Nylon se dostává do každodenního života. Poprvé jej v roce 1935 vytvořil Wallace Carothers ze společnosti DuPont pro výrobu dámských punčoch namísto hedvábí. Během druhé světové války se však teprve rozmohl a lidé ho začali používat k různým účelům. Nylon se zpočátku používal v padácích, pneumatikách nákladních automobilů, stanech a palivových nádržích. Dnes se stal nejrozšířenějším syntetickým vláknem, které se kdy na světě vyrábělo.

Nylon patří do skupiny polyamidů (PA). Pevnost a odolnost výrobku je dána amidovými vazbami. Mezi běžné polyamidy patří Kevlar, Nomex a Pebax. Ze všech je kevlar zejména odolným materiálem. Proto se hojně využívá při výrobě neprůstřelných vest. Nomex je žáruvzdorný materiál používaný v hasičských oděvech. Nylon (PA) se dnes kromě oděvů a tkanin používá v různých výrobcích. Přejít na PA6 GF30 více informací o materiálu PA6.

Proč nelze zaměnit nylon 6(Pa6), nylon 66(Pa66) a nylon 12(Pa12)?

Pro různé aplikace se používají různé nylony. Výběr nesprávné třídy nylonu může vést k několika problémům. Zde jsou příklady toho, s čím se můžete setkat:

• Nedostatečný výkon při provozních teplotách: Nylon 6 má různé teploty tání a tepelnou odolnost od Nylon 66 a nylonu 12. Tyto rozdíly znamenají, že tepelná odolnost jednotlivých materiálů se při testování v podmínkách skutečného použití značně liší. Při použití třídy nylonu, která nemá dostatečnou tepelnou odolnost, pravděpodobně dojde k poruchám a znečištění, které ovlivní kvalitu vaší aplikace.
• Předčasné opotřebení: Zvolený nylon by měl mít dostatečnou pevnost a pružnost, aby se zabránilo selhání v počátečních fázích provozu. Použití nesprávné třídy nylonu má za následek selhání součásti, což je neřest, která ohrožuje životy koncových uživatelů. Kromě toho některé poruchy vyžadují neplánovaný proces údržby, který zvyšuje náklady a ztráty času při výrobě.
• Zbytečné výdaje: Pro správné použití je třeba zvolit správný stupeň. Například volba dražšího nylonového materiálu v případě, že to zvládne levnější materiál, může snadno zvýšit náklady na projekt. Protože nylon 6, nylon 66 a nylon 12 mají odlišné osobité výhody a omezení. Porozumění specifickým vlastnostem tak může pomoci určit, který z těchto materiálů bude pro váš projekt vhodný. Může ušetřit tisíce na opětovném zhotovení, opravách a výměnách.

Konstruktér nebo zpracovatel proto musí znát a porovnávat různé vlastnosti a výkony jednotlivých tříd nylonu, aby dosáhl nejlepších výsledků při použití výrobku.

Různé třídy Nylin

Plastové součásti automobilových motorů jsou ve smyslu myšlenky poněkud podobné nylonům. Polyamidy, známé jako nylony, jsou několika typů. Patří mezi ně např:

• Nylon 6
• Nylon 6/6 (Nylon 66 nebo Nylon 6,6)
• Nylon 6/9
• Nylon 6/10
• Nylon 6/12
• Nylon 4/6
• Nylon 11
• Nylon 12/12

Systém pojmenování je spojen s atomy uhlíku v základních materiálech jednotlivých struktur. Například nylon 6 je odvozen od kaprolaktamu a obsahuje šest atomů uhlíku ve svých řetězcích. Nylon 6/6 pochází z hexamethylen-diaminu se šesti atomy uhlíku a z kyseliny adipové, která jich má také šest.

Ve vlastnostech jsou však variantní. Například ne tak dramatické jako u ocelí, nicméně strukturální rozdíly a přísady mohou výrazně ovlivnit vlastnosti. Existuje téměř 90 různých typů nylonu 11, které dodává jediný dodavatel.

Nylon v technických plastech

Nylonové materiály se vyznačují vysokou pevností, tuhostí a rázovou houževnatostí. Díky těmto vlastnostem jsou oblíbenými materiály pro konstrukční plasty. Mezi nejznámější patří ozubená kola, mřížky, kliky dveří, kola dvoukolek, ložiska a řetězová kola. Tyto výrobky se používají také v pouzdrech elektrického nářadí, svorkovnicích a kluzných válečcích.

