Нейлон, Полиамид 66, ПА 66 (полигексаметиленадипамид) относится к алифатическим полиамидам, термопластам инженерно-технического назначения и представляет собой конструкционный кристаллизирующийся материал. За рубежом полимер обозначается как Polyamide 66, PA 66, PA 6.6, Nylon, Nylon 66 и пр. Полимер является продуктом поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (соль АГ).
Полимер обладает следующими физическими характеристиками: низкий коэффициент трения, водоотталкивающие свойства, высокая механическая прочность, износостойкость, хорошие антифрикционные и диэлектрические свойства, он может использоваться для звуковой и вибрационной изоляции. ПА 66 по сравнению с Полиамидом 6 имеет меньшую плотность, при этом он более жесткий, прочный и твердый.
Нейлон отличается химической и климатической стойкостью, устойчив к смазочным материалам и нефтепродуктам, автомобильному топливу, а также к растворителям органического происхождения. По сравнению с ПА 6 нейлон имеет меньшую степень поглощения воды, обладает лучшими электроизоляционными характеристиками и более высокой теплостойкостью. Температура плавления составляет около 260°C. Полимер способен постоянно сохранять форму при температуре до 180°C и временно при 200°C.
Нейлон соответствует химической формуле ([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n). Две шестерки в альтернативном названии полиамид 66 соответствуют количеству атомов углерода в исходном мономере: 6 атомов в адипиновой кислоте и 6 - в гексаметилендиамине.
Сферы использования
Среди полимеров полиамид 66 занимает второе место по объему производства. Основное его применение – производство искусственных волокон. В промышленности он используется для изготовления особо ответственных деталей, работающих в условиях повышенных механических нагрузок. Это корпусные и уплотнительные технические изделия. Они применяются в машиностроении, судостроении, автомобилестроении, электротехнике, изготовлении спортивного инвентаря и других областях. Износ пар трения при использовании полиамидных деталей снижается в 1,5–2 раза и, соответственно, повышается их ресурс. В области производства колесных опор пластик используется для изготовления большегрузных колес целиком и их элементов, втулок, рычагов переключения в системах с центральным тормозом.
Достоинства
- полимер подлежит вторичной переработке. Добавление рециклата в размере до 10% к первичному материалу не меняет его физико-механических свойств;
- обладает высокими резистентными качествами при контакте с агрессивными химическими соединениями: щелочами, машинным маслом, жирами;
- даже под воздействием жесткого гамма-излучения материал не теряет своих характеристик;
- характеризуется хорошей текучестью, высокой скоростью отверждения и коротким временем цикла;
- рекомендуется для точного литья.
Недостатки
- высокий уровень водопоглощения (после просушки все свойства материала восстанавливаются);
- низкая стойкость к солнечной радиации, что объясняет недолговечность деталей при использовании их вне помещений (эти свойства проявляются в меньшей степени, чем у ПА 6);
- полимер 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;
- высокая температура плавления создает сложности в процессе производства изделий и увеличивает их цену.
История открытия
Полиамид 66 впервые был синтезирован в 1935 году специалистом в области органической химии доктором Иллинойского университета Уоллесом Н. Карозерсом. С 1928 г. Карозерс возглавлял лабораторию по исследованию искусственных полимеров в международной компании DuPont. Торговое название полимера – nylon компания DuPont получила от продавцов на всемирной торговой ярмарке в г. Нью-Йорк. Работники не поняли сокращения товара «Ny-Lon»(New-York и London) и решили, что это и есть название материала. Компания DuPont не стала патентовать название, и с тех пор оно стало нарицательным.
Физико-механические свойства
У нейлона при работе по стали без смазки (при малом количестве смазке) равен 0,17-0,20, со смазкой на основе масла — 0,014-0,020, с водой в качестве смазки — 0,02-0,05. Хорошие антифрикционные свойства позволяют применять его в парах трения без смазки или при недостаточной смазке. Лучшей смазкой для композитов на основе нейлона являются минеральные масла, эмульсии и вода. При температурах до +150°C на полимер не влияют минеральные масла, консистентные смазки. Он не растворяется в большинстве органических растворителей, не поддаётся воздействию слабых растворов кислот, щелочей и солёной воды.
| Показатель | Данные |
| Плотность кг/м3 | 1140 кг/м3 |
| Температура пл. С | +260оС |
| Разрушающее напряжение МПа, при: -растяжении -изгибе -сжатии |
80-100 МПа 100-120 МПа 100-120 МПа |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 80-100% |
| Ударная вязкость кДж/м2 | 90-95 |
| Твердость по Бринеллю, МПа | 100 МПа |
| Твердость, МПа | 100-150 |
| Твердость по Шору (шкала D) | 45–83 |
| Теплостойкость по Мартенсу, С | 75 |
| Морозостойкость, С | -30 |
| Объем поглощения воды за 24 часа, % | 7-8 |
| Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц | 4 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц | 0,02 |
| Показатели пожароопасности Т воспламенения оС Т самовоспламенения оС |
355 435 |
| Предел прочности, МПа | 50-60 |
| Относительное удлинение, % | 100-150 |
| Модуль упругости, МПа | 1,2-1,5 |
| Пределы рабочих температур (от/до) | -40/+80 |
| Т плавления, С | 254-262 градусов |
Ударопрочные марки
Для получения ударопрочных марок в полимер добавляют специальные добавки – модификаторы ударной вязкости. Марки характеризуются стойкостью к знакопеременным нагрузкам (до -60°С) и применяются в автомобильной промышленности, а также при производстве спортивного инвентаря. Ударопрочные марки с пониженным поглощением воды используют для изготовления деталей технического и бытового назначения, эксплуатирующихся в условиях повышенных динамических и ударных нагрузок, в узлах трения (без смазки или при ее ограничении).
Стекловолокно как наполнитель
Марки технического назначения применяются для изготовления изделий повышенной жесткости в автомобильной, авиационной и мебельной промышленности, электротехнике. Высокие жесткость и твердость пластика могут быть повышены путем использования наполнителей. Степень наполнения от 10 до 50 процентов. Наибольшее распространение получили марки содержащи 30% стекловолокна.
По мере увеличения содержания стекловолокна уменьшается усадка и улучшаются следующие характеристики:
- плотность от 1,2 до 1,6 г/см³;
- прочность при растяжении от 110 до 230 МПа;
- температура изгиба под нагрузкой (190 - 210°С);
- электрическая прочность (40 - 45 кВ/мм).
Стеклонаполненные марки устойчивы к действию керосина, бензина, бензола, минеральных масел, щелочей, кислот.
Они имеют пониженное водопоглощение и сохраняют эксплуатационные качества при пониженных температурах и повышенной влажности.
Аналоги
Зарубежные аналоги полиамида: Akulon, Bergamid, CTI Nylon, Kopa, Miramid, Mapex, Minilon, Nailind, Novamid, ToyoboNylon, Vydyne, Vylon, Addimvil, Wellamid.