرامید بر آن‌ها اطلاق شد. آرامید الیاف سنتزی تهیه‌شده از پلی‌آمید با زنجیره طولانی است که در آن حداقل 85% پیوندهای آمیدی (CONH) به‌طور مستقیم به دو حلقه آروماتیک متصل هستند.

شناسایی پلی‌آمیدها

پلی‌آمیدها را می‌توان از واکنش رنگی با پارادی‌متیل‌آمینوبنزآلدهید شناسایی کرد. در بعضی موارد با اندازه‌گیری دمای ذوب تشخیص انواع پلی‌آمیدها امکان‌پذیر است. دمای ذوب برخی از پلی‌آمیدهای متداول در جدول زیر آمده است. همچنین پلی‌آمیدها را به‌آسانی می‌توان از اسیدهای تشکیل‌شده از آبکافت اسیدی آن‌ها شناسایی کرد. مهم‌ترین روش شناسایی پلی‌آمیدها بررسی پیک‌های انجام‌شده درنتیجه گروه‌های آمیدی در طیف IR این ترکیبات است. پیک‌های جذب در نواحی  3300 به پیوند کششی امین‌های نوع دوم،  1650-1634 به ارتعاش کششی گروه کربونیل و  1550-1541 به ارتعاش خمشی N-H نسبت داده می‌شود. شایان‌ذکر است این پیوندها به‌تنهایی برای تشخیص پلی‌آمیدها از سایر گروه‌های آمیدهای نوع دوم مثل پروتئین‌ها، اوره‌ها و رزین‌های فرمالدهید کافی نیست.
نایلون‌ها مجموعه‌ای از پلاستیک‌های عضو این گروه از پلیمرها هستند و یکی از مهم‌ترین مواد پلیمری ازنظر تعداد، تنوع، حجم مصرف می‌باشند. نایلون‌ها از روش پلیمریزاسیون تراکمی اسیدهای آلی دوعاملی با آمین‌های دوعاملی و یا از ترکیب آمینواسیدها پلیمریزه می‌شوند.

 

مزایای نایلون

چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه عالی مقاومت سایشی عالی، ضریب اصطکاک پایین، خواص استحکام کششی بالا، مقاومت خزشی در حد مطلوب و حفظ خواص مکانیکی و الکتریکی در گسترده وسیعی از دما، مقاومت عالی در برابر روغن‌ها، گریس‌ها، حلال‌ها و بازها، از طریق همه روش‌های ویژه ترموپلاستیک‌ها می‌توان این دسته از پلیمرها را فرآیند نمود.
تعدادی از نایلون‌های پرمصرف صنعتی نایلون 66، نایلون 6، نایلون 11، نایلون 12می‌باشند. در این نام‌گذاری اولین شماره مربوط به تعداد اتم‌های کربن در دی‌آمین و دومین شماره مربوط به تعداد اتم‌های کربن در دی‌اسید را نشان می‌دهد.‌

 

نایلون های بهبودیافته

به نایلون‌هایی بهبودیافته می‌گویند که با اضافه کردن یک افزودنی به آمیزه پلاستیک مانند پایدارکننده‌ها، تأخیرانداز‌های شعله، مواد رنگی، پرکننده‌ها و تقویت‌کننده‌ها، شفاف‌کننده‌ها، نرم‌کننده‌ها، روان‌ساز‌ها، تغییر چشم‌گیری در یک یا چند خاصیت مکانیکی و یا ویژگی‌های حرارتی آن به وجود آید. با افزودن الیاف کوتاه شیشه به نایلون و افزایش زیاد مقاومت در برابر ضربه آن‌ها، این پلاستیک را در گروه نایلون‌های بهبودیافته جای‌داده است. این دسته از مواد تقویت‌شده در بسیاری از خواص مکانیکی خصوصاً در برابر خزش بهبود خواص پیدا می‌کنند. نایلون‌های تقویت‌شده، هنگامی‌که در معرض ضربه یا تنش کششی قرار می‌گیرند؛ به شیوه چقرمه به مرحله شکست خود می‌رسند. درحالی‌که نایلون‌های تقویت‌شده با الیاف شیشه، به شیوه شکننده و ترد به مرحله شکست خود دست پیدا می‌کنند.

