pa6 пластик что это
Стеклонаполненные ПА
О полиамидах
Полиамид – это гетероцепной полимер, имеющий в составе своей основной цепи атомы не только углерода, как многие полимеры общего назначения, но и азота и кислорода в составе повторяющихся амидных групп вида —C(O)—NH—. Изделия из полиамидов выпускаются прежде всего литьевые, а также пленки и волокна.
В современной промышленности производят и используют несколько основных видов полиамидов. В обозначении типа полимера, после непосредственно слова «полиамид» идут одна или несколько цифр, означающих сколько именно атомов углерода входит в состав мономеров, которые применялись в ходе синтеза этого конкретного вида полимера. Наиболее крупнотоннажным из которых – достаточно простой в производстве полиамид-6 (ПА-6 или PA6), выпускающийся из ε-капролактама. Реже применяется более прочный и дорогой полиамид-6,6 (ПА-66 или PA66), сырьем для которого служит гексаметилендиамин и адипиновая кислота.
Существует разнообразие прочих полиамидов с цифровыми индексами 12, 610, 612 и т.д. В быту чаще используют торговые обозначения полиамидных материалов, зарегистрированными в своё время теми или иными производителями: нейлон (nylon), перлон, капролон, капрон и так далее.
Свойства полиамида
Своё распространение полиамиды получили благодаря комплексу свойств, выгодно отличающих их от прочих полимеров и тем более от классических конструкционных материалов. ПА обладают высокими прочностными характеристиками, в частности прочностью на разрыв, также они более устойчивы к истиранию, чем другие крупнотоннажные пластики. Полиамиды стойки к действию химических агентов, теплостойки имеют относительно низкий коэффициент трения.
Полиамид-6, хотя и является более популярным из-за более низкой цены и широкого производства, тем не менее имеет ряд ценных свойств, не уступающих многим дорогим материалам. Он имеет высокую износостойкость, размягчается при больших температурах, может работать и сохранять эластичность при достаточно низких температурах, особенно в случае модификации эластомерами.
ПА-6 может применяться в широких диапазонах температур в условиях, когда температурный режим подвержен сильным колебаниям. Детали из полиамида обладают хорошей стойкостью к циклическим и ударным нагрузкам. Качественные характеристики PA6 дают возможность выпуска из него изделий конструктивного назначения, таких как втулок для подшипников, деталей передаточных механизмов и редукторов, элементов для компенсации вибраций, и т.д. Полиамид считается одним из лучших материалов для производства строительных дюбелей, шнуров и канатов.
Рис.1. Шнуры полиамидные
ПА-6,6 является более высоко конструкционным полимером, с лучшими физико-механическими характеристиками, чем ПА-6. Он обладает высокой прочностью и твердостью. Плотность полиамида-6,6 выше, чем у ПА-6, а влагопоглощение ниже, чем у PA6, однако при этом больше влагопоглощения PA12. Полиамид-6,6 имеет высокую текучесть и отлично подходит для литья под давлением.
Температура плавления полиамидов достаточно высока, если сравнивать с полиолефинами, у ПА-6 она составляет около 220 градусов Цельсия. Ненаполненный полиамид-6,6 плавится при еще более высокой температуре, она равна 252-265 градусов.
Другие виды наполненного ПА
Многие полимеры, и среди них полиамид являются связующим для большого количества полимерных композиционных материалов. Наполнители нужны как для удешевления пластмасс, так и для придания полимеры улучшенных физико-механических характеристик, например прочностных, магнитных, тепло- или электропродности и т.д. Исходя из этого наполнителями для пластмасс могут быть разнообразные химические вещества и природные материалы, находящиеся не только в виде порошка, но и волокна, ткани, микрогранул и т.д.
Стеклонаполненный полиамид, которому посвящен этот материал мы подробно рассмотрим ниже. Сейчас коснемся других типов наполненного полиамида.
