پلیآمیدها
معرفی محصول
به پلیمرهایی با وزن مولکولی زیاد اطلاق میشود که در زنجیر اصلی آنها گروه آمیدی وجود دارد و این گروه به عنوان جزء اصلی زنجیر پلیمر به شمار میآید. گروه آمیدی به شدت به یکدیگر میچسبد و استحکام زیاد را تضمین میکنند. گروههای آمیدی که در اثر کشش به شکل تقریباً خطی درآمدهاند، پیوند هیدروژنی قوی با یکدیگر برقرار میکنند که استحکام زیادی دارند.
پلیآمیدها با توجه به مونومرهای سازنده آنها به دو گروه دستهبندی میشوند. 1) پلیآمیدهایی که از واکنش آمینواسیدها (AB) به روش پلیمر شدن افزایشی تهیه میشوند، این روش برای تهیه برخی پلیآمیدهای نوع AB به کار میرود که مونومرهای آنها لاکتام حلقوی مانند –کاپرولاکتام یا پیرولیدینون است. 2) پلیآمیدهایی که از تراکم دیآمین و دیاسیدهای دو عاملی به وجود میآیند، پلیآمیدهای نوع AABB (A نشاندهنده گروه آمینی و B نشاندهنده گروه اسیدی) نامیده میشوند.
پلیآمیدهای آلیفاتیک از شماره که نشاندهنده تعداد کربن در مونومرهای تشکیلدهنده آنهاست، نامگذاری میشوند. برای پلیآمیدهایی از نوع AABB از دو شماره استفاده میشود که اولی تعداد اتمهای کربن دیآمین و دومی تعداد اتمهای کربن دیاسید را نشان میدهد. پلیآمید مشتق شده از –آمینوکاپروئیکاسید (6-آمینوهگزانوئیکاسید) یا لاکتام مربوط به عنوان پلیآمید 6 شناخته میشود. اجزای دارای حلقههای بنزنی با حرف مشخص میشوند. مثلاً ترفتالیک و ایزوفتالیک اسید با T و I مشخص میشوند. برخی از نویسندگان از TA و IA نیز استفاده میکنند.
پلیآمیدهای خطی محصولات تراکمی مونومرهای دوعاملی هستند. بخش هیدروکربنی بین گروههای آمیدی ممکن است، دربرگیرنده هیدروکربنهای تراکمی شاخهدار یا خطی، حلقههای آروماتیک یا حلقوی آلیفاتیک باشد که میتوانند شامل ناجوراتمهایی نظیر اکسیژن، گوگرد و نیتروژن نیز باشند. بخش هیدروکربنی مورد استفاده در زنجیر، روی انعطافپذیری زنجیر و نظم ساختاری آن اثر میگذارد که برای تشکیل فاز بلوری عامل مهمی به شمار میرود.
پلیآمیدهای آروماتیک به پلیمرهایی 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 حلال 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، در سال 1974 نام عمومی آرامید برای آنها برگزیده شد. بر طبق تعریف، آرامید الیاف سنتزی تهیه شده از پلیآمید با زنجیر طولانی است که در آن حداقل 85% پیوندهای آمیدی (CONH)، به طور مستقیم به دو حلقه آروماتیک متصل هستند.
در آرامیدهای تجاری 100% پیوندهای آمیدی به حلقههای آروماتیک متصلاند. با به وجود آمدن واژه جدید آرامید، به الیاف سنتزی تهیه شده از پلیآمید با زنجیر طولانی که در آن کمتر از 85% پیوندهای آمیدی به طور مستقیم به حلقه آروماتیک متصل هستند، نایلون گفته شد.
مزایای پلیآمید
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.
پلیآمید 6
از پلیمریزاسیون (w-aminocaproic lactam) که با نام کاپرولاکتام شهرت بیشتری دارد، حاصل میشود. به همین دلیل با این پلاستیک پلیکاپرولاکتام نیز میگویند. نام شیمیایی دیگر این ترکیب (2-oxohexamethyleneimine) است. از باز شدن حلقه کاپرولاکتام و تشکیل مولکولی با دو سر بسیار فعال و به هم پیوستن این واحدهای ساختمانی با روش بین تراکمی و افزایشی، پلیمرازسیون پلیآمید 6 انجام میشود و در نهایت واکنش پلیآمیدی آلیفاتیک به دست میآید.
خواص حرارتی پلیآمید 6
خواص پلیآمید 6 خیلی شبیه پلیآمید 66 است، ولی تفاوتهایی نیز از نظر خواص حرارتی و مکانیکی بین آنها دیده میشود، به این صورت که پلیآمید 66 از لحاظ خواص کششی، سختی، ویژگیهای حرارتی و چگالی نسبت به پلیآمید 6 برتری دارد، لاکن از نظر چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه پلیآمید 66 بالاتر است. پلیآمید 6 به علت ماهیت نیمهبلوری خود، دارای جمعشدگی پس از قالبگیری بالایی است. محدوده ذوب پلیآمید 6 در گستره حرارتی 222 درجه سانتیگراد قرار دارد و درجه حرارت انتقال شیشهای آن 53 درجه سانتیگراد و دمای مجاز عملکرد آن در دراز مدت 90 درجه سانتیگراد میباشد.