کاربردهای نوعی نایلون

حمل‌ونقل:

این بخش به‌تنهایی، بزرگ‌ترین بازار نایلون‌ها را نشان می‌دهد. کاربردهای مواد تقویت‌شده عبارت‌اند از رابط‌ها یا اتصال کننده‌های الکتریکی، پوشش‌های سیم و چرخ‌دنده‌های سبک، برای برف‌پاک‌کن‌های شیشه جلوی اتومبیل و سرعت سنج‌ها. نایلون‌های چقرمه محافظ ضد سنگ‌ریزه (که از برخورد سنگ‌های ریز در حین حرکت اتومبیل به شیشه جلوی خودرو جلوگیری می‌کند) (Stone Guards) و تزئینات داخلی اتومبیل (Trim Clips) به‌کاررفته‌اند. نایلون‌های تقویت‌شده با شیشه در پرده‌های فن موتور، سرپوش‌های رادیاتور (Radiator Heads)، مخازن روغن فرمان و ترمز در سوپاپ، حس‌گرها و تزریق کننده‌های سوخت مورداستفاده قرارگرفته‌اند. از رزین‌های تقویت‌شده با مواد معدنی، در ابزارآلات آیینه و قالپاق‌های رینگ تایر (Tire hub Covers) استفاده‌شده است. ترکیبی از شیشه و مواد معدنی در قطعات بیرونی همانند گلگیرهای یا سپرهای ضربه‌گیر اضافی (Fender Extensions) به کار گرفته‌شده است.

کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی:

نایلون‌های به تأخیر انداز شعله، ازجمله نایلون‌هایی که در توافق با شرایط UL-94V0 عمل می‌کنند، نقش اصلی را در بازارهای کالاهای الکتریکی (دوشاخه، بست‌ها یا رابط‌ها، بوبین‌ها، وسایل سیم‌کشی، بلوک‌های ترمینال، ابزارهای نصب آنتن) ایفا می‌کنند.

لوازم‌خانگی:

نایلون‌ها، نه‌فقط برای اجزای تشکیل‌دهنده کالاهای الکتریکی، بلکه برای قطعات مکانیکی، ابزارآلات و کاربردهای دیگر در ابزارهای برقی، ماشین‌های لباس‌شویی و لوازم‌خانگی کوچک گوناگون نیز از آن‌ها استفاده می‌شود.

کاربردهای ویژه در مخابرات:

دستگاه‌های تقویت نیروی برق یا رادیو یا تلگراف، ایستگاه‌های تقویت، اتصالات و رابط‌ها یا متصل‌کننده‌ها.

کاربردهای صنعتی:

شامل دستگیره‌های چکش یا پتک، قطعات ماشین چمن‌زنی، چرخ‌دنده‌های گریس‌کاری نشده، یاتاقان‌ها، قطعات ضد اصطکاک و دامنه گوناگونی از کاربردهایی که به گیره‌های فنری یا قزن‌های قفل‌های دارای نر-مادگی یا سوار کردن بار روی فنر نیاز دارند، می‌باشند.

تجهیزات مربوط به فرآیند نمودن مواد غذایی و منسوجات:

شامل پمپ‌ها، شیرها، وسایل اندازه‌گیری، وسایل کشاورزی و چاپ، ماشین‌های اداری و فروش.

محصولات مصرفی:

کاربردهای نایلون سخت و چقرمه‌شده عبارت‌اند از چکمه‌های اسکی، پایه‌های اسکیت غلتک‌دار و اسکیت روی یخ، تجهیزات مربوط به راکت‌های ورزشی، چرخ‌های دوچرخه، لوازم آشپزخانه، اسباب‌بازی‌ها و تجهیزات عکاسی.

