Nylon znajduje zastosowanie w życiu codziennym. Został stworzony po raz pierwszy w 1935 roku przez Wallace'a Carothersa z firmy DuPont do produkcji damskich pończoch zamiast jedwabiu. Jednak zyskał popularność dopiero podczas II wojny światowej i ludzie zaczęli go używać do różnych celów. Nylon był początkowo używany w spadochronach, oponach ciężarówek, namiotach i zbiornikach paliwa. Dziś stał się najszerzej stosowanym włóknem syntetycznym, jakie kiedykolwiek wyprodukowano na świecie.

Nylon należy do grupy poliamidów (PA). Wytrzymałość i odporność produktu wynikają z połączeń amidowych. Niektóre powszechne poliamidy to Kevlar, Nomex i Pebax. Spośród nich Kevlar jest szczególnie wytrzymałym materiałem. Dlatego jest szeroko stosowany w produkcji kamizelek kuloodpornych. Nomex to materiał odporny na ciepło, stosowany w odzieży strażackiej. Nylon (PA) jest obecnie stosowany w różnych produktach poza odzieżą i tkaninami. Przejdź do PA6 GF30 strona, na której dowiesz się więcej o materiale PA6.

Dlaczego nylonu 6(Pa6), nylonu 66(Pa66) i nylonu 12(Pa12) nie można stosować zamiennie?

Różne nylony są używane do różnych zastosowań. Wybór niewłaściwego gatunku nylonu może skutkować kilkoma problemami. Oto, co możesz napotkać:

• Niedostateczne osiągi w temperaturach roboczych: Nylon 6 ma różne temperatury topnienia i odporność termiczną od Nylonowy 66 i Nylon 12. Różnice te oznaczają, że odporność termiczna każdego materiału różni się znacznie podczas testów w rzeczywistych warunkach użytkowania. W przypadku stosowania nylonu o niewystarczającej stabilności termicznej, istnieje prawdopodobieństwo pęknięć i zanieczyszczeń, które wpływają na jakość aplikacji.
• Przedwczesne zużycie: Wybrany nylon powinien mieć odpowiednią wytrzymałość i elastyczność, aby uniknąć awarii na wczesnych etapach eksploatacji. Użycie niewłaściwego gatunku nylonu skutkuje awarią podzespołów, imadką, która zagraża życiu użytkowników końcowych. Ponadto niektóre awarie wymagają nieplanowanego procesu konserwacji, który zwiększa koszty i czas marnowany na produkcję.
• Niepotrzebne wydatki: Należy wybrać odpowiedni gatunek do odpowiedniego zastosowania. Na przykład, wybór droższego materiału nylonowego, gdy tańszy materiał to zrobi, może łatwo wywindować koszty projektu do niebotycznych rozmiarów. Ponieważ Nylon 6, Nylon 66 i Nylon 12 mają różne, osobliwe zalety i ograniczenia. Zatem zrozumienie konkretnych cech może pomóc w określeniu, który z tych materiałów będzie odpowiedni dla Twojego projektu. Może to zaoszczędzić tysiące na przeróbkach, naprawach i wymianach.

Dlatego projektant lub przetwórca musi zrozumieć i porównać różne właściwości i parametry każdego gatunku nylonu, aby uzyskać najlepsze rezultaty w zastosowaniu danego produktu.

Różne gatunki nylinu

Plastikowe elementy silnika samochodowego są nieco podobne do nylonu w tym sensie. Poliamidy, znane jako nylony, występują w kilku typach. Należą do nich:

• Nylon-6
• Nylon 6/6 (Nylon 66 lub Nylon 6,6)
• Nylonowy 6/9
• Nylonowy 6/10
• Nylonowy 6/12
• Nylonowy 4/6
• Nylonowy 11
• Nylonowy 12/12

System nazewnictwa jest powiązany z atomami węgla w materiałach bazowych każdej ze struktur. Na przykład nylon 6 pochodzi z kaprolaktamu i zawiera sześć atomów węgla w swoich łańcuchach. Nylon 6/6 pochodzi z heksametylenodiaminy z sześcioma atomami węgla i kwasu adypinowego z sześcioma.

