Полиамидная лента что это
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
Полиамиды (ПА, PA) – пластмассы на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи амидные группы −CONH−.
Впервые синтетический полиамид был получен в 1862 г. при действии на м-аминобензойную кислоту хлористого водорода при 200 °C. Начиная 1936 – 1938гг. проводятся интенсивные исследования полимеров этого класса, разрабатываются различные способы их получения, организуется промышленное производство волокон, пленок и пластических масс на основе полиамидов.
В промышленности полиамиды получают следующими методами:
Полимеризацией лактамов аминокислот:
Поликонденсацией диаминов с дикарбоновыми кислотами:
Поликонденсацией диаминов с хлорангидридами дикарбоновых кислот
Для названия полиамидов используют цифровые обозначения, отражающие химическое строение полимера.
Для алифатических полиамидов после слова «полиамид» ставится одна или две цифры. Если полиамид синтезирован из одного мономера – аминокислоты или лактама, ставится одна цифра, соответствующая числу углеродных атомов в мономере. Если полиамид получен поликонденсацией диамина с дикарбоновой кислотой или ее производными, ставится двух- или трехзначное число, в котором цифра (или цифры) до запятой указывает число атомов углерода в дикарбоновой кислоте или ее производных. Например, полиамидом-6 называют поликапроамид, а полиамидом-6,8 – полигексаметиленсебацинамид.
В ароматических полиамидах звено циклического диамина или дикарбоновой кислоты обозначают первой буквой их названия. Так, полиамид, полученный поликонденсацией гексаметилендиамина и терефталевой кислоты, называют полиамидом-6,Т.
Синтезировано очень много различных полиамидов, но практическое значение имеют следующие из них:
Поли-ε-капроамид, или полиамид-6 (капрон, найлон-6)
Полигексаметиленадипамид, или полиамид-6,6 (анид, найлон-6,6)
Полигексаметиленсебацинамид, или полиамид-6,8
Поли- ω-ундеканамид, или полиамид-11 (рильсан)
Далее будем рассматривать полиамиды на примере найлона-6 и найлона-6,6. Ниже представлены их физические свойства:
Температура плавления, °C
Найлон-6 или капрон — бело-прозрачное, очень прочное вещество. Его эластичность намного выше шёлка. Прочность капрона зависит от технологии и тщательности производства. Капроновая нить диаметром 0,1 миллиметра выдерживает вес 0,55 кг.
Капрон вырабатывается нескольких сортов; хрустально-прозрачный капрон более прочен, чем непрозрачный с мутно-желтоватым или молочным оттенком.
Наряду с высокой прочностью капроновые волокна характеризуются устойчивостью к истиранию, действию многократной деформации (изгибов).
Волокна найлона-6 не впитывают влагу, поэтому не теряют прочности во влажном состоянии. Но у них есть и недостатки. Они малоустойчивы к действию кислот — макромолекулы найлона-6 подвергаются гидролизу по месту амидных связей. Сравнительно невелика и теплостойкость. При нагревании его прочность снижается, при 215 °С происходит плавление.
Рассматривая строение найлона-6,6 или анида, отмечается, что в кристаллических участках макромолекулы имеют конформацию плоского зигзага с образованием с соседними молекулами водородных связей между атомами кислорода карбонила и атомами водорода соседних амидных групп. Вследствие этого нейлон-6,6 обладает более высокими, по сравнению с полиэфирами и полиалкенами физико-механическими свойствами, более высокой степенью кристалличности (40—60 %) и температурами стеклования и плавления.
При повышении степени кристалличности нейлонов их прочностные характеристики улучшаются, такое повышение кристалличности происходит и при холодной вытяжке волокна на 400—600 %, происходящая при этом ориентация макромолекул в направлении вытяжки ведёт к повышению кристалличности и упрочнению волокна в 4—6 раз.
Хорошие антифрикционные свойства позволяют применять нейлон в парах трения без смазки или при недостаточной смазке. Лучшим смазывающим материалом для композитов на основе нейлона являются минеральные масла, эмульсии и вода. При температурах до +150 °C на нейлон не влияют минеральные масла, консистентные смазки. Он не растворяется в большинстве органических растворителей, не поддаётся воздействию слабых растворов кислот, щелочей и солёной воды.
Нейлоны при нагревании на воздухе подвергаются термоокислительной деструкции, ведущей к снижению прочностных характеристик: при выдерживании на воздухе при температурах +100— +120 °C предел прочности на растяжение снижается в 5-10 раз. Деструкция ускоряется под воздействием ультрафиолетового излучения.
Теперь обратимся к производственным процессам поликапроамида (полиамида-6). Сырьем для данного процесса служит ε-капролактам, синтез которого осуществляется в промышленном масштабе несколькими способами, исходя из фенола, бензола и циклогексана. Вплоть до 60-х годов фенол был основным сырьем в данном производстве, но теперь его больше получают из бензола через циклогексан.
ε-Капрлактам получают из фенола по схеме:
Из бензола ε-капролактам получают следующим путем:
ε-Капролактам можно получить из бензола через промежуточную стадию образования нитроциклогексана:
Из бензола ε-капролактам получают также через капролактон:
Наиболее перспективным является способ фотохимического оксимирования циклогексана, при котором получается наиболее чистый ε-капролактам.
В промышленности применяют и другие методы получения циклогексана, например, его выделяют ректификацией из нефтепродуктов.
Полимеризация ε-капролактама происходит под действием воды, спиртов, кислот, оснований и других веществ, способствующих раскрытию цикла. В случае применения воды этот процесс называется гидролитической полимеризацией, хотя действительным катализатором является ε-аминокапроновая кислота, образующаяся в результате гидролиза лактама. В присутствии щелочных катализаторов протекает анионная полимеризация ε-капролактама.
Гидролитическая полимеризация ε-капролактама протекает по схеме:
Первая стадия процесса – гидролиз ε-капролактама до ε-аминокапроновой кислоты – является наиболее медленной реакцией, которая лимитирует общую скорость процесса. Поэтому на практике полимеризацию ε-капролактама проводят в присутствии уже готовой ε-аминокапроновой кислоты или соли АГ – продукта взаимодействия эквимольных количеств адипиновой кислоты и гексаметилендиамина.
В процессе получения полиамида необходимо непрерывно удалять воду из сферы реакции для получения высокомолекулярного продукта.
Скорость гидролитической полимеризации ε-капролактама с повышением температуры увеличивается, но вместе с тем уменьшается молекулярная масса образующегося полиамида. Поэтому выбирают оптимальную температуру, которая обеспечивает необходимую молекулярную массу при достаточной скорости реакции. Процесс гидролитической полимеризации ε-капролактама является равновесным, и в образующемся полиамиде всегда содержится некоторое количество мономера и олигомеров. Состояние равновесия зависит от температуры реакции. Следовательно, выбирая рабочую температуру, необходимо учитывать сразу все зависящие от нее параметры: скорость реакции, молекулярную массу полимера и содержание мономера в полимере. Гидролитическую полимеризацию ε-капролактама выгоднее всего проводить при температурах 250 – 260 C; в этом случае полимер содержит около 10% мономера и водорастворимых олигомеров.
Мономер и олигомеры, содержащиеся в сыром полиамиде, ухудшают его эксплуатационные свойства. По этой причине полимер отмывают горячей водой или вакуумируют для удаления мономера и наиболее низкомолекулярных олигомеров.
Гидролитическую полимеризацию ε-капролактама проводят при температурах, превышающих температуре плавления образующегося поли-ε-капроамида. Расплавленный полиамид способен активно окисляться кислородом воздуха, поэтому полимеризацию проводят в инертной атмосфере, используя азот высокой степени очистки. Расплав полиамида передавливают из аппарата в аппарат также азотом.
Полиамид, образующийся в результате гидролитической полимеризации ε-капролактама, содержит свободные концевые карбоксильные и аминогруппы. Такой полимер склонен к деструктивным реакциям ацидолиза и аминолиза. Для получения более термостабильного полиамида-6 концевые группы блокируют введением в реакционную смесь монофункциональных веществ – кислот, спиртов или аминов. Монофункциональные вещества реагируют с концевыми группами и таким образом стабилизируют полимер, ограничивая его возможности вступать в дальнейшие реакции. На практике в качестве стабилизатора применяют одно из наиболее доступных веществ – уксусную кислоту. Гидролитическая полимеризация ε-капролактама в настоящее время проводится в аппаратах непрерывного действия.
Технологический процесс производства полиамида-6 непрерывным способом состоит из следующих стадий подготовки сырья, полимеризации ε-капролактама, охлаждения, измельчения, промывки и сушки полимера.
По одному из вариантов поли-ε-капроамид получают гидролитической полимеризацией ε-капролактама в расплаве в присутствии водного раствора соли АГ.
1 – бункер капролактама
2 – плавитель капролактама
4 – полимеризационная колонна
5 – аппарат для растворения соли АГ
6 – кожухотрубчатые теплообменники-холодильники
8 – поливочный барабан
9 – направляющие вилки
11 – резательный станок
12 – бункер для крошки
В процессе полимеризации выделяется вода, пары которой, выходя из колонны, увлекают с собой пары ε-капролактама. Для возвращения ε-капролактам в реакционную зону пары направляют в теплообменники 6, в которых лактам конденсируется и стекает обратно в колонну, а воду собирают в сборник 7.
Далее рассмотрим еще один процесс, связанный с производством поли-ε-капроамида.
1 – плавитель-осушитель капролактама
3 – реактор для приготовления натриевой соли капролактама
4 – аппарат для приготовления раствора N-ацетилкапролактама в капролактаме
5 – дозировочные насосы
8 – полимеризационный шкаф
Скоростная полимеризация применяется в промышленности для получения преимущественно крупногабаритных и толстостенных изделий. Процесс скоростной полимеризации используют также для получения полиамида-12 и додекалактама и наполненных полиамидов.
Теперь обратимся к процессу получения полиамида-6,6. Так, сырьем для его получения выступают адипиновая кислота и гексаметилендиамин. Известно, что адипиновую кислоту можно получить несколькими способами. Ее синтезируют из фенола, получают из бензола через циклогексан, из бутадиена через динитрил, из тетрагидрофурана и путем гидромеризацией акрилонитрила.
Для получения полиамида высокой молекулярной массы из дикарбоновых кислот и диаминов должно соблюдаться эквимольное соотношение реагирующих веществ.
Получение соли АГ может быть выделено в отдельный процесс, совмещено с непрерывным производством мономеров (в этом случае кислоту и диамин используют не раздельно, а сразу готовят из них соль) или включено в непрерывный процесс производства полиамида-6,6.
1 – аппарат для растворения адипиновой кислоты
2 – аппарат для получения соли АГ
3 – аппарат для осаждения соли АГ
При температуре реакции полиамид-6,6 частично разлагается, что затрудняет создание непрерывного процесса его производства. Так, схема процесса производства полигексаметиленадипамида (полиамида-6,6) приведена ниже:
1 – реактор-автоклав поликонденсации
4 – охлаждающая ванна
5 – направляющие валки
7 – резательный станок
Готовую соль АГ в виде порошка подают на поликонденсацию в реактор-автоклав 1, в который загружают также уксусную кислоту из расчета 1/150 моль на 1 моль соли.
По окончании реакции подвижный расплав полиамида с помощью сжатого азота через обогреваемую фильеру продавливается в ванну 4 с проточной водой. После охлаждения жгуты или ленты полиамида через направляющие валки 5 и тянущие валки 6 поступают на измельчение в резательный станок 7. Гранулы полиамида сушатся в вакуумной барабанной сушилке 8 и после сушки поступают на упаковку.
Как можно догадаться, полиамид классифицируют по множеству признаков: классы, метод переработки, наполнитель, механические свойства, тепловые свойства и электрические свойства. По способу производства полиамиды делят на: получаемые реакцией полимеризации и поликонденсации. Также выделяют три большие группы полиамидов: алифатические, жирноароматические (ароматические и полуароматические) и стеклонаполненные (модифицированные).
Алифатические полиамиды включают в себя кристаллизующиеся гомополимеры, сополимеры и аморфные. К первым относятся:
Полиамид 6 (ПА6, РА6, капрон)
Полиамид 66 (ПА 6.6 или РА 6.6) – полигексаметиленадинамид (анид, нейлон)
Полиамид 610 (РА 6.10) – полигексаметилаенсебацинамид
Полиамид 612 (РА 6.12)
К ароматическим и полуароматическим относятся кристаллизующиеся (например, полиамид 86, полиамид 106 и полиамид 96) и аморфные (полиамид 6-3Т). Стеклонаполненные полиамиды на рынке представлены широким спектром различных марок: ПА6-ЛПО-Т18, ПА66-1А, ЛТА-СВ5 и прочими.
Разберем маркировку одно из ПА:
Приведенный полиамид является полиамидом-6, усиленным стекловолокном на 30%, с модифицирующей антифрикционной добавкой, термостабилизированный.
Обычно полиамид обозначается буквами ПА и цифрами, которые говорят о количестве атомов углерода в материале. В модифицированных и наполненных марках может быть несколько букв и цифр, относящихся к его физико-механическим свойствам.
С – стеклонаполненный, светостабилизированный
Полиамид, что это за материал и в каких отраслях промышленности он применяется
Удивительное на каждом шагу: незаметный и вездесущий полиамид
Полиамиды – это группа синтетических волокон, получаемых путем переработки разнообразного органического сырья, такого как уголь, нефть, природный газ.
Полиамиды могут быть различной плотности – от тонких эластичных нитей до твёрдых синтетических пластмасс – в зависимости от взаимодействия с различными компонентами.
Свойства разных марок полиамидов, относящихся к кристаллизирующимся полимерам, фактически идентичны:
Последнее свойство относится скорее к недостаткам, но после просушивания все изначальные качества материала восстанавливаются. В связи с этим электрические и механические показатели полиамидов зависят от влажности окружающей среды.
Первые синтетические полиамиды были получены в 1862 и 1899 годах, их промышленное производство в США наладили в 1938 году, а в СССР – в 1948 году. Сегодня полиамиды получили широчайшее распространение и используются во всех без исключения отраслях. Рассмотрим некоторые из них.
Машиностроение, приборостроение
В машиностроительной промышленности, приборостроении из полиамидов (с учётом их свойств) изготавливают шестеренки, втулки, звездочки, шнеки, пробки, подшипники, валики, ролики, зубчатые и червячные колёса, штампы, уплотнители и многое другое.
Текстильная промышленность
Практически все синтетические волокна содержат полиамид. Самыми популярными являются капрон и нейлон.
Среди недостатков следует отметить накопление синтетическими тканями статического электричества, нетерпимость к длительному воздействию прямых солнечных лучей. Кроме того, изделия из синтетики плохо пропускают воздух.
Однако все эти изъяны с лихвой компенсируются тем, что изделия обладают высокой прочностью и не мнутся. Часто синтетические нити добавляют к шерсти, вискозе, акрилу для большей прочности вещей. Так синтетический войлок – основной материал для изготовления ковролина и паласов. Ковролин из него неприхотлив в использовании, выполняет функции теплоизоляции и звукоизоляции. А богатство оттенков позволяет подобрать идеально подходящий тон.
При упоминании о капроне, нейлоне приходят на ум текстильные вещи. Между тем именно синтетические нити находятся на первом месте в качестве шовного материала.