جرم مولکولی و درجه بالاتر بلورینگی پلیآمید 6 که در روش ریختهگری مورد استفاده قرار میگیرد باعث میشود که در مقایسه با روشهای قالبگیری دیگر، خواص مکانیکی، حرارتی آن بهبود پیدا کند و جذب رطوبت آن نیز کاهش یابد و ویژگیهای مثبت خود را در مقابل تغییر رطوبت بهتر حفظ میکند.
در جدول زیر مهمترین ویژگیهای حرارتی پلیآمید 6 نشان داده شده است.
Polyamide 6 | Units | Properties |
221 | Melting Range | |
53 | Glass Transition Temperature | |
1.383 | J/(gr.K) | Heat Capacity (at 0 ) |
188 | J/gr | Heat of Fusion |
80 | HDT (1.8 MPa) | |
170 109/90 |
Max. allowable service temperature in air
– for short time – continuously for 5000/20000 hrs. |
|
-30 | Min. allowable service temperature | |
HB | UL94 | Flammability (3.6 mm thickness) |
25 | % | Limited Oxygen Index |
1.15 | gr/cm3 | Density |
0.29 | w/( ) | Thermal Conductivity (at 25 ) |
خواص مکانیکی پلیآمید 6
پلیآمید 6 مجموعهای است از استحکام و سفتی بالا، سختی زیاد، پایداری خوب در برابر خزش، مقاوم در برابر سایش که از قابلیت خوب مقاومت در مقابل فرسودگی حرارتی و خاصیت ماشینکاری برخوردار میباشد. کاهش تعداد گروههای عاملی متیلن CH2 در مقابل یک گروه عاملی آمیدی در واحد ساختاری تشکیلدهنده زنجیر پلیآمید 6، باعث میشود این پلاستیک از گستره ذوب بالاتر 220، جذب رطوبت بیشتر و از خواص مکانیکی بالاتری در مقایسه با پلیآمید 11 و 12 بهرهمند باشد. الیاف پلیآمید 6 دارای استحکام کششی و چقرمگی بالا، الاستیسیته زیاد و دارای جلای سطحی (Luster) هستند، این الیاف در برابر تاه و چروک شدن و سایش بسیار مقاوم هستند. جذب رطوبت پلیآمیدها خصوصاً پلیآمید 6 و 66 موجب کاهش شدید مدول آنها میشود زیراا حضور آب بین زنجیرهای پلیآمیدی که قابلیت جذب رطوبت بالا دارند، حالت نرمکننده را برای آنها به وجود میآورد. الیاف پلیآمید 6 در روبت نسبی 50% تا 7/2% جذب رطوبت میکنند که این مقدار آب روی خواص مکانیکی آن تأثیر کاهنده مطلوبی دارد. میزان جذب رطوبت الیاف پلیآمید 6 در رطوبت نسبی اشباع یا 100% برابر با (5/9-11)% است. افزایش جذب رطوبت باعث کاهش شدید خواص مکانیکی قطعه ساخته شده از پلیآمید 6 میشود. با بالا رفتن درجه حرارت مدول الاستیک قطعات ساخته شده پلیآمید 6 کاهش شدید پیدا میکنند.
در جدول زیر تعدادی از مهمترین ویژگیهای مکانیکی و الکتریکی پلیآمید 6 ارائه شده است.
Polyamide 6 | Units | Properties |
85 55 |
MPa | Tensile strength at yield
Dry 50% RH |
7 16 |
% | Tensile strain at yield
Dry 50% RH |
25 55-260 |
% | Tensile strain at break
Dry 50% RH |
3.50 1.70 |
GPa | Tensile Modulus
Dry 50% RH |
26/51/92 | MPa | Compressive stress at (1, 2 & 5)% nominal strain, dry |
22 10 |
MPa | Creep in tension
Stress to produce 1% strain in 1000 hrs., dry Stress to produce 1% strain in 1000 hrs., 50% RH |
3.5
No break |
kJ/m2 | Charpy impact strength, notched, dry
Charpy impact strength, unnotched, dry |
53.5
No break |
J/m | Izod impact strength, notched, dry
Izod impact strength, unnotched, 50% RH |
119 | Scale R | Rockwell hardness, dry |
87 | Scale M | Rockwell hardness, dry |
3.8 | — | Dielectric constant, (at 60 Hz) |
16.5 | MV/m | Dielectric strength, (at 60 Hz) |
انواع گونههای پلیآمید 6
پلیآمید 6 همانند پلیآمید 66 دربردارنده مجموعهای از خواص عالی است به همین خاطر توانایی دارد در مصارف گسترده و فرآیندهای متنوع، مورد استفاده قرار گیرد.
