Il nylon entra nella vita di tutti i giorni. Fu creato per la prima volta nel 1935 da Wallace Carothers dell'azienda DuPont per la produzione di calze da donna al posto della seta. Ma è decollato durante la Seconda Guerra Mondiale e la gente ha iniziato a usarlo per scopi diversi. Il nylon è stato inizialmente utilizzato per paracadute, pneumatici per camion, tende e serbatoi di carburante. Oggi è diventata la fibra sintetica più utilizzata al mondo.
Il nylon appartiene al gruppo delle poliammidi (PA). La forza e la resilienza del prodotto derivano dalle connessioni ammidiche. Tra i poliammidi più comuni vi sono il Kevlar, il Nomex e il Pebax. Tra tutti, il Kevlar è un materiale particolarmente robusto. Per questo motivo, è ampiamente utilizzato nella produzione di giubbotti antiproiettile. Il Nomex è un materiale resistente al calore, utilizzato nell'abbigliamento antincendio. Il nylon (PA) è oggi utilizzato in vari prodotti, oltre che per l'abbigliamento e i tessuti. Vai a PA6 GF30 per saperne di più sul materiale PA6.
Perché il nylon 6 (Pa6), il nylon 66 (Pa66) e il nylon 12 (Pa12) non possono essere utilizzati in modo intercambiabile?
I diversi tipi di nylon sono utilizzati per applicazioni diverse. La scelta del tipo di nylon sbagliato può causare diversi problemi. Ecco cosa si può incontrare:
- Prestazioni insufficienti alle temperature di esercizio: Il nylon 6 ha punti di fusione e resistenza termica differenti da Nylon 66 e Nylon 12. Queste differenze implicano che la resistenza al calore di ciascun materiale differisce notevolmente quando viene testata in condizioni d'uso reali. Se si utilizza un tipo di nylon con una stabilità termica insufficiente, è probabile che si verifichino rotture e contaminazioni che compromettono la qualità dell'applicazione.
- Usura precoce: Il nylon scelto deve avere una resistenza e una flessibilità adeguate per evitare guasti nelle prime fasi di funzionamento. L'uso di un tipo di nylon sbagliato provoca la rottura dei componenti, un vizio che compromette la vita degli utenti finali. Inoltre, alcuni guasti richiedono un processo di manutenzione non programmata che aumenta i costi e le perdite di tempo nella produzione.
- Spese inutili: È necessario scegliere la qualità giusta per la giusta applicazione. Ad esempio, se si opta per un materiale in nylon di prezzo più elevato quando ne basta uno di prezzo inferiore, i costi del progetto possono facilmente salire alle stelle. Il Nylon 6, il Nylon 66 e il Nylon 12 presentano vantaggi e limiti specifici. Pertanto, la comprensione delle caratteristiche specifiche può aiutare a determinare quale di questi materiali sarà adatto al vostro progetto. Si possono risparmiare migliaia di euro su rifabbricazione, riparazioni e sostituzioni.
Pertanto, un progettista o un trasformatore deve comprendere e confrontare le varie proprietà e prestazioni di ciascun tipo di nylon per ottenere i migliori risultati nell'applicazione del prodotto.
Vari gradi Nylin
I componenti in plastica per motori di automobili sono leggermente simili ai nylon, nel senso dell'idea. Le poliammidi, note come nylon, sono di diversi tipi. Questi includono:
- 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
Il sistema di denominazione è associato agli atomi di carbonio dei materiali di base di ciascuna struttura. Ad esempio, il nylon 6 deriva dal caprolattame e comprende sei atomi di carbonio nelle sue catene. Il nylon 6/6 deriva dall'esametilendiammina con sei atomi di carbonio e dall'acido adipico con sei atomi di carbonio.
Per quanto riguarda le proprietà, tuttavia, sono diverse. Ad esempio, non così drastiche come negli acciai, ma le differenze strutturali e gli additivi possono avere un impatto significativo sulle prestazioni. Esistono quasi 90 tipi diversi di Nylon 11, forniti da un unico fornitore.