Полиамидная мононить применяется в травматологии, нейрохирургии, гинекологии, офтальмологии, пластической и общей хирургии. Нить на основе полиамида обладает высокой степенью совместимости с тканями организма, эластичностью, прочностью. В случае инфицирования раны такая нить не поддерживает нагноительный процесс, тем самым снимая дополнительные сложности. Мононитью сшивают сосуды, бронхи, сухожилия и любые кожные покровы. Рассасываются синтетические нити в течении 2–5 лет, что позволяет использовать их в широчайшем диапазоне. Этот шовный материал подвергается биодеградации через 1-2 года.
Не следует забывать о протезах, системах для капельниц, шприцах, деталях медицинского оборудования – многое из перечисленного также изготавливается из полиамида.
Пищевая промышленность
Самой востребованной по применению в пищевой промышленности является полиамидная плёнка. Это вакуумная упаковка любых скоропортящихся продуктов питания, пакетированная упаковка.
Полиамидная пленка прочна, эластична, не подвержена коррозии в процессе использования, что обеспечивает герметичность упаковки пищевых продуктов. На этот материал легко наносится любое изображение, что также немаловажно и широко используется. Колбасы, сыры, мясные изделия, молочные продукты, чай и кофе, кондитерские изделия – полиамидная пленка применяется всюду.
Оборудование для пищевой промышленности следовало бы отнести к машиностроению, но всё же. Сепараторы, насосы, оборудование для переработки мяса, различные тележки, транспортеры, аппараты для производства полуфабрикатов, макарон, кондитерских изделий – везде присутствуют детали из полиамида, что повышает качество и долгосрочность их работы
Народное хозяйство
В сельском хозяйстве и просто в быту также широко представлены изделия из полиамидов: различные плёнки бытового назначения, водостойкий клей, материалы для изоляции, плитка, трубы, декорирующие элементы. Всё это без учёта деталей бытовой техники и оборудования – от кухонных ножей, до стиральных машин.
Оборонная промышленность
Полиамид плотно вошел во все сферы нашей жизни, но используются далеко не все его возможности. Ежегодно изобретаются и внедряются новые успешные соединения на основе уже известных полиамидов.
Полиамид: что за материал, свойства и области применения
Полиамид – это ненатуральный синтетический материал, который только в 60-ых годах стал выделяться как отдельный вид ткани. Тогда же его начали производить в промышленных масштабах. Полиамид также добавляют в другие виды тканей, что придаёт им большую прочность, лёгкость и эффектность. Используют этот материал в широких объёмах для пошива одежды.
Кроме того, полиамид применяют для изготовления лесок и снастей для рыболовов, разных канатов, фильтров, так как нить из него прочная и тонкая.
Полиамид: описание материала
В состав этой ткани входят синтетические волокна. Они получаются путём переработки нефти, природного угля и газа (органическое сырьё). Полиамид обычно имеет шероховатую поверхность, но в настоящее время уже производят гладкую и блестящую ткань.
Стоимость полиамида зависит от вида синтетических волокон, применения и характеристики.
Технология изготовления материи делится на три этапа:
Достоинства полиамида:
Недостатки:
плед из велсофта
Виды полиамидной ткани
Полиамид – это ткань синтетическая, её используют для пошива всевозможной одежды. Материал классифицируется по его составу и характеристикам. Существуют следующие виды:
Данная полиамидная ткань один из самых популярных и самых старых синтетических материалов. Нейлон практически перевернул модный мир. Из него изготавливают женские колготки, нижнее бельё, кофточки, частенько его добавляют в состав свитеров, носков и других трикотажных изделий. Главные характеристики нейлона – это лёгкость, быстрота высыхания, красота внешнего вида. Отрицательное качество нейлона в том, что это синтетика и может быть аллергия. Кроме того, в мокром виде он растягивается.
Уход за нейлоновыми вещами прост, можно даже стирать в машинке, только не в горячей воде и при глажке тоже тёплым утюгом. Но нейлон вообще-то гладить не нужно.
Нейлоновые волокна добавляют в хлопковые или атласные ткани, что придаёт изделиям лёгкость, упругость и делает продукцию менее дорогой. Флор — одна из таких тканей.
Этот материал в основном используют для производства повседневной одежды для взрослых. В отличие от нейлона, он не так легок, но зато прочен и хорошо дышит. Воздухопроницаемость осуществляется за счёт пористой внутренней поверхности ткани.
Широкое применение данная ткань нашла в производстве взрослой и детской верхней одежды. Основной положительной чертой является то, что ткань хорошо отталкивает воду и отлично дышит. Ткань джордан мягонькая, гладкая и переливается.
Из данной материи шьют плащи, куртки, пальто, ветровки, комбинезоны.
Распространённая разновидность полиамида. Ткань прочная, ворсистая, не вышаркивается, тёплая, но дышащая. Выглядит как толстый материал с ворсом, без образования катышков. Стирать изделия можно часто, форму они не теряют. Ткань не садится и не линяет, очень приятна к телу и смотрится красиво. Бывает набивной с рисунком или однотонной. Используется для пошива вещей для взрослых, детей и для домашнего текстиля:
Используется как добавочный материал к другим волокнам. Основные свойства эластана:
Полиамидная фильтрованная ткань
Большую популярность нынче завоевали синтетические фильтрованные ткани. В отличие от натуральных волокон, их сложно разорвать, они устойчивы к химическим реагентам.
Главная функция фильтрованной полиамидной ткани в том, что она улавливает твёрдые частички газов и жидкостей. Данная материя как перегородка, где они оседают.
Применение
Полиамид из-за высоких характеристик широко используется в разных отраслях промышленности: пищевая, медицинская, металлургическая, фармацевтическая, горнодобывающая, нефтехимическая.
Фильтрованная ткань применяется при пошиве товаров народного потребления (спецодежды, курток, комбинезонов). Кроме того, широкой популярностью пользуется одежда из полиамида у туристов и рабочих всех отраслей (нефтяников, строителей). Также из этой ткани шьют сумки, кошельки, визитницы и даже обувь. Из волокон изготавливают ковры, шнурки, кружева.
Уход за изделиями из полиамида не сложный, но требует соблюдения некоторых правил, чтобы они дольше вас радовали.
Основные производители
Сегодня основными фирмами по производству полиамида являются:
Если сделать вывод из вышесказанного, то следует отметить, что полиамид плотно вошёл в нашу жизнь. Так как продукция из полиамида выпускается практически на все случаи жизни, то можно без сомнения говорить, что у каждого из нас так или иначе присутствуют изделия из синтетических волокон. А одежды из полиамида такое разнообразие, что можно подобрать на свой вкус и цвет. И она вас будет долго радовать своей красотой, лёгкостью и согревать своей нежностью.
Полиамид (ПА) : характеристика, марочный ассортимент и области применения
Химическая промышленность — отрасль мировой экономики, развитие которой (по сравнению со многими другими отраслями) идет относительно медленно, но уверенно и непрерывно. Полиамиды (ПА) как химический класс заняли свое место в отрасли уже давно (разумеется, «давно» — для материала, появившегося немногим больше полувека назад). Еще в 1973 году мировое производство полиамидов конструкционного назначения составило около 300 тыс. т, в 2002 г. около 2 млн. т.
Полиамиды — это группа пластмасс с известными названиями: «капрон», «найлон», «анид» и др. В составе макромолекул полимера присутствует амидная связь и метиленовые группы, повторяющиеся от 2 до 10 раз. Полиамиды кристаллизующиеся полимеры. Свойства различных полиамидов довольно близки. Они являются жесткими материалами с высокой прочностью при разрыве и высокой стойкостью к износу, имеют высокую температуру размягчения и выдерживают стерилизацию паром до 140оС.
Полиамиды обладает высокой прочностью при ударе и продавливании, легко свариваются высокочастотным методом. Полиамиды обладают очень высокой паропроницаемостью и низкой проницаемостью по отношению к газам, поэтому их применяют в вакуумной упаковке. На полиамиды легко наносится печать. Прозрачность ПА-пленок высока, особенно двуосно-ориентированных. Блеск также улучшается при ориентации.
Электрические и механические свойства материала зависят от влажности окружающей среды. Новейшей разработкой является получение аморфного полиамида. Он имеет меньшую паропроницаемость по сравнению с кристаллическими полиамидами.
Полиамид-6-блочный (он-то как раз и известен более как капролон или, иногда, капролон-В) определяется промышленными специалистами как многофункциональный конструкционный материал, выступающий в качестве заменителя цветных металлов и их сплавов.
Капролон сравнительно молод: в российской и зарубежной промышленности он применяется чуть больше тридцати лет, правда, все это время — исключительно эффективно.
Капролон очень прочен, имеет низкий коэффициент трения в паре с любыми металлами, хорошо и быстро прирабатывается, в 6-7 раз легче бронзы и стали, взамен которых, собственно говоря, он и применяется весьма и весьма успешно. При этом капролон не поддается воздействию углеводов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей и слабых кислот, растворяясь в крезолах, фенолах, концентрированных минеральных кислотах, муравьиной и уксусной кислотах. Обрабатывать капролон можно практически любым способом: он достаточно легко поддается обработке фрезерованием, точением, сверлением и шлифованием.
В дополнение к перечисленным достоинствам, изделия из капролона позволяют устройствам и механизмам, в которых они используются, работать бесшумно и при этом вполне надежно. Износ пар трения при использовании капролоновых деталей снижается в 1,5-2 раза, и соответственно повышается их ресурс.
Наконец, к капролону трудно предъявить какие-либо экологические претензии. Предприятия, занимающиеся его производством, а также производством конечных продуктов из капролона, как правило, имеют гигиенический сертификат на контакт с пищевыми продуктами и питьевой водой.
Для транспортировки капролона можно использовать контейнеры любого типа или вообще любой вид крытого транспорта. Главное, чтобы материал транспортировался в условиях, исключающих прямое попадание влаги. Капролон поставляется в виде плит, брусков и стержней (свободное литье), втулок (центробежное литье) или готовых изделий по документации заказчика.
Что же касается конечного продукта, то полученный материал используют для изготовления:
— подшипников скольжения, направляющих и вкладышей узлов трения, работающих при нагрузке до 20 МПа при смазке маслом, водой или всухую;
— шкивов, блоков и роликов грузоподъемных механизмов с тяговым усилием до 30 тонн;
— корпусов, кронштейнов, ступиц колес и других деталей, к которым предъявляются повышенные требования по ударостойкости;
— шестерен, звездочек и червячных колес различных устройств и механизмов с целью снижения уровня шума и вибрации (до 15 ДБ);
— деталей уплотнения и манжет для систем высокого давления (до 500 атм.).
И это не самый полный список конечных изделий, если учесть, что используют полиамид-6 (капролон), по меньшей мере, в семи промышленных отраслях: пищевой, станкостроительной, химической (целлюлозо-бумажной, нефтехимической), судостроительной, металлургической, при изготовлении подъемно-транспортных механизмов и сельскохозяйственной техники.
Максимальной популярностью полиамид-6 (вернее, одна из его производных) пользуется у производителей комплектующих для автомобилей, которые изготавливают на основе капролона кордную ткань — текстильный армирующий материал для покрышек пневматических шин. Как правило, в качестве армирующего материала полиамидную кордную ткань используют при производстве шин самого широкого спектра: для автомобилей легковых, легкогрузовых и грузовых; общественного транспорта, сельскохозяйственных машин, также в шасси самолетов и другой авиационной техники.
Кордная ткань из полиамидных нитей обладает всеми теми же качествами, что и обычная, но плюс к этому превосходит ее по таким критериям, как прочность, термостабилизированность, и некоторым другим показателям. Плюс к этому выпускающие полиамидную кордную ткань производства стараются выпускать в основном «высокопрочные марки ткани и ткани облегченной структуры при сохранении прочностных показателей полоски (полотна)», применение которых дает автомобилестроителям возможность существенно увеличить грузоподъемность, скорость, надежность и безопасность своей продукции, снизив при этом расход топлива отчасти за счет снижения массы шин.
Получают полиамидную кордную ткань посредством переработки полиамидной нити технического назначения, которая, в свою очередь, выпускаются двух видов: не окрашенной и окрашенной в массе в различные цвета и оттенки. Помимо термостабилизированности (т.е. сохранения прочности при высоких температурах), эта нить отличается светотермостабилизированностью, позволяющей сохранять физико-механические свойства при интенсивном ультрафиолетовом облучении.
В силу своих физико-механических качеств кордная ткань из полиамида-6 служит гораздо дольше обычной, а потому позволяет потребителям экономить на затратах на комплектующие, что и объясняет быстро растущую популярность относительно нового материала в «машинных» отраслях.
Буквально в последние годы полиамид-6 стал использоваться как базовый полимер при изготовлении нового биоразлагаемого упаковочного материала. Производят экологически чистую новинку итальянцы, которые и дали ей название Mater-Bi. В химический состав упаковки с большим будущем входит не только полиамид-6, но и несколько добавок природного происхождения. Третий элемент Mater-Bi — синтетические нетоксичные полимеры, имеющие допуск к непосредственному контакту с пищевыми продуктами. Все они, как правило, обладают хорошей гидрофильностью и достаточно быстро разлагаются в естественных природных условиях. Производители утверждают, что упаковки из их материала, вывезенные на свалки, полностью разлагаются практически без остатка, не нанося ущерба окружающей среде.
Предприятия, занимающиеся производством полиамида-6 (капролона), различают несколько разновидностей этого материала. Во-первых, так называемый «полиамид-6-блестящий», иначе говоря — первичный (ОСТ 6-06-С9-93). Это продукт гидролитической полимеризации Е-капролактама, который выпускается в виде гранул от белого до светло-желтого цвета.
Во-вторых, есть еще и полиамид-6-литьевой (вторичный) (ТУ 6-13-00203967-61-99) — продукт, получаемый методом плавления отходов. Он предназначен для изготовления «изделий культурно-бытового назначения и неответственных деталей технического назначения». Выпускается в виде гранул от белого до черно-коричневого цвета. Чехи (доминирующие производители полиамида-6 в Центральной Европе) предпочитают заниматься производством более качественного литого полиамида-6-блочного (РА — 6), который используется в основном в машиностроении (ЉKODA auto, ЉKODA PLZEТ), сельском хозяйстве и полиграфическом производстве.
Однако, пока промышленники выбирают, какая разновидность материала-новичка им больше подходит, полиамид-6 как класс материалов уверенно занимает лидирующее место, все более оттесняя цветные металлы.
Полиамид 66 (ПА 66) — продукт поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Отличается наиболее высокими прочностными свойствами, высокой твердостью, деформационной стабильностью, повышенной теплостойкостью. Используется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенных механических нагрузок (шестерни, вкладыши, сепараторы подшипников, корпуса и другие детали).
Сополиамиды АК — 93/7, АК — 80/20 — продукты сополиконденсации капролактама, адипиновой кислоты и гексамителендиамина. Обладают высокими физико-механическими и антифрикционными свойствами, хорошей технологичностью при переработке литьем под давлением. Изделия из сополиамидов применяются в машино- и приборостроении ( корпуса, шпули, каркасы вкладыши, бегунки и т.д.).
Полиамид 12 (ПА 12) — продукт гидролитической полимеризации додекалактама. Отличается от других полиамидов повышенной водо- и морозостойкостью, что дает возможность эксплуатировать изделия из него в средах переменной и высокой влажности. Из ПА 12 изготавливают детали шахтного крепежа, турбины турбобуров, рабочие органы погружных насосов, переключатели, изоляцию электрических проводов, микроконтакты, релейные детали, клапаны, трамблеры для автомобилей, трубопроводы для подачи горючего.