Właściwości są jednak zmienne. Na przykład nie tak dramatyczne jak w stalach, jednak różnice strukturalne i dodatki mogą znacząco wpłynąć na wydajność. Istnieje prawie 90 różnych typów Nylonu 11, dostarczanych przez jednego dostawcę.

Nylon w tworzywach sztucznych do zastosowań inżynieryjnych

Materiały nylonowe są cenione za wysoką wytrzymałość, sztywność i wysoką odporność na uderzenia lub wytrzymałość. Te cechy sprawiają, że są ulubionymi materiałami do tworzyw sztucznych. Niektóre z najbardziej znanych to koła zębate, kratki, klamki drzwi, koła jednośladów, łożyska i zębatki. Produkty te są również stosowane w obudowach elektronarzędzi, blokach zaciskowych i rolkach ślizgowych.

Materiał może być jednak wadą. Ponieważ pochłania wilgoć, co z kolei zmienia zarówno właściwości, jak i wymiary tkaniny. Problem ten zmniejsza się, gdy nylon jest wzmacniany szkłem, co skutkuje mocnym i odpornym na uderzenia materiałem. Przejdź do formowanie wtryskowe nylonu strona, aby dowiedzieć się więcej na temat tego tworzywa sztucznego.

Nylony odporne na ciepło stopniowo znajdują zastosowanie jako zamienniki metali, ceramiki i innych polimerów. Są stosowane w silnikach samochodowych oraz w przemyśle naftowym i gazowym. Nylon 6 i Nylon 6/6 są zazwyczaj wybierane ze względu na ich stosunkowo niską cenę i wysoką odporność na zużycie. Przejdź do czy nylon jest bezpieczny strona, na której dowiesz się więcej o materiale nylonowym.

Charakterystyka nylonu 6/6

Wzór chemiczny: [−NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO−]n

Oryginalny nylon 6/6 jest zazwyczaj najtańszy. To sprawia, że jest dość popularny. Nylon 6/6 jest często używany w Niemczech ze względu na historyczne powody związane z dostawami. Nylon 6/6 ma dobrą odporność na wysokie temperatury i wilgoć i jest dość mocny przy wszystkich poziomach temperatury i wilgoci. Zapewnia również odporność na ścieranie i niską przepuszczalność dla benzyny i olejów.

Ponadto Nylon 6/6 ma negatywne konsekwencje. Szybko wchłania wilgoć, a efekt ten zmniejsza wytrzymałość na uderzenia i ciągliwość, gdy polimer jest suchy. Jest również bardzo podatny na degradację UV i utlenianie. Jednak Nylon 6/6 wykazuje niższą odporność na słabe kwasy niż takie typy jak Nylon 6/10, 6/12, 11 lub 12. Ponadto Nylon 6/6 jest nadal szeroko stosowany w komponentach elektrycznych ze względu na postęp w zakresie ognioodporności. Zastępuje również metal w odlewanych narzędziach ręcznych.

Właściwości nylonu 6

Wzór chemiczny: [−NH−(CH2)5−CO−]n

Nylon 6 ma kilka właściwości. Te ogromne cechy odróżniają go od innych gatunków nylonu i podobnych produktów na rynku. Nylon 6 ma bardzo dobrą elastyczność, a także bardzo wysoką wytrzymałość na rozciąganie. To sprawia, że jest jeszcze cenniejszy, ponieważ nie reaguje ani z alkaliami, ani z kwasami.

Ponadto nylon 6 zapewnia odpowiednią ochronę przed różnymi rodzajami ścierania. Ma temperaturę topnienia 220℃. Temperaturę zeszklenia można dostosować do 48℃. Włókna nylonu 6 mają pozbawioną cech powierzchnię, którą można porównać do szkła. Inną wyjątkową właściwością tego materiału jest jego zdolność do pęcznienia i wchłaniania do 2,4% wody. Te właściwości sprawiają, że nylon 6 jest przydatny w motoryzacji, lotnictwie, kosmetyce i produktach konsumenckich.