Nylon nelle materie plastiche per l'ingegneria
I materiali in nylon sono apprezzati per l'elevata resistenza, l'elevata rigidità e l'elevata forza d'impatto o tenacità. Queste caratteristiche li rendono i materiali preferiti per l'ingegneria delle materie plastiche. Alcuni dei più noti sono gli ingranaggi, le griglie, le maniglie delle porte, le ruote di due ruote, i cuscinetti e le ruote dentate. Questi prodotti sono impiegati anche in alloggiamenti di utensili elettrici, morsettiere e rulli di scorrimento.
Tuttavia, il materiale può rappresentare uno svantaggio. Assorbe infatti l'umidità, che a sua volta altera le proprietà e le dimensioni del tessuto. Questo problema si riduce quando si rinforza il nylon con il vetro, ottenendo un materiale forte e resistente agli urti. Vai a stampaggio a iniezione di nylon per saperne di più su questo materiale plastico.
I nylon resistenti al calore si stanno gradualmente affermando in tali applicazioni come sostituti di metalli, ceramiche e altri polimeri. Vengono applicati nei motori delle automobili e nelle industrie del petrolio e del gas. Il Nylon 6 e il Nylon 6/6 sono scelti in genere per il loro prezzo relativamente basso e l'elevata resistenza all'usura. Vai a il nylon è sicuro? per saperne di più sul materiale in nylon.
Nylon 6/6 Caratteristiche
Formula chimica: [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n
Il nylon 6/6 originale è normalmente il meno costoso. Questo lo rende molto popolare. Il nylon 6/6 è spesso utilizzato in Germania per ragioni storiche legate alle forniture. Il nylon 6/6 ha una buona resistenza alle alte temperature e all'umidità ed è abbastanza forte a tutti i livelli di temperatura e umidità. Offre inoltre resistenza all'abrasione e bassa permeabilità alla benzina e agli oli.
Inoltre, il Nylon 6/6 presenta conseguenze negative. Assorbe rapidamente l'umidità e l'effetto riduce la forza d'impatto e la duttilità quando il polimero è asciutto. È anche molto incline alla degradazione da UV e ossidativa. Tuttavia, il Nylon 6/6 mostra una resistenza inferiore agli acidi deboli rispetto a tipi come il Nylon 6/10, 6/12, 11 o 12. Inoltre, il Nylon 6/6 è ancora ampiamente utilizzato nei componenti elettrici grazie ai progressi in termini di resistenza al fuoco. Inoltre, sostituisce il metallo negli utensili manuali pressofusi.
Proprietà del nylon 6
Formula chimica: [-NH-(CH2)5-CO-]n
Il nylon 6 possiede numerose proprietà. Queste enormi caratteristiche lo distinguono da altri gradi di nylon e prodotti simili presenti sul mercato. Il nylon 6 ha un'ottima elasticità, accompagnata da un'elevata resistenza alla trazione. Ciò lo rende ancora più prezioso perché non reagisce né con gli alcali né con gli acidi.
Inoltre, il nylon 6 offre una protezione adeguata anche contro diversi tipi di abrasione. Ha un punto di fusione di 220℃. La temperatura di transizione vetrosa può essere regolata a 48℃. I filamenti di nylon 6 hanno una superficie priva di caratteristiche che potrebbe essere paragonata a quella del vetro. Un'altra proprietà eccezionale di questo materiale è la sua capacità di gonfiarsi e assorbire fino a 2,4% di acqua. Queste proprietà rendono il nylon 6 utile nei settori automobilistico, aerospaziale, cosmetico e dei prodotti di consumo.
Applicazioni del nylon 6
Il nylon 6 trova ampia applicazione nei casi in cui il materiale deve avere un'elevata resistenza, resistenza agli urti e resistenza all'usura. La sua versatilità lo rende adatto a:
- Fili: Fibre
- Pulizia: Setole dello spazzolino da denti
- Strimpellare: Corde e plettri per chitarra
- Meccanismo: Ingranaggi
- Serratura: Chiusure a pannello
- Schermatura: Isolamento del circuito
- Guscio: Alloggiamento dell'elettroutensile
- Inserire: Impianti medici
- Copertura: Pellicole, involucri e imballaggi
Vantaggi del nylon 6
Diversi vantaggi rendono il nylon 6 una scelta eccellente per usi specifici:
- Offre una rigidità molto elevata e una buona resistenza all'abrasione.
- Il nylon 6 è adatto alle operazioni di stampaggio a iniezione.
- Questo materiale si comporta al meglio nelle applicazioni in cui è richiesta una resistenza agli urti.
- È flessibile e può riacquistare la sua forma originale dopo essere stato deformato.
- Il nylon 6 ha buone proprietà tintoriali e la capacità di trattenere i colori.
Svantaggi del nylon 6
Nonostante i suoi vantaggi, il nylon 6 presenta alcuni svantaggi:
- Ha un punto di fusione basso rispetto ad altri materiali, pari a 220 ℃.
- Grazie alla proprietà igroscopica, tende ad assorbire l'umidità contenuta nell'aria e nell'atmosfera circostante.
- Le alte temperature e la luce ne riducono la resistenza e la struttura; pertanto, non è adatto all'uso in tali condizioni.
- Il nylon 6 non è immune ai raggi UV e quindi è noto che caratteristiche come il colore e la resistenza si degradano quando il materiale è esposto alla luce del sole.
Confronto tra Nylon 6 e Nylon 6/6
Dal punto di vista chimico, il Nylon 6/6 presenta una migliore resistenza al cloruro di calcio e migliori proprietà di resistenza agli agenti atmosferici. Inoltre, ha un HDT superiore a quello del Nylon 6. Tuttavia, tutti i nylon si dimostrano affetti da degradazione quando vengono a contatto con la benzina etanolica 15%.
Per la scelta del materiale in nylon, esistono strumenti di selezione dei materiali, come UL Prospector, che possono essere utilizzati per verificare le proprietà dell'applicazione prevista. Al momento della scelta, occorre tenere conto di altre scelte correlate, come gli acetali e i poliesteri termoplastici.
Nylon 12 (PA 12): Un forte esecutore con una struttura unica
[-NH-(CH2)11-CO-]n
Il nylon 12 (PA 12) è il materiale più comunemente utilizzato nei processi di stampa SLS e Multi Jet Fusion. Si tratta di una poliammide alifatica con una struttura aperta e una spina dorsale di carbonio alifatica con esattamente 12 carboni nella sua spina dorsale polimerica. La PA 12 ha un'elevata resistenza chimica, ai sali e agli oli, secondo le specifiche riportate nella tabella sottostante. Ha un punto di fusione inferiore, pari a circa 180°C, ma è comunque un materiale molto utile.
Come la PA 11, ha una minore tendenza ad assorbire l'umidità, rendendola stabile in climi diversi. La PA 12 è disponibile nei gradi bianco e nero e l'aggiunta di cariche di vetro e minerali migliora le caratteristiche meccaniche e termiche. È ampiamente utilizzato in involucri per la stampa, dispositivi, cateteri e sistemi di alimentazione per automobili.
Il PA 12 è anche biocompatibile per rendere adatti i componenti medici. Oltre che in campo medico, viene utilizzata per l'imballaggio dei cosmetici, per le connessioni elettriche e per molti altri prodotti industriali.
Tabella per Nylon 6/6 vs. Nylon 6 vs. Nylon 12:
| Proprietà | Nylon 6 | Nylon 66 | Nylon 12 |
| Resistenza agli idrocarburi | Moderare | Superiore | Eccellente |
| Ritiro dello stampo | Riduzione del restringimento | Restringimento maggiore | Restringimento minimo |
| Resistenza all'impatto | Superiore | Moderare | Alto |
| Facilità di colorazione | Colore brillante | Meno accattivante | Moderare |
| Velocità di assorbimento dell'acqua | Alto | Moderare | Basso |
| Potenziale di riciclabilità | Superiore | Moderare | Alto |
| Mobilità molecolare | Alto | Più basso | Moderare |
| Recupero elastico | Superiore | Moderare | Alto |
| Affinità del colorante | Superiore | Moderare | Alto |
| Cristallinità | Di più | Meno | Meno |
| Temperatura di deflessione del calore | 180°C - 220°C | 250°C - 265°C | ~ 180°C |
| Punto di fusione | 215°C - 220°C | 250°C - 265°C | 175°C - 180°C |
| Resistenza agli acidi chimici | Moderare | Superiore | Eccellente |
| Rigidità | Moderare | Superiore | Flessibile |
| Solidità del colore | Superiore | Moderare | Alto |
| Resistenza alla temperatura | Alto | Superiore | Moderare |
| Capacità di pulire | Moderare | Superiore | Eccellente |
| Modulo elastico | Superiore | Moderare | Alto |
| Struttura interna | Meno compatto | Più compatto | Meno compatto |
| Formazione della polimerizzazione | Anello aperto (caprolattame) | Condensazione (esametilendiammina + acido adipico) | Condensazione (Laurolattame) |
| Recupero dell'umidità | 4% – 4.5% | 4% – 4.5% | ~ 0.4% |
| Requisiti del monomero | 1 (Caprolattame) | 2 (Esametilendiammina + Acido Adipico) | 1 (Laurolattame) |
| Densità | 1,2 g/ml | 1,15 g/ml | 1,01 g/ml |
| Grado di polimerizzazione | ~200 | 60 – 80 | ~100 |
Nylon e resistenza ai raggi UV
I nylon sono anche molto sensibili ai raggi ultravioletti (UV). La sospensione espone la capacità della loro struttura di degradarsi nel tempo. L'uso di stabilizzatori nelle formulazioni di nylon aumenta la loro capacità di resistere alla degradazione UV. In particolare, il nylon 6/6 è vulnerabile a tali raggi, mentre il nylon 6 presenta potenziali rischi di degradazione se non viene rinforzato con additivi adeguati.
La luce UV eccita alcuni elettroni nei legami chimici che formano i polimeri di nylon. Questa interazione si rivolge agli elettroni pi e rompe i doppi legami e i sistemi aromatici, offerti dalla tutela di Bowe. Ad esempio, il nylon 6 è noto per avere una buona resistenza ai raggi UV in corrispondenza del suo legame ammidico e quindi è probabile che si degradi. Ad esempio, i polimeri di polietilene che non hanno elettroni pi sono più resistenti ai raggi UV rispetto agli altri polimeri.
Tutti i materiali si degradano a causa dell'esposizione ai raggi UV, non solo il nylon. Tuttavia, quando vengono incorporati degli stabilizzatori, il nylon può essere utilizzato abbastanza bene in applicazioni caratterizzate dall'uso all'aperto. Ad esempio, i mini rivetti a scatto prodotti in nylon 6/6 sono adatti all'uso in condizioni esterne. Questi rivetti sono classificati UL94 V-2 per la resistenza al fuoco e la funzionalità in diversi ambienti.
Per ottimizzare le prestazioni dei prodotti in nylon, questi vengono sottoposti a stabilizzatori UV, poiché sono solitamente esposti alla luce del sole. Questi additivi aiutano ad assorbire o a riflettere i raggi ultravioletti che sono dannosi per le parti in nylon, aumentandone così la durata. La scelta di questi stabilizzatori è quindi fatta in modo da fornire le migliori prestazioni e allo stesso tempo non influire sulle proprietà meccaniche.
In sintesi, il nylon è intrinsecamente sensibile all'azione dei raggi UV, ma sono possibili miglioramenti con gli stabilizzatori. La conoscenza dell'effetto dei raggi UV sul nylon può aiutare a non scegliere il materiale sbagliato per applicazioni che saranno esposte all'ambiente esterno. A volte, per aumentare la resistenza, si aggiungono fibre di vetro al materiale di nylon per fissarlo insieme e creare parti stampate in nylon, quelle che chiamiamo stampaggio a iniezione di nylon caricato con vetro parti.
Analisi delle prestazioni di nylon 6, nylon 66 e nylon 12
Il nylon 6 ha un livello molto elevato di resistenza all'umidità. Ha un'elevata resistenza agli urti e alla fatica di flessione. Il Nylon 6 richiede temperature di lavorazione più basse rispetto al Nylon 66. Inoltre, la sua natura amorfa fa sì che gli stampi abbiano un minore ritiro rispetto alle controparti cristalline. Tuttavia, è anche possibile ottenere gradi di Nylon 6 completamente trasparenti per usi particolari. Tuttavia, questo nylon si gonfia e assorbe l'umidità a tassi più elevati, rendendolo dimensionalmente instabile. Alcuni di questi problemi possono essere superati legando il polimero con polietilene a bassa densità. Alcuni degli usi del nylon 6 sono, ad esempio, i sedili degli stadi e la calzetteria. Altri impieghi includono griglie per radiatori e filati industriali. Inoltre, con il Nylon 6 si producono anche fibre per spazzolini da denti e protezioni per macchine.
Tra tutti i tipi di nylon, il Nylon 66 è considerato il più utilizzato. Possiede un'elevata resistenza a diverse temperature. Questo tipo dimostra un'elevata resistenza all'abrasione e una bassa permeabilità. Questo materiale è molto resistente agli oli minerali e ai refrigeranti. Anche la resistenza chimica al cloruro di calcio saturo è un vantaggio. Inoltre, questo nylon presenta buone caratteristiche di resistenza agli agenti atmosferici. Il più delle volte, il Nylon 66 compete con i metalli nei corpi e nei telai degli utensili pressofusi. Questo nylon può essere utilizzato anche in condizioni di umidità. Tuttavia, la forza d'impatto è bassa, così come la duttilità. Alcuni dei suoi impieghi sono i cuscinetti a frizione, le corde per pneumatici e gli airbag automobilistici.
Il nylon 12 presenta diversi vantaggi rispetto ad altri materiali. In questa applicazione mostra una buona resistenza chimica, migliorando così la durata del materiale. Anche i tassi di assorbimento dell'umidità sono relativamente bassi, il che lo rende dimensionalmente stabile. Il nylon 12 è utilizzato nella stampa 3D e nelle parti di automobili. Inoltre, questo nylon è utilizzato nei tubi flessibili e nei componenti medici. Per questi motivi, il Nylon 12 è diventato un materiale versatile da utilizzare in molti settori. Tuttavia, il Nylon 12 presenta vantaggi diversi rispetto al Nylon 6 e al Nylon 66, a seconda dell'applicazione richiesta.
Confronto tra le applicazioni di nylon 6, nylon 66 e nylon 12
Il presente documento si concentra sull'applicazione di due tipi di nylon, il Nylon 6 e il Nylon 66. Le caratteristiche di questi tipi di nylon hanno un grande impatto sulle loro applicazioni in diversi settori.
Il nylon 6 ha un punto di fusione più basso e una buona capacità di lavorazione. Questo lo rende adatto alla produzione di tessuti leggeri e di altre parti industriali. Il nylon 6 prodotto attraverso lo stampaggio a iniezione del nylon è ampiamente utilizzato. Questo materiale è adatto per lo stampaggio di diverse parti, come rivestimenti interni di automobili, parti di elettrodomestici e articoli sportivi.
Inoltre, il Nylon 6 ha il vantaggio di essere elastico e di avere una resistenza all'usura. Queste caratteristiche lo rendono adatto a tessuti come calze e abbigliamento sportivo.
D'altra parte, il Nylon 66 è apprezzato per il suo punto di fusione più elevato e per le sue migliori proprietà meccaniche. Ciò lo rende più adatto all'uso in sistemi in cui sono richieste temperature e proprietà meccaniche elevate.
Nei processi di stampaggio a iniezione del nylon, il Nylon 66 è preferito per realizzare prodotti resistenti all'usura. Alcune delle applicazioni sono le plastiche per l'ingegneria, i componenti dei motori automobilistici e i gadget elettronici.
Inoltre, la stabilità alle alte temperature del Nylon 66 lo rende adatto all'applicazione nell'industria automobilistica e aerospaziale. Ciò implica che la sua resistenza in queste condizioni lo rende ancora più prezioso nelle applicazioni che devono soddisfare standard elevati.
Il nylon 12 completa questi materiali con le seguenti caratteristiche. Ben noto per la sua resistenza agli agenti chimici, il nylon 12 trova applicazione in impieghi autonomi, come ad esempio nei serbatoi di carburante, nelle applicazioni mediche, ecc. Un altro vantaggio è che può rimanere dimensionalmente stabile in diversi climi, il che sarà utile in diversi campi.
Pertanto, ogni tipo di nylon presenta vantaggi unici che si adattano alle varie esigenze del mercato. Il tipo di nylon da utilizzare dipende dall'applicazione prevista e dalle condizioni di impiego del materiale.
Altri gradi di nylon comuni
Vengono prodotti diversi gradi di nylon, ognuno dei quali viene utilizzato per uno scopo particolare. Il Nylon 610 e il Nylon 612 hanno un assorbimento di umidità molto basso e sono quindi utilizzati per l'isolamento elettrico. Hanno caratteristiche più vantaggiose, ma sono più costosi rispetto ai materiali convenzionali. Caratterizzato da un basso assorbimento di umidità, il Nylon 610 ha una temperatura di transizione vetrosa relativamente bassa per applicazioni sensibili.
Tuttavia, grazie alle sue caratteristiche di flessibilità, il Nylon 612 sta gradualmente sostituendo il Nylon 610. Questo cambiamento è dovuto principalmente al fatto che il prezzo del Nylon 612 è più basso rispetto a quello del Nylon 6 e del Nylon 66. La sua resistenza al calore aumenta la sua domanda ed è ampiamente utilizzato nella maggior parte dei settori industriali. L'elevata resistenza al calore ne aumenta la domanda ed è ampiamente utilizzato nella maggior parte dei settori industriali.
Per quanto riguarda le loro proprietà, il Nylon 612 è solitamente noto per essere leggermente inferiore al Nylon 6 e al Nylon 66. Mostra una migliore capacità di resistere allo scorrimento in ambienti umidi, il che ne aumenta l'applicabilità.
I due tipi di nylon sono il Nylon 11 e il Nylon 12 e quest'ultimo ha il più basso tasso di assorbimento dell'umidità tra tutti i tipi di nylon non caricati. Questi nylon presentano una migliore stabilità dimensionale e una maggiore resistenza agli urti e alla flessione rispetto ai nylon 6, 66, 610 e 612. Tuttavia, sono costosi, più deboli e hanno una temperatura massima di servizio inferiore rispetto alle loro controparti lavorate a freddo.
In generale, il Nylon 11 e il Nylon 12 presentano alcuni vantaggi rispetto agli altri membri della famiglia dei nylon, in particolare per le loro eccellenti prestazioni agli agenti atmosferici. Tuttavia, sono minacciati da nuovi nylon super resistenti sviluppati per ottenere prestazioni migliori.
Un altro è il Nylon 1212, superiore al Nylon 6 e al Nylon 66 e più economico rispetto al Nylon 11 o al Nylon 12. Viene utilizzato in molti campi grazie alle sue prestazioni equilibrate e ai suoi prezzi ragionevoli.
Alle alte temperature, il Nylon 46 possiede un'elevata resistenza all'impatto e livelli moderati di velocità di scorrimento. Inoltre, ha un modulo più elevato e una migliore resistenza alla fatica rispetto al materiale Nylon 66. Tuttavia, presenta una finestra di lavorazione più piccola rispetto a quella del Nylon 6T e del Nylon 11, il che può influire sulla sua utilizzabilità in alcuni ambienti di lavorazione.
Pertanto, questi gradi di nylon hanno caratteristiche uniche che li qualificano per vari usi nel settore. L'analisi di ciascun materiale mostra che i punti di forza, le debolezze, le opportunità e le minacce sono il risultato della formulazione e dell'applicazione del materiale.
Conclusione
L'uso del Nylon 6, del Nylon 66 e del Nylon 12 dipende dall'applicazione specifica di cui si ha bisogno. Il nylon 12 ha una buona flessibilità e resistenza agli urti ed è quindi adatto per la produzione di componenti per impieghi leggeri. Il Nylon 66 è più resistente e stabile al calore, mentre il Nylon 6 funziona bene nelle applicazioni sotto sforzo. Il Nylon 12 è attualmente utilizzato in applicazioni esterne grazie al suo basso assorbimento di umidità e all'eccellente resistenza agli agenti atmosferici, ma è leggermente costoso.
Comprendere le proprietà di ogni nylon vi aiuterà a selezionare il materiale giusto, in grado di fornire le prestazioni necessarie e il costo desiderato. Ciò si traduce in risultati più duraturi ed efficienti nell'applicazione.
PA6 GF30 VS PA6.6-GF30: qual è la differenza?
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