El nailon entra en la vida cotidiana. Wallace Carothers, de la empresa DuPont, lo creó en 1935 para fabricar medias femeninas en lugar de seda. Pero despegó durante la Segunda Guerra Mundial y la gente empezó a utilizarlo para distintos fines. Inicialmente, el nailon se utilizó en paracaídas, neumáticos de camiones, tiendas de campaña y depósitos de combustible. Hoy en día se ha convertido en la fibra sintética más utilizada jamás producida en el mundo.
El nailon pertenece al grupo de las poliamidas (PA). Su fuerza y resistencia se deben a las conexiones amidas. Algunas poliamidas comunes son el Kevlar, el Nomex y el Pebax. Entre todos ellos, el Kevlar es un material especialmente resistente. Por ello, se emplea ampliamente en la fabricación de chalecos antibalas. El Nomex es un material resistente al calor que se emplea en prendas contra incendios. El Nylon(PA), hoy en día, se utiliza en diversos productos además de ropa y tejidos. Ir a PA6 GF30 para saber más sobre el material PA6.
¿Por qué no se pueden utilizar indistintamente nailon 6 (Pa6), nailon 66 (Pa66) y nailon 12 (Pa12)?
Se utilizan distintos tipos de nailon para diferentes aplicaciones. Elegir el nylon equivocado puede acarrear varios problemas. Esto es lo que puede encontrarse:
- Bajo rendimiento a temperaturas de servicio: El nailon 6 tiene diferentes puntos de fusión y resistencia térmica de Nylon 66 y el nailon 12. Estas diferencias implican que la resistencia térmica de cada material difiere mucho cuando se prueba en condiciones de uso reales. Si se utiliza un nylon con una estabilidad térmica insuficiente, es probable que se produzcan roturas y contaminaciones que afecten a la calidad de la aplicación.
- Desgaste prematuro: El nailon elegido debe tener la resistencia y flexibilidad adecuadas para evitar fallos en las primeras fases de funcionamiento. El uso de un grado de nailon incorrecto provoca fallos en los componentes, un vicio que compromete la vida de los usuarios finales. Además, algunos fallos requieren un proceso de mantenimiento no programado que aumenta los costes y el tiempo perdido en la producción.
- Gastos innecesarios: Hay que elegir la calidad adecuada para cada aplicación. Por ejemplo, optar por un material de nailon de precio más elevado cuando uno de precio más bajo puede disparar los costes del proyecto. El nailon 6, el nailon 66 y el nailon 12 tienen ventajas y limitaciones específicas. Por lo tanto, conocer sus características específicas puede ayudar a determinar cuál de estos materiales será el adecuado para su proyecto. Puede ahorrar miles de euros en refabricación, reparaciones y sustituciones.
Por lo tanto, un diseñador o transformador debe comprender y comparar las distintas propiedades y prestaciones de cada grado de nailon para obtener los mejores resultados en la aplicación del producto.
Varios grados de Nylin
Los componentes de plástico de los motores de los coches son ligeramente similares a los nylons en el sentido de la idea. Las poliamidas, conocidas como nylons, son de varios tipos. Entre ellos se incluyen:
- Nylon 6
- Nylon 6/6 (Nylon 66 o Nylon 6,6)
- Nylon 6/9
- Nylon 6/10
- Nylon 6/12
- Nylon 4/6
- Nylon 11
- Nylon 12/12
El sistema de nomenclatura está asociado a los átomos de carbono de los materiales base de cada una de las estructuras. Por ejemplo, el nailon 6 se deriva de la caprolactama e incluye seis átomos de carbono en sus cadenas. El nailon 6/6 se origina a partir de la hexametilendiamina, con seis átomos de carbono, y del ácido adípico, con seis también.
En propiedades, sin embargo, son variantes. Por ejemplo, no tan drásticas como en los aceros, pero las diferencias estructurales y los aditivos pueden influir significativamente en el rendimiento. Hay casi 90 tipos diferentes de nailon 11, suministrados por un solo proveedor.
Nylon en plásticos técnicos
Los materiales de nailon son apreciados por su alta resistencia, alta rigidez y alta resistencia al impacto o tenacidad. Estas características los convierten en los materiales favoritos para los plásticos de ingeniería. Algunos de los más conocidos son engranajes, rejillas, tiradores de puertas, ruedas de dos ruedas, cojinetes y ruedas dentadas. Estos productos también se emplean en carcasas de herramientas eléctricas, bloques de terminales y rodillos de deslizamiento.
Sin embargo, el material puede ser un inconveniente. Ya que absorbe la humedad, lo que a su vez altera tanto las propiedades como las dimensiones del tejido. Este problema se reduce al reforzar el nailon con vidrio, lo que da como resultado un material fuerte y resistente a los impactos. Ir a moldeo por inyección de nailon para saber más sobre este material plástico.
Los nylons resistentes al calor se están abriendo paso poco a poco en este tipo de aplicaciones como sustitutos de metales, cerámicas y otros polímeros. Se aplican en motores de automóviles y en las industrias del petróleo y el gas. El nailon 6 y el nailon 6/6 suelen elegirse por su precio relativamente bajo y su alta resistencia al desgaste. Ir a ¿es seguro el nailon? para saber más sobre el material de nailon.
Nylon 6/6 Características
Fórmula química: [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n
El nailon 6/6 original suele ser el menos costoso. Esto lo hace bastante popular. El nailon 6/6 se utiliza a menudo en Alemania por razones históricas relacionadas con los suministros. El nailon 6/6 tiene una buena resistencia a las altas temperaturas y a la humedad y es bastante fuerte a todos los niveles de temperatura y humedad. También ofrece resistencia a la abrasión y baja permeabilidad a la gasolina y los aceites.
Además, el nailon 6/6 presenta consecuencias negativas. Absorbe la humedad rápidamente y el efecto reduce la resistencia al impacto y la ductilidad cuando el polímero está seco. También es muy propenso a los rayos UV y a la degradación oxidativa. Sin embargo, el Nylon 6/6 muestra menor resistencia a los ácidos débiles que tipos como el Nylon 6/10, 6/12, 11 o 12. Además, el Nylon 6/6 se sigue utilizando ampliamente en componentes eléctricos debido a los avances en retardancia del fuego. También sustituye al metal en las herramientas manuales de fundición a presión.
Propiedades del nailon 6
Fórmula química: [-NH-(CH2)5-CO-]n
El nailon 6 tiene varias propiedades. Estas enormes características lo diferencian de otros grados de nailon y productos similares del mercado. El nailon 6 tiene una elasticidad muy buena, acompañada de una resistencia a la tracción muy alta. Esto lo hace aún más valioso porque no reacciona ni con álcalis ni con ácidos.
Además, el nailon 6 ofrece una protección adecuada contra distintos tipos de abrasión. Tiene un punto de fusión de 220℃. La temperatura de transición vítrea puede ajustarse a 48℃. Los filamentos de nailon 6 tienen una superficie sin características que podría compararse a la del vidrio. Otra propiedad destacada de este material debido a su capacidad para hincharse y absorber hasta 2,4% de agua. Estas propiedades hacen que el nailon 6 sea útil en la automoción, la industria aeroespacial, la cosmética y los productos de consumo.
Aplicaciones del nailon 6
El nylon 6 se aplica ampliamente en aquellos casos en los que el material debe tener una alta resistencia, resistencia al impacto y resistencia al desgaste. Su versatilidad lo hace adecuado para:
- Filamentos: Fibras
- Limpieza: Cerdas de cepillo de dientes
- Rasgueo: Cuerdas y púas de guitarra
- Mecanismo: Engranajes
- Cerradura: Pestillos de panel
- Blindaje: Aislamiento de circuitos
- Carcasa: Carcasa de la herramienta eléctrica
- Insertar: Implantes médicos
- Revestimientos: Películas, envoltorios y embalajes
Ventajas del nailon 6
Varias ventajas hacen del nailon 6 una elección excelente para usos específicos:
- Proporciona una rigidez muy elevada y una buena resistencia a la abrasión.
- El nailon 6 es adecuado para operaciones de moldeo por inyección.
- Este material funciona mejor en aplicaciones en las que se requiere resistencia al impacto.
- Es flexible para recuperar su forma original después de haber sido deformada.
- El nailon 6 tiene buenas propiedades tintóreas y la capacidad de conservar esos colores.
Desventajas del nailon 6
A pesar de sus ventajas, el nailon 6 presenta algunos inconvenientes:
- Tiene un punto de fusión bajo en comparación con otros materiales, es decir, 220 ℃.
- Debido a su propiedad higroscópica, tiende a absorber la humedad del aire y de la atmósfera que lo rodea.
- Las altas temperaturas y la luz reducen su resistencia y estructura, por lo que no es adecuado para su uso en tales condiciones.
- El nailon 6 no es inmune a la luz ultravioleta y, por tanto, se sabe que caracteres como el color y la resistencia se degradan cuando el material se expone a la luz solar.
Comparación entre el nailon 6 y el nailon 6/6
Químicamente, el Nylon 6/6 tiene mejor resistencia al cloruro cálcico, así como mejores propiedades de resistencia a la intemperie. Además, tiene un HDT mayor que el Nylon 6. Sin embargo, se ha demostrado que todos los nylons se ven afectados por la degradación cuando entran en contacto con la gasolina etanol 15%.
En la selección del material de nailon, existen herramientas de selección de materiales como UL Prospector que pueden utilizarse para conocer las propiedades para la aplicación prevista. A la hora de elegir, hay que tener en cuenta otras opciones relacionadas, como los acetales y los poliésteres termoplásticos.
Nylon 12 (PA 12): Un producto resistente con una estructura única
[-NH-(CH2)11-CO-]n
El nailon 12 (PA 12) es el material más utilizado en los procesos de impresión SLS y Multi Jet Fusion. Es una poliamida alifática que tiene una estructura abierta con una columna vertebral de carbono alifático con exactamente 12 carbonos en su columna vertebral polimérica. La PA 12 tiene una alta resistencia química, a la sal y al aceite según la especificación de la tabla siguiente. Tiene un punto de fusión más bajo, de unos 180°C (356°F), pero sigue siendo un material muy útil.
Al igual que la PA 11, tiene menos tendencia a absorber humedad, lo que la hace estable en distintos climas. La PA 12 se ofrece en blanco y negro, y la adición de cargas minerales y de vidrio mejora sus características mecánicas y térmicas. Se utiliza mucho en cajas de impresión, accesorios, catéteres y sistemas de combustible de automóviles.
La PA 12 también es biocompatible, por lo que resulta adecuada para componentes médicos. Además de su uso médico, se emplea en envases de cosméticos, conexiones eléctricas y muchos otros productos industriales.
Tabla para Nylon 6/6 vs Nylon 6 vs Nylon 12:
| Propiedad | Nylon 6 | Nylon 66 | Nylon 12 |
| Resistencia a los hidrocarburos | Moderado | Superior | Excelente |
| Contracción del molde | Menor retracción | Mayor retracción | Encogimiento mínimo |
| Resistencia a los impactos | Superior | Moderado | Alta |
| Facilidad para colorear | Color brillante | Menos llamativo | Moderado |
| Velocidad de absorción de agua | Alta | Moderado | Bajo |
| Potencial de reciclado | Superior | Moderado | Alta |
| Movilidad molecular | Alta | Baja | Moderado |
| Recuperación elástica | Superior | Moderado | Alta |
| Afinidad del tinte | Superior | Moderado | Alta |
| Cristalinidad | Más | Menos | Menos |
| Temperatura de deflexión térmica | 180°C - 220°C | 250°C - 265°C | ~ 180°C |
| Punto de fusión | 215°C - 220°C | 250°C - 265°C | 175°C - 180°C |
| Resistencia a los ácidos químicos | Moderado | Superior | Excelente |
| Rigidez | Moderado | Superior | Flexible |
| Solidez del color | Superior | Moderado | Alta |
| Resistencia a la temperatura | Alta | Superior | Moderado |
| Capacidad de limpieza | Moderado | Superior | Excelente |
| Módulo elástico | Superior | Moderado | Alta |
| Estructura interna | Menos compacto | Más compacto | Menos compacto |
| Formación de la polimerización | Anillo abierto (caprolactama) | Condensación (hexametilendiamina + ácido adípico) | Condensación (Laurolactama) |
| Recuperación de la humedad | 4% - 4,5% | 4% - 4,5% | ~ 0.4% |
| Requisitos de los monómeros | 1 (Caprolactama) | 2 (Hexametilendiamina + Ácido adípico) | 1 (Laurolactama) |
| Densidad | 1,2 g/ml | 1,15 g/ml | 1,01 g/ml |
| Grado de polimerización | ~200 | 60 - 80 | ~100 |
Nylons y resistencia a los rayos UV
Los nylons también son muy sensibles a la radiación ultravioleta (UV). Suspenderlos expone la capacidad de su estructura para degradarse con el tiempo. El uso de estabilizantes en las formulaciones de nailon aumenta su capacidad para resistir la degradación por UV. En particular, el nailon 6/6 es vulnerable a dichos rayos, mientras que el nailon 6 presenta amenazas potenciales de degradación si no se refuerza con los aditivos adecuados.
La luz UV excita algunos electrones de los enlaces químicos que forman los polímeros de nailon. Esta interacción se dirige a los electrones pi y rompe el doble enlace y los sistemas aromáticos, ofrecidos por la tutela de Bowe. Por ejemplo, se sabe que el nailon 6 tiene una buena resistencia a los rayos UV en su enlace amida, por lo que es probable que se degrade. Por ejemplo, los polímeros de polietileno que no tienen electrones pi son más resistentes a la radiación UV que los demás polímeros.
Todo el material se degrada debido a la exposición a los rayos UV, no sólo el nylon. No obstante, cuando se incorporan estabilizadores, el nailon puede funcionar bastante bien en aplicaciones que se caracterizan por su uso en exteriores. Por ejemplo, los mini remaches a presión fabricados con nailon 6/6 son adecuados para su uso en exteriores. Estos remaches tienen clasificación UL94 V-2 para retardar el fuego y funcionar en diversos entornos.
Para optimizar el rendimiento de los productos de nailon, se someten a estabilizadores UV, ya que suelen estar expuestos a la luz solar. Estos aditivos ayudan a absorber o reflejar los rayos ultravioleta que son perjudiciales para las piezas de nailon, aumentando así su vida útil. Por tanto, la elección de estos estabilizadores se realiza de forma que ofrezcan el mejor rendimiento y, al mismo tiempo, no afecten a las propiedades mecánicas.
En resumen, el nailon es intrínsecamente sensible a la acción de los rayos UV, pero es posible mejorarlo con estabilizadores. El conocimiento del efecto de la luz UV sobre el nailon puede ayudar a evitar la elección de un material inadecuado para aplicaciones que vayan a estar expuestas al exterior. A veces, para aumentar la resistencia, añadimos fibra de vidrio al material de nailon para unirlo y formar piezas moldeadas de nailon, a las que llamamos "piezas moldeadas de nailon". moldeo por inyección de nailon relleno de vidrio partes.
Análisis del rendimiento del nailon 6, el nailon 66 y el nailon 12
El nailon 6 tiene un nivel muy alto de resistencia a la humedad. Tiene una alta resistencia al impacto y a la fatiga por flexión. El nailon 6 necesita temperaturas de procesamiento más bajas en comparación con el nailon 66. Además, su naturaleza amorfa también significa que sus moldes tienen menos contracción que sus homólogos cristalinos. Sin embargo, también es posible obtener grados totalmente transparentes de Nylon 6 para usos particulares. Sin embargo, este nailon se hincha y absorbe humedad a mayor velocidad, lo que lo hace dimensionalmente inestable. Algunas de estas dificultades pueden superarse aleando el polímero con polietileno de baja densidad. Algunos de los usos del nailon 6 son, por ejemplo, los asientos de estadios y la calcetería. Otros usos son las rejillas de radiadores y el hilo industrial. Además, con el Nylon 6 también se fabrican fibras para cepillos de dientes y protectores de máquinas.
De todos los tipos de nailon, el Nylon 66 tiene fama de ser el más utilizado. Posee una gran resistencia a diversas temperaturas. Este tipo demuestra una alta resistencia a la abrasión y una baja permeabilidad. Este material es muy resistente a los aceites minerales y los refrigerantes. La resistencia química al cloruro cálcico saturado también es una ventaja. Además, este nailon presenta buenas características de resistencia a la intemperie. La mayoría de las veces, el nailon 66 compite con los metales en los cuerpos y bastidores de herramientas de fundición a presión. Este nailon también se puede utilizar en condiciones húmedas. Sin embargo, su resistencia al impacto es baja, al igual que su ductilidad. Algunos de sus usos son cojinetes de fricción, cuerdas de neumáticos y airbags para automóviles.
El nailon 12 presenta diferentes ventajas en comparación con otros materiales. Muestra una buena resistencia química en esta aplicación, lo que mejora la vida útil del material. Los índices de absorción de humedad también son comparativamente bajos, lo que lo hace dimensionalmente estable. El nailon 12 se utiliza en la impresión 3D y en piezas de automóviles. Además, este nailon se utiliza en tubos flexibles y componentes médicos. Por estas razones, el Nylon 12 se ha convertido en un material versátil para su uso en muchas industrias. Sin embargo, el Nylon 12 tiene diferentes ventajas sobre el Nylon 6 y el Nylon 66 dependiendo de la aplicación requerida.
Comparación de aplicaciones de nailon 6, nailon 66 y nailon 12
Este artículo se centra en la aplicación de dos tipos de nylon, el Nylon 6 y el Nylon 66. Las características de estos nylons tienen un gran impacto en sus aplicaciones en diversas industrias. Las características de estos nylons tienen un gran impacto en sus aplicaciones en varias industrias.
El nailon 6 tiene un punto de fusión más bajo y una buena capacidad de procesamiento. Esto lo hace adecuado para fabricar textiles ligeros y otras piezas industriales. El nylon 6 fabricado mediante moldeo por inyección de nylon es muy utilizado. Este material es adecuado para moldear diferentes piezas, como revestimientos interiores de automóviles, piezas de electrodomésticos y artículos deportivos.
Además, el nailon 6 tiene la ventaja de ser elástico y resistente al desgaste. Estas características lo hacen adecuado para textiles como calcetines y ropa deportiva.
Por otra parte, el nailon 66 es apreciado por su punto de fusión más elevado, así como por sus propiedades mecánicas mejoradas. Esto lo hace más adecuado para su uso en sistemas en los que se necesitan temperaturas y propiedades mecánicas intensas.
En los procesos de moldeo por inyección de nailon, se prefiere el nailon 66 para fabricar productos resistentes al desgaste. Algunas de sus aplicaciones son los plásticos técnicos, los componentes de motores de automoción y los aparatos electrónicos.
Además, la estabilidad a altas temperaturas del nailon 66 lo hace adecuado para su aplicación en la industria automovilística y aeroespacial. Esto implica que su resistencia en tales condiciones lo hace aún más valioso en aplicaciones para cumplir normas exigentes.
El nailon 12 complementa estos materiales con las siguientes características. Conocido por su resistencia química, el nailon 12 tiene aplicaciones en usos autónomos, como en depósitos de combustible, aplicaciones médicas, etc. Otra ventaja es que puede permanecer dimensionalmente estable en diferentes climas, lo que será útil en diferentes campos.
Por lo tanto, cada tipo de nailon tiene unas ventajas únicas que se adaptan a las distintas necesidades del mercado. El tipo de nailon que debe utilizarse depende de la aplicación prevista y de las condiciones en las que se utilizará el material.
Otras calidades comunes de nailon
Se fabrican distintos grados de nailon y cada uno de ellos se utiliza para un fin determinado. El nailon 610 y el nailon 612 tienen una absorción de humedad muy baja, por lo que se utilizan para el aislamiento eléctrico. Tienen características más beneficiosas, pero su coste es mayor que el de los materiales convencionales. Caracterizado por su baja absorción de humedad, el Nylon 610 tiene una temperatura de transición vítrea relativamente baja para aplicaciones sensibles.
Sin embargo, debido a sus características flexibles, el nailon 612 está sustituyendo gradualmente al nailon 610. Este cambio se debe principalmente a que el precio del Nylon 612 es inferior al del Nylon 6 y el Nylon 66. Su mayor resistencia al calor aumenta su demanda. Su mayor resistencia al calor aumenta su demanda, y se utiliza ampliamente en la mayoría de las industrias.
Por sus propiedades, el nailon 612 suele ser ligeramente inferior al nailon 6 y al nailon 66. Muestra la capacidad mejorada de resistir la fluencia en entornos húmedos, lo que aumenta su aplicabilidad.
Los dos tipos de nailon son el nailon 11 y el nailon 12, y este último tiene el menor índice de absorción de humedad entre todos los tipos de nailon sin relleno. Estos nylons muestran una mejor estabilidad dimensional y también una mayor resistencia al impacto y a la flexión que el Nylon 6, 66, 610 y 612. Sin embargo, son caros, más débiles y tienen una temperatura máxima de servicio más baja que sus homólogos trabajados en frío.
En general, el nailon 11 y el nailon 12 tienen algunas ventajas sobre otros miembros de la familia del nailon, sobre todo porque tienen un rendimiento excepcional a la intemperie. Sin embargo, se ven amenazados por los nuevos nylons superresistentes de alta resistencia desarrollados para un mejor rendimiento.
Otro es el nailon 1212, que es superior al nailon 6 y al nailon 66 y más económico que el nailon 11 o el nailon 12. Se utiliza en muchos campos por su rendimiento equilibrado y sus precios razonables.
A altas temperaturas, el Nylon 46 posee una elevada resistencia al impacto, así como niveles moderados de fluencia. Además, tiene un módulo más alto y mejor resistencia a la fatiga que el material Nylon 66 también. Sin embargo, tiene una ventana de procesamiento más pequeña que las que se encuentran en el Nylon 6T y el Nylon 11, lo que puede afectar a su utilidad en algunos entornos de procesamiento.
Por lo tanto, estos grados de nailon tienen características únicas que los cualifican para diversos usos en la industria. El análisis de cada material muestra que los puntos fuertes, los puntos débiles, las oportunidades y las amenazas son el resultado de la formulación y la aplicación del material.
Conclusión
El uso de nailon 6, nailon 66 y nailon 12 depende de la aplicación específica que se necesite. Tiene buena flexibilidad y resistencia a los golpes, por lo que es adecuado para fabricar componentes ligeros. El Nylon 66 tiene más resistencia y estabilidad al calor, y el Nylon 6 funciona bien en aplicaciones de tensión. El Nylon 12 se utiliza actualmente en aplicaciones exteriores debido a su baja absorción de humedad y excelente resistencia a la intemperie, pero es ligeramente caro.
Comprender las propiedades de cada nylon le ayudará a seleccionar el material adecuado que le proporcionará el rendimiento que necesita, así como el coste que desea. Esto se traduce en resultados más duraderos y eficaces en la aplicación.