نایلون (پلی آمید)

نایلون (پلی آمید) چیست و چه کاربردی دارد؟

نایلون (پلی آمید)(به انگلیسی: Polyamide) یک ابر مولکول با تکرار واحدهای مرتبط با زنجیرهٔ آمید است. پلی آمید هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی رخ می‌دهد. نمونه‌هایی از پلی آمید طبیعی، پروتئین‌ها (پشم و ابریشم) هستند. پلی آمید مصنوعی می‌تواند از طریق پلیمریزاسیون مرحله رشد یا سنتز فاز جامد مواد مانند نایلون، آرامیدها و پلی سدیم (آسپارتات) ساخته شود. پلی آمید مصنوعی معمولاً در پارچه، بکار رفته در خودرو، فرش، موکت و لباس‌های ورزشی به علت دوام بالا و قدرت خود استفاده می‌شود. صنعت حمل و نقل مصرف‌کننده عمده پلی آمید می‌باشد. علاوه بر آن در ابزار پزشکی، لوازم الکتریکی و بلبرینگ‌ها کاربرد دارد.

نایلون (پلی آمید)

نام “نایلون” به گروهی از پلاستیک ها اطلاق می شود که به “پلی آمیدها” معروف هستند. نایلون‌ها با گروه‌های آمیدی (CONH) مشخص می‌شوند و طیف وسیعی از انواع مواد را در بر می‌گیرند (مانند نایلون 6،6، نایلون 6،12، نایلون 4،6، نایلون 6، نایلون 12 و غیره)، که طیف بسیار وسیعی از خواص موجود را ارائه می‌کند. . نایلون در تولید فیلم و الیاف استفاده می شود، اما به عنوان یک ترکیب قالب گیری نیز موجود است.

نایلون به دو روش تشکیل می شود. یک واکنش تراکم بین دی آمین ها و اسیدهای دی بازیک باعث تولید نمک نایلونی می شود. عدد اول نوع نایلون به تعداد اتم های کربن در دی آمین اشاره دارد، عدد دوم مقدار موجود در اسید است (به عنوان مثال نایلون 6،12 یا نایلون 6،6).

فرآیند دوم شامل باز کردن یک مونومر حاوی هر دو گروه آمین و اسید است که به عنوان حلقه لاکتام شناخته می شود. هویت نایلون بر اساس تعداد اتم های مونومر لاکتام است (به عنوان مثال نایلون 6 یا نایلون 12 و غیره).

خصوصیات نایلون استرچ

اکثر نایلون ها نیمه کریستالی و عموماً موادی بسیار سخت با مقاومت حرارتی و شیمیایی خوب هستند. انواع مختلف طیف وسیعی از خواص را با وزن مخصوص، نقطه ذوب و میزان رطوبت به همراه افزایش تعداد نایلون کاهش می دهند.

نایلون ها تمایل به جذب رطوبت از محیط اطراف خود دارند. این جذب تا رسیدن به تعادل ادامه می یابد و می تواند بر پایداری ابعاد اثر منفی بگذارد. به طور کلی، مقاومت در برابر ضربه و انعطاف پذیری نایلون با محتوای رطوبت افزایش می یابد، در حالی که استحکام و سفتی زیر دمای انتقال شیشه ای (<50-80 oC) کاهش می یابد. میزان رطوبت به دما، بلورینگی و ضخامت قطعه بستگی دارد. برای جلوگیری از اثرات منفی جذب رطوبت در طول سرویس، می توان از پیش شرطی سازی استفاده کرد.

نایلون ها مقاومت خوبی در برابر اکثر مواد شیمیایی دارند، اما می توانند توسط اسیدهای قوی، الکل و قلیاها مورد حمله قرار گیرند.

نایلون ها را می توان در محیط های با دمای بالا استفاده کرد. سیستم های تثبیت حرارتی عملکرد پایدار را در دماهای تا 185 درجه سانتیگراد (برای سیستم های تقویت شده) امکان پذیر می کنند.

انواع نایلون ها

انواع مختلفی از نایلون موجود است (به عنوان مثال نایلون 6 نایلون 66، نایلون 6/6-6، نایلون 6/9، نایلون 6/10، نایلون 6/12، نایلون 11، نایلون 12). این ماده به صورت هموپلیمر، کوپلیمر یا تقویت شده در دسترس است.

نایلون ها همچنین ممکن است با سایر پلاستیک های مهندسی ترکیب شوند تا جنبه های خاصی از عملکرد را بهبود بخشند. نایلون برای پردازش از طریق قالب گیری تزریقی، قالب گیری چرخشی، ریخته گری یا اکستروژن در فیلم یا فیبر در دسترس است.

مشخصات فیزیکی نایلون ها

مقاومت کششی 90 – 185 نیوتن بر میلی متر مربع
قدرت ضربه ناچ 5.0 – 13 Kj/m²
ضریب انبساط حرارتی 90 – 20/70 x 10-6
حداکثر دمای استفاده 150 – 185 oC
چگالی 1.13 – 1.35/1.41 g/cm3

مقاومت در برابر مواد شیمیایی

اسید رقیق *
قلیایی رقیق ***
روغن و گریس ****
هیدروکربن های آلیفاتیک****
هیدروکربن های معطر ****
هیدروکربن های هالوژنه *** متغیر
الکل *کلید * ضعیف * متوسط ​​* خوب * بسیار خوب

برنامه های کاربردی برای نایلون ها

الیاف نایلون در منسوجات، نخ های ماهیگیری و فرش استفاده می شود. از فیلم‌های نایلونی برای بسته‌بندی مواد غذایی، ارائه چقرمگی و نفوذپذیری کم گاز، و همراه با مقاومت دمایی آن، برای بسته‌بندی مواد غذایی در کیسه فریزر استفاده می‌شود.

ترکیبات قالب گیری و اکستروژن کاربردهای زیادی به عنوان جایگزینی برای قطعات فلزی پیدا کرده اند، به عنوان مثال در اجزای موتور خودرو. منیفولدهای ورودی در نایلون سخت، مقاوم در برابر خوردگی، سبک‌تر و ارزان‌تر از آلومینیوم هستند (زمانی که هزینه‌های ابزارآلات پرداخت می‌شود) و به دلیل سوراخ داخلی صاف به جای ریخته‌گری خشن، جریان هوای بهتری را ارائه می‌دهند.

عایق الکتریکی، مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی، نایلون را به انتخاب خوبی برای قطعات با بار بالا در کاربردهای الکتریکی مانند عایق ها، محفظه سوئیچ ها و اتصالات کابلی در همه جا تبدیل کرده است. کاربرد عمده دیگر برای محفظه ابزار برقی است.

انواع کاربردهای نایلون پلاستیک

• خودرو
• دستگیره درب و کوره رادیاتور: دستگیره درها به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از بدنه خودرو، الزامات بسیار دشواری دارد. آنها باید ظاهر سطح عالی، رنگ پذیری و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، اما همچنین خواص مکانیکی خوب مانند سفتی و چقرمگی.
• برقی
• ماشین آلات پلاستیک
• دنده سوئیچ ولتاژ پایین:این دارای طیف وسیعی از کاربردهای زیرمجموعه، قطع کننده های مدار مینیاتوری، دستگاه های جریان باقیمانده، فیوزها، سوئیچ ها و رله ها، کنتاکتورها و کابینت ها است.
• تیغه غلتکی
• پابند اسکی و اسکیت درون خطی:پلی آمید 6 در کاربردهای بزرگ در ورزش، مانند پابند اسکی و اسکیت های درون خطی استفاده می شود. این به این دلیل است که خواص خستگی عالی دارد و ضربه و استحکام مکانیکی بالایی را ایجاد می کند.
• اکستروژن
• اجزای پلاستیکی: شکل های استوک یا مواد نیمه ساخته به راحتی برای تولید انواع محصولاتی که از خواص عالی پلاستیک های مهندسی بهره می برند، ماشین کاری می شوند. این ویژگی ها شامل (از جمله) استحکام و سفتی و خواص عایق الکتریکی است.

تاریخچه کشف نایلون

کاروترز در سال 1931 پلی آمیدها را کشف کرد. در 28 اکتبر 1938 تولید تجاری نایلون 6،6 آغاز شد. پلی آمیدها ابتدا به عنوان پلیمرهای تشکیل دهنده الیاف معرفی شدند. اولین کاربرد تجاری، مسواک Dr West’s Miracle Tuft بود. در سال بعد جوراب های نایلونی در دسترس قرار گرفت و در سال 1941 پودرهای قالب گیری نایلونی تولید تجاری را آغاز کردند. نایلون 6 در دهه 1940 توسعه یافت (عمدتاً به عنوان یک نتیجه از پتنتی که روی نایلون 6،6 وجود داشت). قالب های نایلونی تا دهه 1950 به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفتند.