Полиамид

Полиамид: описание, специфика, примеры изделий

Данная статья посвящается одному из наиболее популярных синтетических материалов, изделия из которого стали необходимыми и распространенными во всех сферах деятельности.

История появления и перспективы использования полиамида

Пластик данного типа объединяет группу материалов, которые созданы после смешивания волокон органического и искусственного происхождения. Сейчас уже сложно определить дату появления и начала широкого использования синтетических изделий.

В тридцатых годах прошлого столетия ученые изобрели и предложили для изготовления автомобильных шин нейлон. Благодаря исключительным техническим характеристикам, использование материала было расширено: из него начали производить обувь, одежду.

Процесс раскрытия возможностей пластика и производных из него материалов был преимущественно экспериментальным. Но именно благодаря опытам, в 60-х годах изобретен полиамид, который начали использовать в тканевом производстве. Несмотря на ценовую доступность синтетики, пользователи не спешили менять натуральные ткани на искусственные.

Но так продолжалось недолго, и уже через несколько лет разработаны технологии комбинированных тканей, которые выпускает легкая промышленность. В нынешних условиях представить современный мир без пластика уже невозможно. Это не только бытовые товары, но и корпусные части техники, строительные изделия, инструменты, элементы внутренней отделки во всех видах транспорта.

Специфика состава полимеров и технология производства

Для изготовления материала используются природные ресурсы органического происхождения. Это может быть нефть, газ или древесный уголь.

Этапы производства полимеров:

1. Синтез бензола. В результате получается капролактам;
2. Формирование полимера;
3. Переработка волокон в нити.

Методы переработки:

• Нагретое сырье пропускается через технологическое отверстие экструдера. В результате полимерное соединение получает форму заготовки;
• Полимеризация. Высокомолекулярное вещество проходит формовочный процесс многократного присоединения молекул вокруг основного центра;
• Прессование. Производство тканей после пропускания полимерного материала через устройство высокого давления;
• Литье. Пластмасса в расплавленном состоянии заливается под давлением в форму, после чего застывает;
• Вакуумная формовка. Технология предусматривает получение листового или пленочного материала. Подогревание осуществляется до того момента, когда материал из твердого состояния переходит в эластичное;
• Пневматическое формирование. Обработка сырья проходит при воздействии сжатым воздухом и высокой температуры.

Любой из перечисленных методов дает высокий показатель термостойкости готовых изделий, которые не подвержены влиянию воды. Дополнительные свойства формируются за счет специальных добавок кислотного или хлоридного типа.

Механические свойства продукции полиамидного происхождения

Разновидности материалов из данного полимера по большинству характеристик между собой схожи. Их объединяют главные качества – механическая прочность и стойкость к разложению.

Преимущества использования полиамида

В перечень положительных свойств материала можно зачислить:

• Пластичность и гибкость. Материал под влиянием деформирующих и растягивающих воздействий сохраняет форму;
• Водоотталкивающие свойства ускоряют высыхание тканей;
• Материал не воспламеняется и не обладает показателем быстрого возгорания. При воздействии открытого огня медленно плавится и тлеет;
• Стойкость к ультрафиолету, под влиянием которого полимеры сохраняют первоначальную цветовую гамму и целостность;
• Материал не поддерживает развитие грибковых спор, плесени;
• Стойкость к среде, насыщенной агрессивно влияющими веществами. Полимер не разрушается от контакта с кислотами, солевыми, щелочными растворами;
• Гладкая, приятная на прикосновение поверхность;
• Совместимость с различными видами красителей;
• Тканевые материалы могут поддаваться ручной или машинной стирке, после высыхания не мнутся и не сокращаются;
• Высокая прочность. Полимерные ткани состоят из нитей, каждая из которых выдерживает полтора килограмма веса;
• Легкость за счет низкого удельного веса.

Недостатки синтетических тканевых материалов:

• Слабое влагопоглощение;
• Теплопроводность делает одежду некомфортной;
• Невыводимость жировых пятен;
• Материал не выдерживает температуру выше сорока градусов. Переохлаждение приводит к ломкости и хрупкости;
• Электризация из-за низкого уровня гигроскопичности;
• Возможность вызывания аллергенных реакций.

Технические параметры и возможности применения полиамида

Благодаря износостойкости и прочности, полимерный материал применяют во всех сферах деятельности:

• Легкая промышленность. Изготовление различных видов одежды, защитных плащей, непромокаемых курток, веревок и канатов, спортивного, рыболовного инвентаря. Обувь на синтетической подошве отличается легкостью, поэтому спортивная обувь изготавливается именно на основе полимеров. Также из синтетических материалов изготавливают снаряжение для туристов, колготки, нижнее белье;
• Машиностроительная отрасль. Из пластика изготавливают втулки, ролики, прокладки, элементы амортизационных конструкций;
• Строительство. Продукция представлена широким рядом трубопроводных соединительных и регулировочных элементов. Синтетическая добавка используется для изготовления мастик, герметиков, антисептических и антикоррозионных покрытий;
• Пищевая индустрия. Чистый пластик используется для изготовления всех видов приборов, емкостей и оборудования, которые контактируют с продуктами;
• Медицинская деятельность. Расходные хирургические материалы, протезы, ортопедические пояса, бандажи, заменители кровеносных сосудов, суставов.

Разновидности и модификации

Один и тот же вид волокна представлен двумя наименованиями – полиамид и нейлон. Материал используется более чем полвека. Свойства двух тканей практически аналогичные: высокая прочность на разрыв, почти не тянутся, стойкие к изнашиванию, проявляют стойкость при высоких и низких температурах. Ткань способна выдержать паровую нагрузку при температуре до +140 °С. На российском рынке материал обозначается номерами 6, 11, 12, 66, 610. Если ткань прошла вторичную переработку, то присваиваются номера 6-12 и 6-21.

Широко распространенной группой в мире и России признана группа РА-6. Вещество используется при изготовлении конструкционного термопласта. Его можно встретить на продукции автомобилестроения и на промышленном горнодобывающем оборудовании. Стойкость к углеводородам, механическим воздействиям, влагонепроницаемость, выгодно проявляют себя в надежных изделиях, поддающихся высоким нагрузкам.

Виды и область применения полимерных тканей

Таких в индустрии используется семь:

Капрон

Волокно синтетического происхождения на основе полиамида. Отличается бело-прозрачным цветом и высокой прочностью. В отличие от шелка, обладает эластичностью, не склонно к износу, не напитывается влагой и не теряет изначальных свойств.

Материал используется для изготовления:

• лески и сеток;
• веревок и шпагатов;
• гитарных струн;
• фильтрующих прокладок;
• чулочно-носочной продукции;
• втулок, зубчаток, нитей для шинных покрышек, подшипников;
• парашютных стропил.

Анид

Разновидность полиамида, получившего название от зарубежных химиков. Среди дополнительных характеристик этого материала – совместимость с различными красящими веществами и термостойкость.

Нейлон

Продукт первых удачно завершенных экспериментов, которые произошли в 1935 году. По легенде, название материалу дали от названий двух мировых столиц – Нью-Йорка и Лондона. Возможно это слишком приукрашенная версия, но если в нее сложно поверить, то можно считать, что это удачный слоган, который теперь известен во всем мире, как и сам материал. Несмотря на то, что нейлон обладает многими свойствами, найти четкого объяснения, чем он отличается от пропилена или полиамида, сложно.

Таслан

Воздухопроницаемая ткань, сохраняющая высокую прочность. Используется для изготовления одежды.

Джордан

Ткань обладает хорошей воздухопроводностью и водоотталкивающими свойствами. Из материала шьют плащи, куртки, комбинезоны, ветровки. Прочность основы усилена армированными нитями. Внешне материал гладкий, с переливающим оттенками цветом.

Велсофт

Материал привлекает дизайнеров по пошиву одежды легкостью. Иными словами, речь идет о микрофибре с нежной велюровой фактурой. Особенность ткани в том, что она не пропускает холод, выдерживает многочисленные стирки, и одновременно долго не изнашивается и не скатывается. Помимо одежды, материал используется при пошиве постельного белья.

Тактель

Микроволокно с двухслойной структурой, используемое для пошива спортивных или туристических костюмов для ношения в зимний период. В перечне изделий также нательный трикотаж, специальные послетравматические повязки.

Возможности применения синтетического полиамидного волокна

Материал изготавливается путем синтеза неорганических продуктов. Прочность получаемых нитей позволяет использовать их при производстве ковровых покрытий, снастей для рыбной ловли, одежды всех видов, искусственного меха и многих других изделий, необходимых для легкой и тяжелой промышленности.

Описание технических показателей

Все технические характеристики, свойственные полиамиду, перечислить невозможно. Рассмотрим наиболее распространенные параметры по моделям материалов:

ПА6-ЛПО-Т18. Показатель ударной вязкости достигает отметки в 30 единиц по Шарпи. Показатель неразрывности – от 77 МПа, стойкость к пробиванию – примерно 25 Кв/мм.

66-1А. Особенность материала в том, что он обладает высокой антидеформационной стойкостью. Ткань не вступает в химическое взаимодействие с маслами, нефтепродуктами, щелочами. Температура плавки – в пределах 254-260 градусов. Одно из направлений применения – изготовление прокладок и вкладышей, которые подвержены высоким механическим нагрузкам.

При создании материалов из полиэстера, для расширения технических характеристик в основные ингредиенты подмешивают соответствующие добавки. Примеси повышают температурную, механическую прочность.

Из истории разработки синтетического полиамидного волокна

Выше мы писали, что впервые процесс синтезирования ПА был выполнен в 1935 году. Но само соединение, в составе которого была смола, изготовили раньше. Легкая полимеризация styrax впервые была произведена в 1911 году. Но тогда полученный продукт не попал в промышленное производство из-за дорогих на то время нефтепродуктов.

Изделия из полимерного материала

Выше уже упоминались изделия и товарные группы, которые изготавливаются из данного полимерного соединения. Но это были предметы, которые производятся или используются в легкой промышленности. Но такой перечень изделий далеко не полностью отображает полную картину возможностей, которую дает этот вид пластмассы. Особенно это касается вещей, необходимых для применения в технических целях.

Полиамид широко применяется для производства:

• подшипников, работающих по принципу скольжения;
• усиленных и термостойких прокладочных изделий для оборудования и механизмов;
• элементов ступичных узлов в ходовых системах автомобилей, тяжелой техники, в системах промышленных станков, корпусных частей и кронштейнов;
• запасных частей и ремкомплектов для сложных агрегатов, используемых для снижения ударных нагрузок, стабилизации вибраций, звуковых ударов;
• повышающих герметичность уплотнителей в агрегатах с повышенным давлением.

Также материал используется для производства компонентов и деталей:

• складских тележек;
• труб и профилей разных сечений и диаметров, наружных и внешних заглушек, декоративных элементов;
• фурнитуры для мебели (отбойников, опор, направляющих);
• подшипников, роликов.

Основные параметры, характерные для полимерных тканей:

• Пластичность. Позволяет материалу легко сгибаться, но не менять изначальную форму;
• Прочность. Полимер легко выдерживает механическое воздействие;
• Термостойкость. Сохранение стабильного состояния при допустимо высоких или низких температурах;
• Нейтральность к химическим веществам. Материал не разрушается под воздействием кислот или щелочей, не окисляется при контакте с водой и кислородом;
• Долговечность. На протяжении всего периода эксплуатации материал не меняет физических качеств и особенностей;
• Регулируемый коэффициент трения. Поверхность полимера может быть гладкой или шероховатой;
• Нейтральность к электропроводности;
• Сохранение физической структуры при механических воздействиях;
• Стойкость к температурным изменениям;
• Паростойкость. До +140 °С;
• Стабильность структуры материала при низких температурах;
• Нейтральное отношение к воздействию растворителей;
• Взаимодействие с концентратами серной, муравьиной, трифторуксусной кислот, а также фенолом, хлором, крезолом, трифторэтанолом;

Улучшить основные физические качества материала, изменить структуру вещества можно с помощью добавок. В состав примешивают оптоволокно, минеральные наполнители. Твердые заготовки обрабатываются путем фрезерования, поддаются сверлению, шлифованию, точению, могут соединяться сварочным способом. Совместимы с любыми типами красок.

Недостатками материала считаются низкая воздухопроницаемость, что плохо сказывается на универсальности и гигиеничности одежды, особенно для маленьких детей. Также изделия из пластика становятся ломкими при температуре ниже 40 градусов. Если пользователи склонны к аллергии, им не рекомендуется пользоваться трикотажными материалами из синтетического волокна.

Чтобы объяснить, что такое полиамид, в нашей статье дана подробная информация об этом материале. Лучший способ разобраться в преимуществах и недостатках материала, сравнить с ближайшими аналогами. Разбираясь, что такое полиамид, мы показали, в чем его отличия от полиэстера и нейлона.