Zastosowania nylonu 6

Nylon 6 jest szeroko stosowany w przypadkach, w których materiał musi mieć wysoką wytrzymałość, odporność na uderzenia i odporność na zużycie. Jego wszechstronność sprawia, że nadaje się do:

• Pasma: Włókna
• Czyszczenie: Włosie szczoteczki do zębów
• Brzdąkanie: struny gitarowe i kostki
• Mechanizm: Koła zębate
• Zamek: Zatrzaski panelowe
• Ekranowanie: izolacja obwodu
• Skorupa: Obudowa elektronarzędzia
• Wkładka: Implanty medyczne
• Pokrycie: Folie, opakowania i folie

Zalety nylonu 6

Nylon 6 jest doskonałym wyborem do konkretnych zastosowań ze względu na szereg zalet:

• Zapewnia bardzo dużą sztywność i dobrą odporność na ścieranie.
• Nylon 6 nadaje się do formowania wtryskowego.
• Materiał ten sprawdza się najlepiej w zastosowaniach, w których wymagana jest wytrzymałość na uderzenia.
• Jest elastyczny i po odkształceniu powraca do pierwotnego kształtu.
• Nylon 6 dobrze się barwi i zachowuje swoje kolory.

Wady nylonu 6

Mimo swoich zalet, nylon 6 ma również kilka wad:

• W porównaniu do innych materiałów ma niską temperaturę topnienia, wynoszącą 220 ℃.
• Ze względu na właściwości higroskopijne ma tendencję do pochłaniania wilgoci z powietrza i otaczającej atmosfery.
• Wysokie temperatury i światło zmniejszają wytrzymałość i strukturę materiału, dlatego nie nadaje się on do stosowania w takich warunkach.
• Nylon 6 nie jest odporny na promieniowanie UV, dlatego jego właściwości, takie jak kolor i wytrzymałość, ulegają pogorszeniu, gdy materiał zostanie wystawiony na działanie promieni słonecznych.

Porównanie Nylonu 6 i Nylonu 6/6

Pod względem chemicznym nylon 6/6 ma lepszą odporność na chlorek wapnia, a także lepsze właściwości wietrzenia. Ponadto ma wyższy HDT niż nylon 6. Jednak wszystkie nylony są dotknięte degradacją, gdy stykają się z benzyną etanolową 15%.

Przy wyborze materiału nylonowego istnieją narzędzia doboru materiałów, takie jak UL Prospector, które można wykorzystać do spełnienia właściwości dla zamierzonego zastosowania. Inne powiązane wybory, takie jak acetale i termoplastyczne poliestry, muszą być brane pod uwagę przy dokonywaniu wyboru.

Nylon 12 (PA 12): Mocny wykonawca o unikalnej strukturze

[−NH−(CH2)11−CO−]n

Nylon 12 (PA 12) jest najczęściej stosowanym materiałem w procesach drukowania SLS i Multi Jet Fusion. Jest to alifatyczny poliamid o otwartej strukturze z alifatycznym szkieletem węglowym zawierającym dokładnie 12 atomów węgla w swoim polimerowym szkielecie. PA 12 ma wysoką odporność chemiczną, solną i olejową zgodnie ze specyfikacją w poniższej tabeli. Ma niższą temperaturę topnienia około 356°F (180°C), ale nadal jest bardzo użytecznym materiałem.

Podobnie jak PA 11, ma mniejszą tendencję do pochłaniania wilgoci, co czyni go stabilnym w różnych klimatach. PA 12 jest oferowany w gatunkach czarnym i białym, a dodatek szkła i wypełniaczy mineralnych poprawia właściwości mechaniczne i termiczne. Jest szeroko stosowany w drukowaniu obudów, urządzeń, cewników i samochodowych układów paliwowych.

PA 12 jest również biokompatybilny, aby uczynić komponenty medyczne odpowiednimi. Oprócz zastosowań medycznych jest stosowany w opakowaniach kosmetyków, połączeniach elektrycznych i wielu innych produktach przemysłowych.