Ударопрочный ПА наполняют модификаторами ударной вязкости, которые улучшают стойкость пластика к удару. Такой полиамид используют в машино- и авиастроительной промышленности. Повышение ударной вязкости также возможно при применении в качестве модификатора другого полимера с высоким показателем ударной вязкости.
Минералонаполненный полиамид характеризуется повышенной теплостойкостью, размерной стабильностью, изотропностью, меньшим короблением и усадкой, а также хорошим внешним видом. Обычно при компаундировании полиамидов применяют два основных типа неорганических наполнителей – тальк (буква Т в наименовании марки) и мел (соответственно, буква М).
Трудногорючий ПА получают путем добавления в рецептуру композита антипиренов, которые бывают галогеновые, безгалогеновые и фосфорные. Такие компаунды являются трудногорючими разной степени в зависимости от типа и количества наполнителя. Трудногорючий полиамид применяется в тех сферах, где критична пожаробезопасность – строительстве, электротехнике, радиоэлектронике, приборостроении.
Антифрикционный полиамид обладает основным особым свойством – пониженным коэффициентом трения. Его получают путем введения в матрицу специальных аддитивов – графита и сульфида молибдена. Антифрикционный полиамид применяют в изделиях, где необходимо снизить энергетические потери на трение: подшипниках, передаточных механизмах.
Экструзионный ПА обладает повышенной вязкостью (низким показателем текучести расплава) и перерабатывается на экструзионных линиях. Среди его свойств также высокая эластичность, хорошая морозостойкость, высокая ударная вязкость и бензо-маслостойкость.
Рис.2. Полиамидный корпус подшипника.
Кроме того, применяются более редкие композиции полиамида, например теплопроводные, электропроводные, термостойкие, УФ-стабилизированные, прочие. Были также эксперименты по наполнению этого полимера древесной мукой.
Что такое стеклонаполненный ПА
Полиамиды широко применяются несколько десятилетий, наполненный полимер – не так давно, порядка 30 лет. Наиболее современные и высокопрочные из полиамидов – это стеклонаполненные полиамиды. Как было сказано ранее, наполнение полиамида волокнами – действенный путь повышения его физико-механических свойств. Такие материалы отличаются от чистого полимера или смесей полимеров тем, что большой процент этого композитного материала составляет стекловолокно или стеклянные микро-шарики. Этот один из самых распространенных в мире наполнитель придает полимерам повышенные прочностные качества, причем чем больше волокна в составе, тем прочность выше. Однако, с другой стороны, пластик со стекловолокном в составе, гораздо труднее перерабатывается, чем без него.
Степень наполнения полиамида может составлять от 10 до 50 процентов (в редких случаях выше), при этом наиболее распространенная степень наполнения – 30 процентов стекловолокна. Основная цель ввода стекла в полиамид – это увеличение разрывной прочности. Стекловолокно в полиамидный пластик может быть введено как в рубленом виде, так и в виде длинного волокна, поставляемого в катушках (long glass fiber). Основные применяемые марки наполненного стеклом полиамида-6 на сегодняшний день это:
Марки отличаются между собой не только маркой используемого полиамида (ПА6, ПА6,6, ПА610 и т.д.), но и длиной стеклянной нити и размером гранулы. КС (ДС) – нормативное обозначение длины стеклонаполненной гранулы: КС – длина до 5 мм, ДС – длина от 5 до 7,5 мм; значение числа после СВ – это процент массового содержания стекловолокна, например 15, 30, 50 и т.д.
Волокна для полиамида
Стеклянное волокно (СВ) – один из наиболее часто применяемых армирующих наполнителей для пластмасс вообще и полиамидных компаундов в частности. Несмотря на то, что стекловолокно придает полимерам отличные физико-механические и тепловые свойства, оно также обладает некоторыми недостатками, например большой плотностью, что приводит к увеличению плотности композита, хрупкостью, гидрофильностью (относится и к самому полиамиду также), которая ставит зависимость свойств материала от условий окружающей среды. Но наиболее важным недостатком можно назвать абразивность как волокна, так и получающегося компаунда, свойство, которое вызывает повышенный износ оборудования для переработки пластмасс (как правило шнеков и материальных цилиндров) и формующего инструмента. Для литья и экструзии ПА-СВ в промышленных объемах нужно применять шнеки и цилиндры, обработанные для повышения абразивной стойкости (так называемые «бронированные»).