Materiál však může být nevýhodou. Absorbuje totiž vlhkost, která následně mění vlastnosti i rozměry tkaniny. Tento problém se snižuje při vyztužení nylonu sklem, čímž vzniká pevný a nárazuvzdorný materiál. Přejít na vstřikování nylonu se o tomto plastovém materiálu dozvíte více.

Tepelně odolné nylony si postupně nacházejí cestu do těchto aplikací jako náhrada kovů, keramiky a jiných polymerů. Uplatňují se v automobilových motorech a v ropném a plynárenském průmyslu. Nylon 6 a nylon 6/6 se obvykle volí kvůli jejich relativně nízké ceně a vysoké odolnosti proti opotřebení. Přejít na je nylon bezpečný více informací o nylonovém materiálu.

Nylon 6/6 Charakteristika

Chemický vzorec: [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n

Původní nylon 6/6 je obvykle nejlevnější. Díky tomu je poměrně oblíbený. Nylon 6/6 se často používá v Německu z historických důvodů spojených se zásobováním. Nylon 6/6 má dobrou odolnost proti vysokým teplotám a vlhkosti a je poměrně pevný při všech teplotách a vlhkostech. Poskytuje také odolnost proti oděru a nízkou propustnost pro benzín a oleje.

Nylon 6/6 má navíc negativní důsledky. Rychle absorbuje vlhkost a tento efekt snižuje rázovou pevnost a tažnost, když je polymer suchý. Je také velmi náchylný k UV záření a oxidační degradaci. Nylon 6/6 však vykazuje nižší odolnost vůči slabým kyselinám než typy jako nylon 6/10, 6/12, 11 nebo 12. Kromě toho se nylon 6/6 stále hojně používá v elektrotechnických součástkách díky pokroku v nehořlavosti. Nahrazuje také kov v ručním nářadí z tlakových odlitků.

Vlastnosti nylonu 6

Chemický vzorec: [-NH-(CH2)5-CO-]n

Nylon 6 má několik vlastností. Tyto obrovské vlastnosti jej odlišují od ostatních druhů nylonu a podobných výrobků na trhu. Nylon 6 má velmi dobrou pružnost, kterou doprovází velmi vysoká pevnost v tahu. O to cennější je, že nereaguje ani se zásadami, ani s kyselinami.

Nylon 6 dále poskytuje odpovídající ochranu proti různým typům oděru. Má teplotu tání 220 ℃. Teplotu skelného přechodu lze nastavit na 48 ℃. Nylonová vlákna 6 mají povrch bez rysů, který by se dal přirovnat ke sklu. Další vynikající vlastnost tohoto materiálu díky jeho schopnosti bobtnat a absorbovat až 2,4% vody. Díky těmto vlastnostem je nylon 6 užitečný v automobilovém, leteckém, kosmetickém a spotřebním průmyslu.

Použití nylonu 6

Nylon 6 se hojně používá v případech, kdy materiál musí mít vysokou pevnost, rázovou houževnatost a odolnost proti opotřebení. Díky své univerzálnosti je vhodný pro:

• Vlákna: Vlákna
• Čištění: Štětiny zubního kartáčku
• Strumming: Kytarové struny a trsátka
• Mechanismus: Převody
• Zámek: Západky na panelu
• Stínění: Izolace obvodů
• Skořápka: Kryt elektrického nářadí
• Vložit: Lékařské implantáty
• Pokrytí: Fólie, fólie a obaly

Výhody nylonu 6

Nylon 6 je díky několika výhodám vynikající volbou pro specifické použití:

• Poskytuje velmi vysokou tuhost a dobrou odolnost proti oděru.
• Nylon 6 je vhodný pro vstřikování.
• Tento materiál se nejlépe osvědčuje v aplikacích, kde je požadována rázová pevnost.
• Je pružný a po deformaci znovu získá svůj původní tvar.
• Nylon 6 má dobré barvicí vlastnosti a schopnost tyto barvy udržet.

Nevýhody nylonu 6

Navzdory svým výhodám má nylon 6 několik nevýhod:

• Ve srovnání s jinými materiály má nízký bod tání, a to 220 ℃.
• Díky své hygroskopické vlastnosti má tendenci absorbovat vlhkost vzduchu a okolní atmosféry.
• Vysoké teploty a světlo snižují jeho pevnost a strukturu, proto není vhodný pro použití v těchto podmínkách.
• Nylon 6 není odolný vůči UV záření, a proto je známo, že při vystavení materiálu slunečnímu záření dochází k degradaci jeho vlastností, jako je barva a pevnost.

Srovnání nylonu 6 a nylonu 6/6

Z chemického hlediska má nylon 6/6 lepší odolnost vůči chloridu vápenatému a také lepší povětrnostní vlastnosti. Navíc má vyšší HDT než nylon 6. Je však prokázáno, že všechny nylony jsou při styku s ethanolovým benzínem 15% ovlivněny degradací.

Při výběru nylonového materiálu existují nástroje pro výběr materiálů, jako je například UL Prospector, které lze použít ke zjištění vlastností pro zamýšlenou aplikaci. Při výběru je třeba vzít v úvahu i další související volby, jako jsou acetaly a termoplastické polyestery.

Nylon 12 (PA 12): Silný výkonný materiál s jedinečnou strukturou

[-NH-(CH2)11-CO-]n

Nylon 12 (PA 12) je nejběžnějším materiálem používaným v procesech tisku SLS a Multi Jet Fusion. Jedná se o alifatický polyamid, který má otevřenou strukturu s alifatickou uhlíkovou páteří s přesně 12 uhlíky v polymerní páteři. PA 12 má vysokou odolnost vůči chemikáliím, solím a olejům podle specifikace v tabulce níže. Má nižší teplotu tání, přibližně 180 °C (356 °F), ale přesto je velmi užitečným materiálem.

Stejně jako PA 11 má menší tendenci absorbovat vlhkost, takže je stabilní v různých klimatických podmínkách. PA 12 je nabízen v černé a bílé barvě a přídavek skelných a minerálních plniv zlepšuje mechanické a tepelné vlastnosti. Široké uplatnění nachází v tiskařských krytech, přípravcích, katetrech a palivových systémech automobilů.

PA 12 je také biokompatibilní, takže je vhodný pro zdravotnické komponenty. Kromě použití ve zdravotnictví se používá v kosmetických obalech, elektrických spojích a mnoha dalších průmyslových výrobcích.

Tabulka pro Nylon 6/6 vs. Nylon 6 vs. Nylon 12:

Nylony a odolnost proti UV záření

Nylony jsou také velmi citlivé na ultrafialové (UV) záření. Jejich zavěšení odhaluje schopnost jejich struktury časem degradovat. Použití stabilizátorů v nylonových formulacích zvyšuje jejich schopnost odolávat UV degradaci. Zejména nylon 6/6 je vůči tomuto záření citlivý, zatímco nylon 6 má potenciální hrozbu degradace, pokud není zpevněn vhodnými přísadami.

UV světlo excituje některé elektrony v chemických vazbách, které tvoří nylonové polymery. Tato interakce se zaměřuje na elektrony typu pí a rozbíjí dvojnou vazbu a aromatické systémy, které nabízí Boweova kurzíva. Je například známo, že nylon 6 má dobrou odolnost vůči UV záření na své amidové vazbě, a proto pravděpodobně degraduje. Například polymery polyethylenu, které nemají pi elektrony, jsou odolnější vůči UV záření než ostatní polymery.

Vlivem UV záření dochází k degradaci veškerého materiálu, nejen nylonového. Nicméně pokud jsou použity stabilizátory, může nylon poměrně dobře fungovat v aplikacích, které se vyznačují venkovním použitím. Například miniaturní zaklapávací nýty vyrobené z nylonu 6/6 jsou vhodné pro použití ve venkovních podmínkách. Tyto nýty jsou klasifikovány jako nehořlavé podle normy UL94 V-2, což zaručuje jejich nehořlavost a funkčnost v různých prostředích.

Aby se optimalizovaly vlastnosti nylonových výrobků, používají se UV stabilizátory, protože jsou obvykle vystaveny slunečnímu záření. Tyto přísady pomáhají buď absorbovat, nebo odrážet ultrafialové záření, které je pro nylonové díly škodlivé, a tím zvyšují jejich životnost. Výběr těchto stabilizátorů se proto provádí tak, aby poskytoval co nejlepší výkon a zároveň neovlivňoval mechanické vlastnosti.

Lze shrnout, že nylon je ze své podstaty citlivý na UV záření, ale je možné jej vylepšit pomocí stabilizátorů. Znalost vlivu UV záření na nylon může pomoci vyhnout se výběru nesprávného materiálu pro aplikace, které budou vystaveny venkovnímu prostředí. Někdy, abychom zvýšili průtažnost, přidáme do nylonového materiálu několik skleněných vláken, která společně zafixujeme a vytvoříme tak některé nylonové výlisky, ty části, které nazýváme vstřikování nylonu plněného sklem díly.

Analýza vlastností nylonu 6, nylonu 66 a nylonu 12

Nylon 6 má velmi vysokou odolnost proti vlhkosti. Má vysokou rázovou pevnost a únavu při ohybu. Nylon 6 potřebuje ve srovnání s nylonem 66 nižší teploty zpracování. Kromě toho jeho amorfní povaha také znamená, že jeho formy mají menší smrštění než jejich krystalické protějšky. Je však možné získat i zcela transparentní druhy nylonu 6 pro konkrétní použití. Tento nylon však nabobtnává a absorbuje vlhkost ve vyšší míře, takže je rozměrově nestabilní. Některé z těchto problémů lze překonat legováním polymeru s polyethylenem o nízké hustotě. Některá použití nylonu 6 jsou například pro sedadla na stadionech a punčochové zboží. Mezi další použití patří mřížky chladičů a průmyslová příze. Kromě toho se z nylonu 6 vyrábějí také vlákna na zubní kartáčky a ochranné kryty strojů.

Ze všech typů nylonu se nejčastěji používá nylon 66. Vyznačuje se vysokou pevností při různých teplotách. Tento typ vykazuje vysokou odolnost proti oděru a nízkou propustnost. Tento materiál je do značné míry odolný vůči minerálním olejům a chladivům. Výhodou je také chemická odolnost vůči nasycenému chloridu vápenatému. Dále se v tomto nylonu vyznačuje také dobrými povětrnostními vlastnostmi. Nejčastěji konkuruje nylon 66 kovům v tělesech a rámech tlakových odlitků nástrojů. Tento nylon je v pořádku i pro použití ve vlhkém prostředí. Rázová pevnost je však nízká a stejně tak i tažnost. Některá z jeho použití jsou třecí ložiska, kord pneumatik a automobilové airbagy.

Nylon 12 má ve srovnání s jinými materiály různé výhody. Při tomto použití vykazuje dobrou chemickou odolnost, a tím zvyšuje životnost materiálu. Míra absorpce vlhkosti je také poměrně nízká, což mu zajišťuje rozměrovou stabilitu. Nylon 12 se používá při 3D tisku a výrobě automobilových dílů. Kromě toho se tento nylon používá v pružných trubkách a lékařských součástkách. Z těchto důvodů se nylon 12 stal univerzálním materiálem pro použití v mnoha průmyslových odvětvích. Nylon 12 má však oproti nylonu 6 a nylonu 66 různé výhody v závislosti na požadované aplikaci.

Srovnání použití nylonu 6, nylonu 66 a nylonu 12

Tento článek se zaměřuje na použití dvou typů nylonů, nylonu 6 a nylonu 66. Vlastnosti těchto nylonů mají velký vliv na jejich použití v několika průmyslových odvětvích.

Nylon 6 má nižší bod tání a dobrou zpracovatelnost. Díky tomu je vhodný pro výrobu lehkých textilií a dalších průmyslových dílů. Nylon 6 vyráběný vstřikováním nylonu se široce používá. Tento materiál je vhodný pro lisování různých dílů, jako jsou vnitřní obložení automobilů, části spotřebičů a sportovní předměty.

Výhodou nylonu 6 je jeho pružnost a odolnost proti opotřebení. Díky těmto vlastnostem je vhodný pro textilie, jako jsou ponožky a sportovní oblečení.

Nylon 66 je naopak ceněn pro svůj vyšší bod tání a lepší mechanické vlastnosti. Díky tomu je vhodnější pro použití v systémech, kde je zapotřebí intenzivních teplotních a mechanických vlastností.

Při vstřikování nylonu se pro výrobu výrobků odolných proti opotřebení upřednostňuje nylon 66. Některé z aplikací jsou technické plasty, součásti automobilových motorů a elektronické přístroje.

Nylon 66 je dále díky své vysokoteplotní stabilitě vhodný pro použití v automobilovém a leteckém průmyslu. Z toho vyplývá, že jeho pevnost za těchto podmínek jej činí ještě cennějším v aplikacích, které splňují vysoké standardy.

Nylon 12 doplňuje tyto materiály o následující vlastnosti. Nylon 12, který je dobře známý jako chemicky odolný, má uplatnění v autonomních aplikacích, jako jsou palivové nádrže, lékařské aplikace atd. Další výhodou je, že si dokáže zachovat rozměrovou stabilitu v různých klimatických podmínkách, což se bude hodit v různých oborech.

Proto má každý typ nylonu jedinečné výhody, které se přizpůsobují různým potřebám trhu. Typ nylonu, který se má použít, závisí na zamýšlené aplikaci a podmínkách, v nichž se materiál bude používat.

Další běžné třídy nylonu

Vyrábějí se různé druhy nylonu a každý z nich se používá k určitému účelu. Nylon 610 a nylon 612 mají velmi nízkou absorpci vlhkosti, a proto se používají pro elektrickou izolaci. Mají výhodnější vlastnosti, ale ve srovnání s běžnými materiály mají vyšší náklady. Nylon 610 se vyznačuje nízkou absorpcí vlhkosti a má relativně nízkou teplotu skelného přechodu pro citlivé aplikace.

Nylon 612 však díky svým pružným vlastnostem postupně nahrazuje nylon 610. Tento posun je způsoben zejména tím, že cena nylonu 612 je ve srovnání s nylonem 6 a nylonem 66 nižší. Vynikající tepelná odolnost zvyšuje jeho poptávku a je široce používán ve většině průmyslových odvětví.

Je známo, že nylon 612 je svými vlastnostmi obvykle o něco horší než nylon 6 a nylon 66. Vykazuje lepší schopnost odolávat tečení ve vlhkém prostředí, což zvyšuje jeho použitelnost.

Jedná se o dva typy nylonu: nylon 11 a nylon 12, který má ze všech typů neplněných nylonů nejnižší absorpci vlhkosti. Tyto nylony vykazují lepší rozměrovou stabilitu a také vyšší pevnost v rázu a ohybu než nylony 6, 66, 610 a 612. Jsou však drahé, slabší a mají nižší maximální provozní teplotu ve srovnání se svými protějšky zpracovanými za studena.

Nylon 11 a nylon 12 mají obecně některé výhody oproti ostatním členům nylonové rodiny, zejména proto, že mají vynikající vlastnosti při povětrnostních podmínkách. Jsou však ohroženy novými vysoce odolnými supertvrdými nylony vyvinutými pro lepší výkon.

Další je nylon 1212, který je lepší než nylon 6 a nylon 66 a ekonomičtější než nylon 11 nebo nylon 12. Používá se v mnoha oborech díky svým vyváženým vlastnostem a příznivé ceně.

Při vysokých teplotách má nylon 46 vysokou rázovou houževnatost a mírnou míru tečení. Kromě toho má vyšší modul pružnosti a lepší únavovou pevnost než materiál Nylon 66. Má však menší zpracovatelské okno, než je tomu u nylonu 6T a nylonu 11, což může ovlivnit jeho použitelnost v některých zpracovatelských prostředích.

Proto mají tyto třídy nylonu jedinečné vlastnosti, které je předurčují pro různá použití v průmyslu. Analýza každého materiálu ukazuje, že silné a slabé stránky, příležitosti a hrozby jsou výsledkem složení a použití materiálu.

Závěr

Použití nylonu 6, nylonu 66 a nylonu 12 závisí na konkrétním použití. Má dobrou pružnost a odolnost proti nárazům, a proto je vhodný pro výrobu lehkých součástí. Nylon 66 má větší pevnost a tepelnou stabilitu a Nylon 6 se dobře osvědčuje v zátěžových aplikacích. Nylon 12 se v současné době používá ve venkovních aplikacích díky nízké absorpci vlhkosti a vynikající odolnosti vůči povětrnostním vlivům, je však poněkud dražší.

Porozumění vlastnostem každého z nich nylon stupně vám pomůže vybrat správný materiál, který vám zajistí potřebný výkon a zároveň i požadovanou cenu. Výsledkem je delší životnost a lepší efektivita aplikace.