فیلم‌های نایلونی:

از این فیلم‌ها، در حد گسترده‌ای برای بسته‌بندی انواع گوشت‌ها و پنیرها و نیز در کیسه‌های نچسب ویژه پخت و سرخ کردن مواد غذایی و همچنین کیسه‌های کوچک با کاربردهای مشابه در صنایع غذایی، فیلم‌های نایلونی. هم‌چنین به‌عنوان یک پوشش  احاطه‌کننده برای ساخت بال‌های کوچک هواپیما از جنس پلیمرهای گرماسخت می‌باشند، مورداستفاده قرار می‌گیرند.

پوشش سیم و کابل:

از نایلون‌ها، غالباً به‌عنوان یک‌لایه محافظ بر روی لایه عایق اولیه استفاده می‌شود.

استفاده از نایلون در مصالح لوله‌سازی و لوله‌کشی و لوله‌گذاری:

از آن‌ها برای انتقال سیالات ویژه ترمز، سیالات ویژه یخچال‌ها، یا به‌عنوان آستر داخلی برای کابل‌های انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود.

اکستروژن:

ورقه‌ها، میله‌ها، و شکل‌های دسته مانند در ماشین‌کاری.

کاربرد در مواد مقاوم گرمایی

این کاربرد شامل کیسه‌های صافی برای گازهای داغ خروجی از دودکش، پارچه‌های زیر پرس در پرس‌های صنعتی، مثل کاربرد در پرس دائم مرحله بافت نهایی کتان و لباس‌های پلی‌استرکتان، پوشش تخته اتو و نخ‌های خیاطی برای خیاطی بسیار سریع، عایق کردن کاغذ برای موتورهای الکتریکی و مبدل‌ها، لوله‌های ساخته‌شده برای عایق‌کاری سیم‌ها، تسمه‌های خشک‌کن برای کاغذسازی است. به‌عنوان حس‌گر در مخازن سوخت نیز استفاده می‌شوند.

کاربرد در مواد مقاوم در برابر شعله

این کاربرد شامل لباس‌های محافظ صنعتی مثل لباس جوش‌کاران و سایر لباس‌های محافظ، لباس آتش‌نشان، لباس‌های پرواز برای خلبانان نظامی و کیسه‌های پست، قالی‌ها، پرده و مبل و پارچه پوشش‌های باربری، پوشش قایق‌ها و چادرهاست.

کاربرد در موارد پایداری ابعادی

لوله‌های آتش‌نشانی، تسمه‌های Vشکل، تسمه‌های انتقال نیرو که به‌وسیله الیاف آرامید با مدول زیاد مانند نامکس تهیه می‌شوند، نمونه‌هایی از این کاربرد هستند.

کاربرد در موارد استحکام بسیار زیاد و مدول زیاد

این مواد در تسمه‌های V شکل کابل‌ها، چترهای پرواز، جلیقه‌های ضدگلوله، پلاستیک‌های تقویت‌شده صلب، اجزای آنتن، برد مدارهای الکتریکی، وسایل ورزشی، ریسمان‌های طناب کشتی، کابل‌های تلفن و خطوط نیرو و کابل‌های لیف نوری به کار می‌روند. کاربرد دیگر آن‌ها به‌عنوان جانشینی برای پنبه نسوز است.

کاربرد در موارد خواص ویژه

این کاربرد شامل ساخت غشاهای جداسازی تراوایی الیاف توخالی است که برای خالص‌سازی آب دریا و آب‌شور استفاده می‌شود.

کاربرد در صنایع اتومبیل‌سازی

به‌منظور کاهش وزن اتومبیل استفاده از پلاستیک‌ها در صنایع اتومبیل‌سازی در حال گسترش است. پلی‌آمید6 و پلی‌آمید 66 در صنعت اتومبیل‌سازی مصرف دارند. این صنعت 25% مصرف جهانی پلی‌آمیدها را به خود اختصاص داده است.