Для производства стекловолокна для использования в полиамидах применяют несколько основных марок стекла разного химического состава и с разными свойствами:
‐ Е (electrical) – со слабой электропроводностью;
‐ S (strength) – с повышенной прочностью;
‐ C (chemical) – с повышенной химстойкостью;
‐ M (modulus) – с высоким модулем упругости;
‐ А (alkali) – с большим содержанием щелочных металлов;
‐ D (dielectric) – с диэлектрической проницаемостью;
‐ AR (alkali resistant) – с высокой сопротивляемостью щелочам.
Большинство марок стекловолокна, производимого на сегодняшний день в разных регионах мира, относятся к разновидностям волокна типа Е. Можно сказать, что такие волокна относятся к недорогому материалу общего назначения, тогда как остальные типы – к специальным стеклянным волокнам.
Рис.3. Стекловолокно в бухте.
Для стекловолокна существует параметр «критическая длина», параметр равный наименьшей длине волокон, при которой работает передача усилия от матрицы полимера к стекловолокну. Как правило, значение критической длины для композитов лежит в пределах 300 до 600 мкм. Для получения еще более высоких механических свойств композита применяется так называемое «длинное стекловолокно» (long glass fiber), однако переработка таких компаундов задача непростая.
Применение стеклонаполненного ПА
Детали из ПА-СВ (полиамида, наполненного стекловолокном) применяются в многочисленных отраслях, например в авиационной, машиностроительной, электротехнической, автомобильной и железнодорожной промышленности. Отраслями, где такие полиамидные компаунды незаменимы, также можно назвать судостроение, оружейное дело, выпуск спецтехники, бытовой и оргтехники.
Наиболее сильно ПА-компаунды востребованы в автомобильной отрасли. Она потребляет почти половину всех производимых композиций ПА-6 и ПА-6,6. Все последние десятилетия идет процесс замещения металлических деталей авто на полимерные, львиную долю которых, не считая крупных интерьерных изделий и бамперов, составляют полиамидные детали. В последнее время драйвером роста потребления полиамидов в автомобилестроении стал выпуск из него подкапотных деталей.
Кроме того, из наполненного стеклом ПА производят компоненты приборов, корпусные детали электрооборудования и электроинструмента, прочие корпуса, элементы подшипников, конструкционные части трансформаторов, и т.п.
PA+GF применяется в производстве изоляционных материалов, техизделий, также из него выпускают сильно нагруженные детали и компоненты механизмов.
Стоит отметить, что полиамидные изделия со стекловолокном, изготовленные литьем на термопластавтоматах обладаю довольно плохой эластичностью (выглядят при высоком наполнении «как каменные») и ударной прочностью. Их вторичная переработка затруднена необходимостью сильного измельчения стеклянных волокон и высоким износом оборудования для вторичной переработки пластмасс. Прежде всего это касается ножей для дробилок, использующихся для измельчения перерабатываемых деталей, и, как уже было сказано выше, шнеков и цилиндров экструдеров, работающих в составе грануляторов.
Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на
Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на
Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий
Полиамид ПА6 (капрон)
Полиамид-6 (капрон, капролон, найлон, капролоктан, ПА-6, поликапроамид) является конструктивным полимером-диэлектриком, который обладает антифрикционными свойствами, износостойкостью и устойчивостью к трению, имеет высокие показатели усталостного сопротивления. Материал широко применяется в разных отраслях промышленности, в том числе в машиностроении, судостроении для изготовления подшипников, втулок, роликов и других деталей, а также в электротехнике.
Капролон кроме своей прочности имеет небольшой вес, он в 6 раз легче стали. Им активно заменяют детали из баббита, бронзы и латуни. Материал одновременно прочный и эластичный в широком температурном диапазоне. Детали устойчивы к эрозии, горюче-смазочным жидкостям, щелочам, спиртам, органическим растворителям, морской воде и разбавленным кислотам.
Капролон А, Б, В – в чем отличия
На сегодняшний день выпускается две марки капролона: А и Б. Они отличаются по количеству пор и их размерам. В марке А не должно быть пор на разрезе, марка Б допускает их ненормированное наличие на квадратную 1000 миллиметров площади материала толщиной до 1,5 мм.
Марка В была модифицированным материалом, который выпускал в 70-х годах тульский ВНИИПИМ. С 2006 года он не производится, поскольку нет сырья. Аналог выпускает компания «Альвис» под маркой М-20.
Торговые марки капролона имеют следующие названия:
История открытия полиамида-6
Основу на капролона составляет полимер поликапролактам, который впервые был синтезирован немецкий химиком Паулем шлаком в 1938 году. Ученый работал в компании Фарбен. В 1943 году полимер стал выпускаться в промышленных объемах, по 3,5 тысячи тонн в год. Сырьям служил фенол. Получалось капроновое волокно довольно грубой фракции. Его использовали как искусственную щетину. Взяв за основу поликапролактам стали производить более прочные и легкие материалы: парашютный шелк, буксировочные тросы, корды.
В СССР в 1942 году работы по полимеризации капролактама и его синтезированию проводились ученми Захаром Роговиным, Юлией Рымашевской и Иваном Кнунянц. Были вычислены оптимальные условия полимеризации волокна и его очистки. Производство было запущено в 9148 году в городе Клин.
Полиамид: что за материал, применение, характеристики и примеры изделий
Для чего используется полиамид (ПА, PA), что это такое, характеристики этого материала, состав и свойства ткани, мы подробно расскажем в нашей статье.
История и современность
В это название входит целая группа подвидов материи, созданной в результате смешивания органических и искусственных волокон. Поэтому трудно определить точную дату, когда стали производить синтетику. В тридцатые годы прошлого столетия для покрышек автомобильных шин был придуман нейлон компанией «Дюпон». Из-за своих исключительных характеристик (прочности, пластичности) он стал применяться в создании одежды и обуви.
Только в 60-е годы экспериментальным методом было налажено производство полиамида, как самостоятельного вида новой ткани. Очень долго люди не принимали ее, так как привыкли одеваться из натурального материала. Но вскоре она заняла лидирующие позиции и ее включили, как обязательный компонент для создания изделий легкой промышленности. На сегодняшний день мы встречаем продукцию на каждом шагу (детали бытовой техники, компьютеров, посуды, строительные материалы, элементы в железнодорожных вагонах, самолетах и пароходах).
Особенности состава и производство
Данный вид получают из органических природных ресурсов, таких как: нефть, газ, древесный уголь. Изготовление происходит тремя способами:
В любом из этих этапов для достижения хороших результатов по огнеупорности и водостойкости применяют различные химические кислотные или хлоридные добавки.
Механические свойства изделий из полиамида
Виды разнообразных материалов из этого полимера по своим характеристикам схожи между собой. Их объединяют два основных качества – это прочность и долговечность. Рассмотрим все преимущества и недостатки.
Плюсы
К положительным особенностям можно отнести:
Минусы полиамидной ткани
К недостаткам необходимо отнести:
Технические качества и сферы применения
Такие характеристики, как износостойкость и прочность позволили конструктивному материалу применяться во всех отраслях народного хозяйства:
Разновидности и модификации
Полиамид и нейлон – это одно и то же волокно, которое широко и успешно используется во всем мире уже более 50 лет. Их свойства почти одинаковые, оба отличаются высокой прочностью при растяжении, стойкостью к износу, обладают широким интервалом минусовой и плюсовой температуры, выдерживают нагрузку паром до 140 градуса. На российском рынке используются ПА под номерами: 6, 66, 11, 12, 610. После вторичной переработки – 6-12, 6-21.
На мировых и русских заводах широко применяется группа PA 6. На основе этого вещества изготавливают конструкционный термопласт, который нашел свое место в горнодобывающей промышленности, в автомобилестроении. Благодаря своей стойкости к углеводородным продуктам, механическим свойствам и влагопоглощением этот компонент добавляют в производство ответственных узлов и деталей.
Виды тканей и область их применения
В современной индустрии используют семь основных типов, каждый из которого широко применяется во всех отраслях народного хозяйства.
Капрон
Это синтетическое полиамидное волокно, бело-прозрачное, максимально прочное. По сравнению с шелком имеет наибольшую эластичность. Изделия из него не стираются при многократной эксплуатации. В мокром состоянии очень стойкие, так как материал не впитывает влагу. Поэтому эта ткань идет на изготовление:
Это разновидность первого материала, название которого вошло в обиход у зарубежных химиков. Дополнительные характеристики – это повышенная теплостойкость и податливость к окрашиванию.
Нейлон
Самый старый по возрасту материал, который был синтезирован в 1935 году американским химиком и изобретателем Казореслом. После лабораторных исследований его представили общественности в конце тридцатых годов. Одна из легенд гласит, что термин произошел от названия Нью-Йорка и Лондона. Существует и альтернативная версия, якобы компания DuPont искусственно создало случайное слово из разных слогов «капрона».
До сих пор не затихают споры по поводу, что лучше нейлон, полиамид или пропилен. Все эти волокна обладают одними и теми же свойствами. Используются в разных областях промышленности.
Таслан
Повышенная прочность и лучшая воздухопроницаемость придает материалу тяжелый вес. Такая характеристика способствует для изготовления верхней одежды.
Джордан
Хорошая проводимость воздушных масс и отталкивание воды позволили из этой ткани шить куртки, плащи, ветровки и комбинезоны для взрослых и детей. Основа данного текстиля представляет собой полотно с особым плетением, где прочность усиливается из-за добавления в состав армирующих нитей. Это придает внешнему виду гладкость со своеобразным переливом.
Велсофт
Это современный материал, полюбившийся дизайнерами для пошива одежды для малышей. Второе название – микрофибра. Обладает фактурой велюра, очень мягкая и пушистая на ощупь. При этом не пропускает холодные воздушные массы, при многочисленных стирках не скатывается и не изнашивается. Одеяла, покрывала и полотенца, сшитые из него, прослужат долгое время.
Тактель
Это микроволокно, имеющее двухслойную структуру, обладающее всеми положительными характеристиками, используется для производства особых специальных костюмов, которые применяются в условиях холодного климата: спортивная и туристическая одежда, нательный трикотаж, компрессионные лосины, гольфы, носки и чулки для восстановления мышц после травм от тренировок.
Использование
Синтетическое полиамидное волокно – это материал неорганического происхождения, синтизированный из нефти, газа или древесного угля. Основные свойства позволяют применять полотно для изготовления ковровых покрытий, огромного ассортимента одежды (от носков до курток), искусственного меха и ниток для вязания, рыболовных снастей, галантерейных товаров, лент для конвейерного оборудования и многих других изделий легкой и тяжелой промышленности.
Технические характеристики
Перечислить все свойства полиамидов в цифрах не представляется возможным. Рассмотрим несколько распространенных видов:
Для создания полиэстера или нейлона применяются различные добавки, которые дают дополнительные данные по изгибающему напряжению, по температурному изгибу под грузом и другие.
Историческая справка
Изделия
Мы большое внимание уделили товарам народного потребления, выпущенных легкой промышленностью. Акцент хочется поставить на те вещи, которые используются для технических целей. Материал полиамид успешно применяется в производстве:
А также этот материал применяется для выпуска деталей:
Все изделия представлены в каталоге торгово-производственной компании «МПласт».
Основные характеристики
Полимерная ткань обладает следующими свойствами:
Для изменения базовых свойств применяют различные добавки, такие как: минеральные наполнители и оптоволокно. Для обработки подходят все методы: фрезерование, сверление, точение, сваривание и шлифование. Хорошо поддается окрашиванию. Минусом является плохая проницаемость воздуха, что негативно сказывается на изготовлении одежды для маленьких детей. Также невозможна эксплуатация изделий при температуре ниже 40 градусов, это может привести к ломкости и крошению. Людям, страдающими аллергией категорически запрещено использовать трикотаж из этого волокна.
Мы привели массу отличий и подробно описали, что это такое – полиамид, вреден этот материал или нет, в какой одежде он находит применение, чем отличается от полиэстера и в чем состоит разница между ним и нейлоном.
Полиамид
Полиамид свойства имеет в соответствии с большим разнообразием его видов. Прочность ПА высока, и все его марки довольно жесткие. К примеру, полиамид стеклонаполненный помимо высокой прочности обладает бензо- и маслостойкостью.
Плотность полиамида равна 1.15-1.16 г/см3, она зависит от его природы, а так же от степени кристалличности. В России большой популярностью пользуется полиамид листовой, который чаще всего производится из марки Полиамид-6. Полиамид вторичный применяется для неотвественных изделий, чаще всего вторично перерабатываются популярные марки ПА6-12, и ПА6-21.
2. Основные марки Полиамидов, выпускаемые на сегодняшний день:
3. Стеклонаполненные Полиамиды (Полиамиды КС и Полиамиды ДС)
Полиамиды стеклонаполненные относятся к композиционным материалам, состоящим из полиамидной смолы, наполненной отрезками стеклянных комплексных нитей.
Преимущества: полиамиды стеклонаполненные обладают небольшой плотностью, высокой прочностью, высокой прочностью к ударным нагрузкам, хорошей масло- и бензостойкостью, низким коэффициентом трения и неплохими диэлектрическими показателями.
Применение: стеклонаполненные полиамиды перерабатываются в изделия различными методами: простым литьем, литьем под давлением, прессованием и др. методами. Предназначены для изготовления различных изделий конструкционного, электротехнического и общего назначения.
Стеклонаполненные полиамиды нетоксичны и при нормальных условиях не оказывают вредного воздействия на организм человека.
4. Примеры получения полиамидов
Аналоги полипептидов можно получить синтетически из w-аминокислот, причем практическое применение находят соединения этого типа, начиная с «полипептида» w-аминокапроновой кислоты. Эти полипептиды (полиамиды) получаются нагреванием циклических лактомов, образующих посредством бекмановской перегруппировки оксидов циклических кетонов.
Из расплава этого полимера капроновой смолы вытягиванием формуют волокно капрон. В принципе этот метод применим для получения гомологов капрона.
Полиамиды можно получать и поликонденсацией самих аминокислот (с отщеплением воды):
Полиамиды указанного типа идут для изготовления синтетического волокна, искусственного меха, кожи и пластмассовых изделий, обладающих большой прочностью и упругостью (типа слоновой кости). Наибольшее распространение получил капрон, в следствии доступности сырья и наличие давно разработанного пути синтеза. Энтант и рильсан обладают преимуществом большой прочности и легкости.
Стеклонаполненная термостабилизированная, ударопрочная полиамидная композиция, стойкая к действию масел и бензина. ПА6-ЛТ-СВУ4 рекомендуется для изготовления корпусных деталей электро- и пневмоинструментов, строительно-отделочных и других машин, работающих в условиях ударных нагрузок и вибраций.
5. Технические характеристики некоторых полиамидов ПА6-ЛПО-Т18 ПА6-ЛПО-Т18
Тальконаполненный окрашенный пластифицированный композиционный материал ПА6-ЛПО-Т18 отличается повышенной стабильностью размеров, стойкостью к деформации, износостойкостью. Рекомендуется для изготовления деталей конструкционного, антифрикционного и электротехнического назначения, требующих повышенной размерной точности. При переработке обеспечивает низкий износ литьевых машин и оснастки.