Tabela dla nylonu 6/6, nylonu 6 i nylonu 12:

Nylony i odporność na promieniowanie UV

Nylony są również bardzo wrażliwe na promieniowanie ultrafioletowe (UV). Zawieszenie ich naraża ich strukturę na degradację z czasem. Zastosowanie stabilizatorów w formulacjach nylonu zwiększa ich zdolność do wytrzymywania degradacji UV. W szczególności nylon 6/6 jest podatny na takie promieniowanie, podczas gdy nylon 6 ma potencjalne zagrożenia degradacji, jeśli nie jest wzmocniony odpowiednimi dodatkami.

Światło UV wzbudza niektóre elektrony w wiązaniach chemicznych, które tworzą polimery nylonowe. Ta interakcja ma na celu elektrony pi i rozbija podwójne wiązanie i układy aromatyczne, oferowane przez opiekę Bowe'a. Na przykład wiadomo, że nylon 6 ma dobrą odporność na promieniowanie UV w wiązaniu amidowym i dlatego prawdopodobnie ulegnie degradacji. Na przykład polimery polietylenowe, które nie mają elektronów pi, są bardziej odporne na promieniowanie UV niż inne polimery.

Wszystkie materiały ulegają degradacji z powodu narażenia na promieniowanie UV, nie tylko nylon. Niemniej jednak, gdy włączy się stabilizatory, nylon może całkiem dobrze sprawdzić się w zastosowaniach, które charakteryzują się użytkowaniem na zewnątrz. Na przykład, mini nity zatrzaskowe wykonane z nylonu 6/6 nadają się do stosowania na zewnątrz. Te nity mają klasę palności UL94 V-2 pod kątem ognioodporności i funkcjonalności w różnych warunkach.

Aby zoptymalizować wydajność produktów nylonowych, poddaje się je działaniu stabilizatorów UV, ponieważ są one zazwyczaj wystawione na działanie światła słonecznego. Dodatki te pomagają w pochłanianiu lub odbijaniu promieni ultrafioletowych, które są szkodliwe dla części nylonowych, zwiększając w ten sposób żywotność części nylonowych. Wybór tych stabilizatorów jest zatem dokonywany w sposób, który zapewni najlepszą wydajność, a jednocześnie nie wpłynie na właściwości mechaniczne.

Podsumowując, nylon jest z natury wrażliwy na działanie promieni UV, ale możliwe są ulepszenia za pomocą stabilizatorów. Wiedza na temat wpływu promieniowania UV na nylon może pomóc uniknąć wyboru niewłaściwego materiału do zastosowań, które będą narażone na działanie środowiska zewnętrznego. Czasami, aby zwiększyć wytrzymałość, dodajemy trochę włókna szklanego do materiału nylonowego, aby połączyć je razem, tworząc niektóre formowane części nylonowe, te części, które nazywamy formowanie wtryskowe nylonu wypełnionego szkłem strony.

Analiza wydajności nylonu 6, nylonu 66 i nylonu 12

Nylon 6 ma bardzo wysoki poziom wytrzymałości na wilgoć. Ma wysoką wytrzymałość na uderzenia i zmęczenie zginania. Nylon 6 wymaga niższych temperatur przetwarzania w porównaniu do nylonu 66. Ponadto jego amorficzna natura oznacza również, że jego formy mają mniejszy skurcz niż ich krystaliczne odpowiedniki. Jednak możliwe jest również uzyskanie w pełni przezroczystych gatunków nylonu 6 do określonych zastosowań. Jednak ten nylon pęcznieje i pochłania wilgoć w szybszym tempie, co czyni go wymiarowo niestabilnym. Niektóre z tych wyzwań można pokonać, stopując polimer z polietylenem o niskiej gęstości. Niektóre z zastosowań nylonu 6 to na przykład siedzenia stadionowe i pończochy. Inne zastosowania obejmują kratki chłodnic i przędzę przemysłową. Ponadto włókna szczoteczek do zębów i osłony maszyn są również produkowane przy użyciu nylonu 6.

Ze wszystkich rodzajów nylonu, Nylon 66 jest uważany za najczęściej używany. Posiada wysoką wytrzymałość w zakresie temperatur. Ten rodzaj wykazuje wysoką odporność na ścieranie i niską przepuszczalność. Materiał ten jest w dużym stopniu odporny na oleje mineralne i czynniki chłodnicze. Odporność chemiczna na nasycony chlorek wapnia jest również zaletą. Ponadto, ten nylon wykazuje również dobre właściwości odporności na warunki atmosferyczne. Najczęściej Nylon 66 konkuruje z metalami w odlewanych ciśnieniowo korpusach narzędzi i ramach. Ten nylon nadaje się również do stosowania w warunkach wilgotnych. Jednak wytrzymałość na uderzenia jest niska, podobnie jak ciągliwość. Niektóre z zastosowań to łożyska cierne, kordy opon i poduszki powietrzne samochodowe.

Nylon 12 ma różne zalety w porównaniu z innymi materiałami. Wykazuje dobrą odporność chemiczną w tym zastosowaniu, co wydłuża żywotność materiału. Współczynniki absorpcji wilgoci są również stosunkowo niskie, co sprawia, że jest wymiarowo stabilny. Nylon 12 jest stosowany w druku 3D i częściach samochodowych. Ponadto ten nylon jest stosowany w elastycznych rurkach i elementach medycznych. Z tych powodów Nylon 12 stał się wszechstronnym materiałem do stosowania w wielu gałęziach przemysłu. Jednak Nylon 12 ma różne zalety w porównaniu z Nylonem 6 i Nylonem 66 w zależności od wymaganego zastosowania.

Porównanie zastosowań nylonu 6, nylonu 66 i nylonu 12

W artykule tym skupiono się na zastosowaniu dwóch rodzajów nylonu, nylonu 6 i nylonu 66. Charakterystyka tych nylonów ma duży wpływ na ich zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.

Nylon 6 ma niższą temperaturę topnienia i dobrą zdolność przetwarzania. Dzięki temu nadaje się do produkcji lekkich tekstyliów i innych części przemysłowych. Nylon 6 wytwarzany metodą formowania wtryskowego nylonu jest szeroko stosowany. Materiał ten nadaje się do formowania różnych części, takich jak wykończenia wnętrz samochodów, części urządzeń i artykuły sportowe.

Nylon 6 ma tę zaletę, że jest elastyczny, a także odporny na zużycie. Te cechy sprawiają, że nadaje się do tekstyliów, takich jak skarpetki i odzież sportowa.

Z drugiej strony Nylon 66 jest ceniony za wyższą temperaturę topnienia, a także ulepszone właściwości mechaniczne. Dzięki temu jest bardziej odpowiedni do stosowania w systemach, w których wymagana jest wysoka temperatura i właściwości mechaniczne.

W procesach formowania wtryskowego nylonu Nylon 66 jest preferowany do wytwarzania produktów odpornych na zużycie. Niektóre z zastosowań to tworzywa sztuczne inżynieryjne, elementy silników samochodowych i gadżety elektroniczne.

Ponadto wysoka stabilność temperaturowa Nylonu 66 sprawia, że nadaje się on do zastosowań w przemyśle samochodowym i lotniczym. Oznacza to, że jego wytrzymałość w takich warunkach sprawia, że jest on jeszcze cenniejszy w zastosowaniach spełniających wysokie standardy.

Nylon 12 uzupełnia te materiały o następujące cechy. Dobrze znany, odporny na działanie chemikaliów, nylon 12 ma zastosowania w autonomicznych zastosowaniach, takich jak zbiorniki paliwa, zastosowania medyczne itp. Inną zaletą jest to, że może zachować stabilność wymiarową w różnych klimatach, co będzie pomocne w różnych dziedzinach.

Dlatego każdy rodzaj nylonu ma unikalne zalety, które dostosowują się do różnych potrzeb rynku. Rodzaj nylonu, który ma być użyty, zależy od zamierzonego zastosowania i warunków, w których materiał będzie używany.

Inne popularne gatunki nylonu

Produkowane są różne gatunki nylonu, a każdy z nich jest wykorzystywany do określonego celu. Nylon 610 i Nylon 612 mają bardzo niską absorpcję wilgoci i dlatego są wykorzystywane do izolacji elektrycznej. Mają korzystniejsze właściwości, ale są droższe w porównaniu do materiałów konwencjonalnych. Charakteryzujący się niską absorpcją wilgoci, Nylon 610 ma stosunkowo niską temperaturę zeszklenia do wrażliwych zastosowań.

Jednakże ze względu na swoje elastyczne właściwości Nylon 612 stopniowo zastępuje Nylon 610. Zmiana ta jest spowodowana głównie tym, że cena Nylonu 612 jest niższa w porównaniu do Nylonu 6 i Nylonu 66. Wyższa odporność na ciepło zwiększa jego zapotrzebowanie i jest on szeroko stosowany w większości gałęzi przemysłu.

Nylon 612 jest powszechnie uważany za materiał nieznacznie gorszy od nylonu 6 i nylonu 66 ze względu na swoje właściwości. Wykazuje lepszą odporność na pełzanie w wilgotnym środowisku, co zwiększa jego przydatność.

Dwa rodzaje nylonu to Nylon 11 i Nylon 12, a ten drugi ma najniższy wskaźnik absorpcji wilgoci wśród wszystkich nienapełnionych typów nylonu. Te nylony wykazują lepszą stabilność wymiarową, a także wykazują wyższą wytrzymałość na uderzenia i zginanie niż Nylon 6, 66, 610 i 612. Są jednak drogie, słabsze i mają niższą maksymalną temperaturę pracy w porównaniu do ich odpowiedników obrabianych na zimno.

Ogólnie rzecz biorąc, Nylon 11 i Nylon 12 mają pewne zalety w porównaniu z innymi członkami rodziny nylonu, szczególnie dlatego, że mają wyjątkową wydajność w warunkach atmosferycznych. Jednak są zagrożone przez nowe, wysoce odporne, super-twarde nylony opracowane dla lepszej wydajności.

Kolejnym materiałem jest Nylon 1212, który jest lepszy od Nylonu 6 i Nylonu 66, a także bardziej ekonomiczny niż Nylon 11 i Nylon 12. Jest stosowany w wielu dziedzinach ze względu na zrównoważone parametry i rozsądne ceny.

W wysokich temperaturach Nylon 46 ma wysoką wytrzymałość na uderzenia, a także umiarkowane poziomy szybkości pełzania. Ponadto ma wyższy moduł i lepszą wytrzymałość zmęczeniową niż materiał Nylon 66. Ma jednak mniejsze okno przetwarzania niż te występujące w Nylonie 6T i Nylonie 11, co może mieć wpływ na jego użyteczność w niektórych środowiskach przetwarzania.

Dlatego te gatunki nylonu mają unikalne cechy, które kwalifikują je do różnych zastosowań w przemyśle. Analiza każdego materiału pokazuje, że mocne i słabe strony, szanse i zagrożenia są wynikiem formulacji i zastosowania materiału.

Wniosek

Zastosowanie Nylonu 6, Nylonu 66 i Nylonu 12 zależy od konkretnego zastosowania, którego ktoś potrzebuje. Ma dobrą elastyczność i odporność na wstrząsy, dlatego nadaje się do produkcji lekkich komponentów. Nylon 66 ma większą wytrzymałość i stabilność cieplną, a Nylon 6 dobrze sprawdza się w zastosowaniach naprężeniowych. Nylon 12 jest obecnie stosowany w zastosowaniach zewnętrznych ze względu na niską absorpcję wilgoci i doskonałą odporność na warunki atmosferyczne, ale jest nieco drogi.

Zrozumienie właściwości każdego z nich nylon grade pomoże Ci wybrać odpowiedni materiał, który zapewni wydajność, jakiej potrzebujesz, a także koszt, jakiego oczekujesz. To skutkuje trwalszymi i bardziej wydajnymi wynikami w zastosowaniu.