Полиамид (ПА 610) — продукт поликонденсации себациновой кислоты и гексамитилендиамина. Характеризуется большой упругостью и меньшей адсорбцией влаги, чем ПА 6 и ПА 66, хорошими электроизоляционными свойствами, повышенной размерной стабильностью. ПА 610 применяется для изготовления деталей конструкционного и антифрикционного назначения, прецизионных изделий точной механики (втулок, вкладышей, мелкомодульных шестерней, деталей клеммных колодок, золотников, манжет уплотнения), а также для деталей электроизоляционного назначения.
Для улучшения эксплуатационных свойств и теплостойкости полиамидов в них вводят различные наполнители волокнистой и мелкодисперсной структуры и другие добавки.
Композиционные и модифицированные материалы на основе полиамидов
Введение в полиамиды стекловолокнистого наполнителя позволяет получить материал с увеличенной прочностью, жесткостью, теплостойкостью, менее растрескивающийся в условиях повышенных и пониженных температур. При этом значительно снижается усадка и коэффициент линейного расширения. Эластичность материала и сопротивление к истиранию у стеклонаполненного материала меньше, чем у ненаполненного.
Из стеклонаполненного полиамида изготавливают детали точных приборов, кулачковые диски, корпуса электроинструментов, например дрелей, кожухи малогабаритных насосов, сепараторы подшипников, несущие детали трансформаторов, игольчатые роликовые подшипники и т.д. Для уменьшения коэффициента трения и улучшения износостойкости используют в качестве наполнителя графит и дисульфид молибдена. Наполнение полиамида тальком позволяет получить деформационные марки с увеличенной размерной стабильностью.
Модификация полиамидов радиационным облучением готовых изделий приводит к образованию в полимере трехмерной пространственной сетки. Это позволяет увеличить прочность без потери стойкости к ударным нагрузкам, а также повысить теплостойкость. Полиамиды могут выпускаться окрашенными в широкую цветовую гамму для изготовления деталей конструкционного, радио- и электротехнического назначения и оборудования интерьера салонов автомобилей. Окрашенные полиамиды отличаются большей жесткостью и несколько меньшей ударной прочностью и эластичностью по сравнению с неокрашенными.
Технические качества и сферы применения полиамида
Использование полиамидных материалов
Полиамиды имеют широкую область применения. Основные сферы использования материала следующие.
Историческая справка
Первый синтез полиамидных соединений был произведен в 1862 году в Соединенных Штатах. Основой для проведения синтеза служил нефтепродукт поли-ц-бензамид. Позднее для этих целей стал использоваться поли-е-капрамид.
Промышленный синтез полиамидов был налажен в конце 30-х годов ХХ века в США.
Первым направлением массового применения синтетического материала стало производство искусственных волокон и тканей, в частности, нейлона и капрона. В Советском Союзе производство полиамидов было организовано лишь в послевоенное время.
Разновидности и модификации
Современная химическая промышленность выпускает различные виды и модификации полиамидных материалов:
На рынке промышленных материалов полиамиды встречаются под такими торговыми марками и названиями: Basf Ultramid, Basf Capron, Ultralon, Lanxess Durethan, DSM Akulon, Rochling Sustamid, Ertalon, Nylatron, Tekamid и прочие. За многообразием коммерческих наименований скрывается полимеры и полиамидное волокно из перечисленных выше групп.
Свойства и технические характеристики
Свойства полиамида различных видов в большинстве своем сходны между собой, но имеют некоторые отличия. В общем случае полиамид – это конструкционный материал, обладающий высокими прочностными качествами и износостойкостью.
Синтетические ткани выдерживают высокотемпературную обработку паром (до 140 градусов) и, при этом сохраняют свою эластичность. Детали трубопроводов и запорно-регулирующая арматура, в производстве которых использованы полиамиды, обладают хорошей стойкостью к механическим ударам и нагрузкам.
Широко распространенный промышленный полимер Поламид-6 имеет высокую степень устойчивости к различным нефтепродуктам, горюче-смазочным материалам и некоторым видам растворителей. Полимер применяется при производстве нефти, в автомобильной промышленности, машиностроении и приборостроении.
Недостатком Полиамида-6 является высокая степень водополглощения, что накладывает определенные ограничения на применение материала во влажных и мокрых средах. При этом после высыхания материал восстанавливает свои первоначальные технические качества.
Полиамид-66 обладает большей плотностью в сравнении с Полиамидом-6. Полимерный материал, также известный под маркой Текамид-66, обладает высокими показателями жесткости, прочности, твердости и упругости. Отлично противостоит воздействию щелочей, растворителей, жиров, масел и еще целого ряда технических и пищевых жидкостей. Не разрушается под действием радиоактивного излучения.
Материал Полиамид-12 остается стабильным в высокотемпературных влажных средах и обладает отличными показателями скольжения и эластичности. Вследствие этого он применяется для изготовления амортизаторов, втулок, роликов, поршней, деталей шнеков, колес, подвижных блоков.
Модификация Полиамид-11 имеет самый низкий показатель водопоглощения (менее 0,9%) и самый высокий срок эксплуатации. Материал хорошо зарекомендовал себя при работе в условиях отрицательных температур. Допускает продолжительный контакт с пищевыми продуктами.