در اولین و مهمترین طبقهبندی، انواع پلیآمیدهای 6 به شش گروه هموپلیمر، کوپلیمر، آلیاژ، بهبود یافته پر شده و تقویت شده تقسیم میشوند. گونههایی از پلیآمید 6 هموپلیمر و جود دارد که در اثر آمیخته شدن با فلوئوروپلاستیکها به نسبت وزنی 15%، 20%، 30% حالت روانشدگی و کاهش اصطکاک برای محصول نهایی ساخته شده از این آمیختهها را پدید میآورد.
هموپلیمرها: گونههایی از هموپلیمر پلیآمید 6 وجود دارد که با داشتن گرانروی پایین و سرعت جریان مذاب بالا، برای فرآیند تزریقی ساخته شدهاند. گونههایی دیگری از هموپلیمر پلیآمید 6 ساخته شدهاند که با برخورداری از گرانروی بالا، برای فرآیند اکستروژن مناسب هستند.
تقویتشده: گونههای متعددی از پلیآمید 6 تقویتشده با الیاف شیشه (با طولهای بلند و کوتاه) به نسبتهای وزنی 10%، 15%، 20%، 30%، 40% و 50% ساخته میشوند و قطعات کامپوزیتی محکمی ز آن ها به دست میآید، در حالی که دارای ماتریس پلاستیکی گرمانرم هستند.
بهبودیافته: با کمک مواد افزودنی و با هدف بهبود خواص و افزایش کارایی پلیآمید 6 گونه های مختلفی از این پلاستیک به بازار عرضه شده است، مانند گونه مقاوم شده در برابر اشعه فرابنفش، نرمکننده، پایدارکننده حرارتی، افزاینده درجه بلوری و دارای عامل هستهساز (شفافکننده)، شایان ذکر است که عامل هستهساز علاوه بر کدری و شفاف نمودن محصول موجب افزایش سرعت قالبگیر و به تبع ازدیاد راندمان تولید نیز میشود. گونههای متعددی از پلیآمید 6 ساخته شدهاند که افزودنی دیسولفیدمولیبدن به آمیزه آنها اضافه شده است و میتوانند در مقابل سایش به طور عالی از خود مقاومت نشان دهند.
پرشده: انواع دیگری از پلیآمید 6 وجود دارند که پرکنندههای معدنی پودری مانند گچ یا آهک با نسبتهای وزنی 20% و 30% به آمیزه آنها افزوده شده است.
کوپلیمرهای پلیآمید 6: کوپلیمرها و ترپلیمرهای متعددی از پلیآمید 6 ساخته شدهاند که برخی از آنها سالهاست به صورت تجاری عرضه میشوند مهمترین کوپلیمرهای پلیآمید 6 از نظر تجاری پلیآمید 6/610 و پلیآمید 6/66 هستند مانند کوپلیآمید6/66 ساخت شرکت BASF آلمان که دو کومونومر آن نسبت 85:15 این کوپلیمر را تشکیل دادهاند.
ترپلیمرهای پلیآمید 6/610/66: کوپلیمرهایی با انعطاف زیاد و قابلیت انحلال در آب و الکل (به صورت مخلوط) هستند نیز در دسترس میباشند که توانایی تحمب ضربه زیادی دارند. ترپلیمر ultramid 1c از پلیآمید 6 ساخته شده است. سازندگان این ترپلیآمید عبارتند از مقادیر مساوی از پلیآمید 6 و پلیآمید 66 و ترکیب آمیدی دیگری با نام diaminodicyclohexylmethane، از این ترپلیمر به عنوان پوشش و عملیات تکمیل استفاده میشود.
کاربردهای نوعی پلیآمید
حمل و نقل: این بخش به تنهایی، بزرگترین بازار پلیآمید ها را نشان میدهد. کاربردهای مواد تقویتنشده عبارتند از رابطها یا اتصال کنندههای الکتریکی، پوششهای سیم و چرخدندههای سبک، برای برفپاککنهای شیشه جلوی اتومبیل و سرعتسنجها. پلیآمیدهای 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) به کار رفتهاند. پلیآمیدهای تقویتشده با شیشه در پردههای فن موتور، سرپوشهای رادیاتور (Radiator Heads)، مخازن روغن فرمان و ترمز در سوپاپ، حسگرها و تزریقکنندههای سوخت مورد استفاده قرار گرفتهاند. از رزینهای تقویتشده با مواد معدنی، در ابزارآلات آیینه و قالپاقهای رینگ تایر (Tire hub Covers) استفاده شده است. ترکیبی از شیشه و مواد معدنی در قطعات بیرونی همانند گلگیرهای یا سپرهای ضربهگیر اضافی (Fender Extensions) به کار گرفته شده است.
کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی: ن پلیآمیدهای به تأخیرانداز شعله، از جمله پلیآمیدهایی 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.
لوازم خانگی: پلیآمیدها، نه فقط برای اجزای تشکیلدهنده کالاهای الکتریکی، بلکه برای قطعات مکانیکی، ابزارآلات و کاربردهای دیگر در ابزارهای برقی، ماشینهای لباسشویی و لوازم خانگی 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 متصلکننده ها.
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 پلیآمید سخت و چقرمهشده عبارتند از چکمههای اسکی، پایههای اسکیت غلتکدار و اسکیت روی یخ، تجهیزات مربوط به راکتهای ورزشی، چرخهای دوچرخه، لوازم آشپزخانه، اسباببازیها و تجهیزات عکاسی.
فیلمهای پلیآمیدی: 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 پلیآمیدی. هم چنین به عنوان یک پوشش احاطهکننده برای ساخت بالهای کوچک هواپیما از جنس پلیمرهای گرماسخت میباشند، مورد استفاده قرار میگیرند.
پوشش سیم و کابل: از پلیآمیدها، غالباً به عنوان یک لایه محافظ بر روی لایه عایق اولیه استفاده میشود.
استفاده از پلیآمید در مصالح لولهسازی و لوله کشی و لوله گذاری: از آنها برای انتقال سیالات ویژه ترمز، سیالات ویژه یخچالها، یا به عنوان آستر داخلی برای کابلهای انعطافپذیر استفاده میشود.
اکستروژن: ورقهها، میلهها، و شکلهای دسته مانند در ماشین کاری.
این کاربرد شامل کیسههای صافی برای گازهای داغ خروجی از دودکش، پارچههای زیر پرس در پرسهای صنعتی، مثل کاربرد در پرس دائم مرحله نهایی بافت کتان و لباسهای پلیاستر کتان، پوشش تخته اتو و نخ خیاطی برای خیاطی بسیار سریع، عایق کردن کاغذ برای موتورهای الکتریکی و مبدلها، لولههای ساخته شده برای عایقکاری سیمها، تسمههای خشککن برای کاغذسازی است. کاربرد یکی از انواع آنها به عنوان حسگرهای فشار در مخازن سوخت میباشد.
این کاربرد شامل لباسهای محافظ صنعتی مثل لباس جوشکاران و سایر لباسهای محافظ، لباس آتشنشانها، لباسهای پرواز برای خلبانان نظامی و کیسههای پست، قالیها، پرده، مبل، پارچه و پوششهای باربری، پوششهای قایقها و چادرهاست.
لولههای آتشنشانی، تسمههای V شکل، تسمههای انتقال نیرو که به وسیله الیاف آرامید با مدول زیاد مانند نامکس تهیه میشوند، نمونههایی از این کاربرد هستند.
این مواد در تسمههای V شکل کابلها، چترهای پرواز، جلیقههای ضد گلوله، 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 به عنوان جانشینی برای پنبه نسوز است.
این کاربرد شامل ساخت غشاهای جداسازی تراوایی الیاف توخالی است که برای خالصسازی آب دریا و آب شور استفاده میشود.
پلیآمید 6 و پلیآمید 6 و 6 در صنعت اتومبیلسازی مصرف دارند. این صنعت 25% مصرف جهانی پلیآمیدها را به خود اختصاص داده است.
از پلیآمید 6 علاوه بر ساخت قطعه، در تولید حجم بسیار بالایی از انواع الیاف نساجی و غیر نساجی نیز استفاده میکنند، از این رزین به دلیل داشتن ساختار خطی، الیاف خوبی حاصل میشود.
پلیآمید 6 کاربردهای وسیعی در ساخت محصولاتی دارد که در نظر است موادی با استحکام زیاد، مقاوم در برابر سایش، سفتی و سختی بالا و مقاوم در مقابل فرسودگی حرارتی باشند و یا قطعه از قابلیت ماشینکاری بهرهمند باشد.
این پلاستیک در ساخت چرخدندهها، بلبرینگ، اتصالات، الیاف، قطعات اتومبیل، انواع فیلمها، فیلمهایی که برای بستهبندی مواد غذایی استفاده میشوند.
پلیآمید 6 در ساخت طوقه صندلیهای چرخدار، پروانهها، سیمهای آلات موسیقی مانند ویالون، گیتار، ویولا، سلو، ستار و… نیز به کار برده میشود.
گرید های موجود:
BASF
برای اطلاعات بیشتر با واحد فروش و مهندسی تماس حاصل فرمایید.
نقد و بررسیها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.