Полиамид-11 применяется в машиностроении, автомобильной, авиационной и пищевой промышленности, в энергетической и электротехнической отраслях. Ограничение на использование полимера в некоторой степени накладывает его более высокая стоимость в сравнении с другими материалами группы полиамидов.
Полиамид-46, благодаря своей полукристаллической структуре, обладает самой высокой температурой плавления среди аналогов и конкурентов (не менее 295 градусов). Соответственно, основной областью использования материала являются высокотемпературные среды. При этом достаточно высокая степень водопоглощения делает невозможным использование материала в сырых и влажных условиях.
Композитный полиамид, наполненный стекловолокнистым материалом, имеет повышенные показатели жесткости, прочности и термостойкости. При этом невысокий коэффициент температурного расширения материала заметно уменьшает степень его усадки в условиях постоянных тепловых колебаний.
Композиты не растрескиваются на морозе и остаются стабильными при нагреве. Благодаря этим свойствам стеклонаполненные полиамиды применяются в производстве приборов, корпусов музыкальных и технических инструментов, диэлектрических деталей различного электротехнического оборудования.
Что за материал полиамид?
Полиамид па представляет собой пластмассу, которая производиться из линейного синтетического высокомолекулярного соединения. Это соединение включает в себя амидную группу —CONH—. Этот материал используют в различных сферах.
Его применяют в процессе производства автомобилей, текстиля и т.д. Но основное направление в производстве полиамида направлено на текстильную промышленность, так как этот материал добавляют в составы нитей и волокон, например, для колгот, нижнего белья, спортивной одежды, коврового покрытия, носков. Полиамид и эластан считаются одними из самых востребованных материалов в данной сфере.
Чтобы понять – что за материал полиамид, необходимо знать особенности его строения. Для получения полиамида используют амид многоосновной кислоты с альдегидами. Между этими веществами должна произойти реакция поликонденсации. Так как в состав полиамида входят различные кислоты, его разделяют на несколько марок. Самыми популярными марками полиамида можно считать: 6,12,66,610.
Применение
Каждая марка полиамида имеет разные особенности и свойства.
• Полиамид 6 представляет капроновое волокно. Капрон используют в текстильной промышленности, для производства некоторых хозяйственных товаров. Он входит в состав некоторых обшивочных материалов и обивок. Капроновые смолы находят свое применение в машиностроении. Также из полиамида па 6 производят парашюты. Это достаточно эластичное соединение, оно не отличается высокой прочностью и износостойкостью.
• Полиамид 80/20 применяется в процессе изготовления литьевых деталей. Его часто используют в сфере электротехники, в приборостроении. Из него изготовляют прочные конструкционные детали и изделия.
• Полиамид 12 предназначается в основном для производства труб. Труба из полиамида этой марки будет отличаться высокой прочностью и теплостойкостью. Также его добавляют в составы некоторых деталей для автомобилей и самолетов. Он имеет высокие температурные показатели. Полиамид 12 марки прекрасно сохраняет свою прочность при температуре – 60 °С. Выпускается заводами-изготовителями в чистом виде.
• Полиамид 6/66-3 добавляют в составы клеев и лаков. Он является незаменимым компонентом в составе пленок. Также это вещество применяют для производства протезов, ним обрабатывают бумажно-целлюлозные материалы.
• Полиамид 66 является прочным и жестким материалом. Его применяют в производстве деталей для машин. Он служит важным компонентом в составе некоторых деталей для электротехнических приборов. Стойкий к высоким температурам. Отличается высокой степенью скольжения.
• Полиамид 6 блочный имеет еще одно название – капролон. Этот материал используют для замены дорогостоящих цветных металлов. Он имеет малый вес, не поступается прочностью и износостойкостью. На это материал не влияют агрессивные жидкости, например, спирты, кислоты или жиры Этот материал применяют в процессе производства деталей для транспорта. Капролон имеет повышенную жесткость, высокую усталостную прочность.
Стоит отметить, что пряжа из полиамида, способна долго сохранять свою форму. Изделия из таких волокон не выгорают на солнце, имеют высокую прочность и эластичность. Полиамидные нити используют в производстве канатов и рыбных сетей. Полиамидные волокна добавляют в состав ковровых покрытий.
Свойства и ценность материала
На сегодняшний день полиамид применяют во многих сферах, но самой востребованной сферой считается текстильная. На этикетках одежды сейчас можно увидеть комплексные составы, например, хлопок и полиамид, вискоза и полиэстер, шерсть и полиамид.
Одежда из полиамида имеет прочную структуру, она не мнется, быстро сохнет. Полиамид, добавленный в состав нижнего белья, делает его более износостойким и эластичным. Материалы с полиамидом могут иметь как шероховатую поверхность, так и гладкую.
Полиамидные волокна обладают рядом положительных качеств:
Кроме всех положительных свойств, полиамид имеет и негативные особенности. Самыми большими минусами этого материала есть:
Производители и стоимость
Цена на изделия из полиамида достаточно разная. Это обусловлено тем, что каждая марка этого материала имеет свою стоимость. Например, капролон имеет цену 260 рублей за 1 кг, полиамид 6 оценивают в 350-400 рублей за 1 кг. Полиамид 610 в чистом виде стоит примерно 600 рублей за 1 кг.
Основными производителями полиамида в мире считаются: Китай, Япония, США и некоторые страны Европы. В Российской Федерации этот материал производят компании: