O nylon está presente na vida cotidiana. Ele foi criado em 1935 por Wallace Carothers, da empresa DuPont, para ser usado na fabricação de meias femininas em vez de seda. Mas ele decolou durante a Segunda Guerra Mundial e as pessoas começaram a usá-lo para diferentes finalidades. Inicialmente, o nylon foi usado em paraquedas, pneus de caminhão, tendas e tanques de combustível. Atualmente, ele se tornou a fibra sintética mais usada já produzida no mundo.
O nylon pertence ao grupo da poliamida (PA). A força e a resiliência do produto decorrem das conexões de amida. Algumas poliamidas comuns incluem Kevlar, Nomex e Pebax. Entre todos, o Kevlar é notavelmente um material resistente. Por isso, é amplamente empregado na fabricação de coletes à prova de balas. O Nomex é um material resistente ao calor usado em roupas de combate a incêndios. O nylon (PA), atualmente, é usado em vários produtos, além de roupas e tecidos. Ir para PA6 GF30 para saber mais sobre o material PA6.
Por que o Nylon 6 (Pa6), o Nylon 66 (Pa66) e o Nylon 12 (Pa12) não podem ser usados de forma intercambiável?
Diferentes nylons são usados para diferentes aplicações. A escolha do tipo errado de nylon pode resultar em vários problemas. Veja a seguir o que você pode encontrar:
- Baixo desempenho em temperaturas de serviço: O nylon 6 tem pontos de fusão e resistência térmica diferentes de Nylon 66 e Nylon 12. Essas diferenças implicam que a resistência ao calor de cada material é muito diferente quando testada em condições reais de uso. Ao usar um tipo de náilon com estabilidade térmica insuficiente, é provável que haja quebras e contaminação que afetem a qualidade da sua aplicação.
- Desgaste prematuro: O nylon escolhido deve ter resistência e flexibilidade adequadas para evitar falhas nos estágios iniciais de operação. O uso do grau de nylon errado resulta em falha do componente, um vício que compromete a vida dos usuários finais. Além disso, algumas falhas exigem um processo de manutenção não programado que aumenta os custos e o tempo perdido na produção.
- Despesa desnecessária: Deve-se optar pelo grau certo para a aplicação certa. Por exemplo, optar por um material de náilon de preço mais alto quando um material de preço mais baixo é suficiente pode facilmente elevar os custos do projeto. Uma vez que o Nylon 6, o Nylon 66 e o Nylon 12 têm benefícios e limitações peculiares e distintos. Portanto, entender as características específicas pode ajudar a determinar qual desses materiais será adequado para seu projeto. Isso pode economizar milhares de dólares em refabricação, reparos e substituições.
Portanto, um projetista ou processador deve entender e comparar as diversas propriedades e desempenhos de cada grau de náilon para obter os melhores resultados na aplicação do produto.
Vários graus de Nylin
Os componentes plásticos do motor do carro são ligeiramente semelhantes aos nylons no sentido da ideia. As poliamidas, conhecidas como nylons, são de vários tipos. Eles incluem:
- Nylon 6
- Nylon 6/6 (Nylon 66 ou Nylon 6,6)
- Nylon 6/9
- Nylon 6/10
- Nylon 6/12
- Nylon 4/6
- Nylon 11
- Nylon 12/12
O sistema de nomenclatura está associado aos átomos de carbono nos materiais de base de cada uma das estruturas. Por exemplo, o náilon 6 é derivado da caprolactama e inclui seis átomos de carbono em suas cadeias. O nylon 6/6 tem origem na hexametileno diamina com seis átomos de carbono e no ácido adípico com seis também.
Em termos de propriedades, no entanto, eles são diferentes. Por exemplo, não tão dramáticas quanto as dos aços, mas as diferenças estruturais e os aditivos podem afetar significativamente o desempenho. Há quase 90 tipos diferentes de Nylon 11, fornecidos por um único fornecedor.
Nylon em plásticos de engenharia
Os materiais de nylon são apreciados por terem alta resistência, alta rigidez e alta resistência ao impacto ou tenacidade. Essas características fazem deles os materiais favoritos para plásticos de engenharia. Alguns dos mais conhecidos são engrenagens, grades, maçanetas de portas, rodas de duas rodas, rolamentos e rodas dentadas. Esses produtos também são empregados em carcaças de ferramentas elétricas, blocos de terminais e roletes deslizantes.
No entanto, o material pode ser uma desvantagem. Ele absorve a umidade, o que, por sua vez, altera as propriedades e as dimensões do tecido. Esse problema é reduzido quando se reforça o náilon com vidro, resultando em um material forte e resistente a impactos. Ir para moldagem por injeção de náilon para saber mais sobre esse material plástico.
Os nylons resistentes ao calor estão gradualmente entrando em tais aplicações como substitutos de metais, cerâmicas e outros polímeros. Eles são aplicados em motores de automóveis e nos setores de petróleo e gás. O Nylon 6 e o Nylon 6/6 são normalmente escolhidos devido ao seu preço relativamente baixo e à alta resistência ao desgaste. Ir para O náilon é seguro? para saber mais sobre o material de náilon.
Características do Nylon 6/6
Fórmula química: [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n
O náilon 6/6 original é normalmente o mais barato. Isso o torna bastante popular. O nylon 6/6 é usado com frequência na Alemanha devido a razões históricas relacionadas a suprimentos. O nylon 6/6 tem boa resistência a altas temperaturas e à umidade e é bastante forte em todos os níveis de temperatura e umidade. Ele também oferece resistência à abrasão e baixa permeabilidade à gasolina e aos óleos.
Além disso, o Nylon 6/6 apresenta consequências negativas. Ele absorve a umidade rapidamente e o efeito reduz a resistência ao impacto e a ductilidade quando o polímero está seco. Também é muito propenso à degradação oxidativa e por raios UV. No entanto, o Nylon 6/6 apresenta menor resistência a ácidos fracos do que tipos como o Nylon 6/10, 6/12, 11 ou 12. Além disso, o Nylon 6/6 ainda é amplamente usado em componentes elétricos devido ao avanço no retardamento de fogo. Ele também substitui o metal em ferramentas manuais fundidas.
Propriedades do Nylon 6
Fórmula química: [-NH-(CH2)5-CO-]n
O nylon 6 tem várias propriedades. Essas características enormes o diferenciam de outros tipos de nylon e de produtos similares no mercado. O nylon 6 tem uma elasticidade muito boa, acompanhada de uma resistência à tração muito alta. Isso o torna ainda mais valioso porque não reage com álcalis ou ácidos.
Além disso, o náilon 6 também oferece proteção adequada contra diferentes tipos de abrasão. Seu ponto de fusão é de 220 ℃. A temperatura de transição vítrea pode ser ajustada para 48 ℃. Os filamentos de nylon 6 têm uma superfície sem características que pode ser comparada à do vidro. Outra propriedade notável desse material é sua capacidade de inchar e absorver até 2,4% de água. Essas propriedades tornam o nylon 6 útil em produtos automotivos, aeroespaciais, cosméticos e de consumo.
Aplicações do Nylon 6
O nylon 6 é amplamente aplicado nos casos em que o material deve ter alta resistência, resistência ao impacto e resistência ao desgaste. Sua versatilidade o torna adequado para:
- Fios: Fibras
- Limpeza: Cerdas de escova de dentes
- Tocar: Cordas e palhetas de violão
- Mecanismo: Engrenagens
- Trava: Travas do painel
- Blindagem: Isolamento do circuito
- Carcaça: Carcaça da ferramenta elétrica
- Inserir: Implantes médicos
- Cobertura: Filmes, envoltórios e embalagens
Vantagens do Nylon 6
Várias vantagens tornam o náilon 6 uma excelente opção para usos específicos:
- Ele oferece rigidez muito alta e boa resistência à abrasão.
- O nylon 6 é adequado para operações de moldagem por injeção.
- Esse material tem melhor desempenho em aplicações que exigem resistência ao impacto.
- É flexível para recuperar sua forma original após ter sido deformado.
- O nylon 6 tem boas propriedades de tingimento e a capacidade de reter essas cores.
Desvantagens do Nylon 6
Apesar de seus benefícios, o náilon 6 tem algumas desvantagens:
- Ele tem um ponto de fusão baixo em comparação com outros materiais, que é de 220 ℃.
- Devido à propriedade higroscópica, ele tende a absorver o teor de umidade do ar e da atmosfera circundante.
- Altas temperaturas e luz reduzem sua resistência e estrutura; portanto, não é adequado para uso nessas condições.
- O nylon 6 não é imune à luz UV e, portanto, características como cor e resistência são conhecidas por se degradarem quando o material é exposto à luz solar.
Comparação entre Nylon 6 e Nylon 6/6
Quimicamente, o Nylon 6/6 tem melhor resistência ao cloreto de cálcio, bem como melhores propriedades de intemperismo. Além disso, ele tem um HDT mais alto do que o Nylon 6. No entanto, todos os nylons são comprovadamente afetados pela degradação quando se deparam com a gasolina de etanol 15%.
Na seleção do material de náilon, existem ferramentas de seleção de materiais, como o UL Prospector, que podem ser usadas para atender às propriedades da aplicação pretendida. Outras opções relacionadas, como acetais e poliésteres termoplásticos, devem ser levadas em conta ao fazer a escolha.
Nylon 12 (PA 12): Um produto de alto desempenho com estrutura exclusiva
[-NH-(CH2)11-CO-]n
O nylon 12 (PA 12) é o material mais comum usado nos processos de impressão SLS e Multi Jet Fusion. É uma poliamida alifática que tem uma estrutura aberta com uma espinha dorsal de carbono alifático com exatamente 12 carbonos em sua espinha dorsal de polímero. O PA 12 tem alta resistência química, a sal e a óleo, de acordo com a especificação na tabela abaixo. Tem um ponto de fusão mais baixo, de cerca de 180°C (356°F), mas ainda é um material muito útil.
Assim como o PA 11, ele tem menos tendência a absorver umidade, o que o torna estável em diferentes climas. O PA 12 é oferecido em graus preto e branco e a adição de cargas de vidro e minerais melhora as características mecânicas e térmicas. É amplamente utilizado em gabinetes de impressão, acessórios, cateteres e sistemas de combustível de automóveis.
O PA 12 também é biocompatível para tornar os componentes médicos adequados. Além de seu uso médico, ele é usado em embalagens de cosméticos, conexões elétricas e muitos outros produtos industriais.
Tabela para Nylon 6/6 vs. Nylon 6 vs. Nylon 12:
| Propriedade | Nylon 6 | Nylon 66 | Nylon 12 |
| Resistência a hidrocarbonetos | Moderado | Superior | Excelente |
| Encolhimento do molde | Menor encolhimento | Maior encolhimento | Encolhimento mínimo |
| Resistência ao impacto | Superior | Moderado | Alta |
| Facilidade de colorir | Cor brilhante | Menos atraente | Moderado |
| Velocidade de absorção de água | Alta | Moderado | Baixa |
| Potencial de reciclagem | Superior | Moderado | Alta |
| Mobilidade molecular | Alta | Inferior | Moderado |
| Recuperação elástica | Superior | Moderado | Alta |
| Afinidade de corantes | Superior | Moderado | Alta |
| Cristalinidade | Mais informações | Menos | Menos |
| Temperatura de deflexão térmica | 180°C - 220°C | 250°C - 265°C | ~ 180°C |
| Ponto de fusão | 215°C - 220°C | 250°C - 265°C | 175°C - 180°C |
| Resistência a ácidos químicos | Moderado | Superior | Excelente |
| Rigidez | Moderado | Superior | Flexível |
| Solidez da cor | Superior | Moderado | Alta |
| Resistência à temperatura | Alta | Superior | Moderado |
| Capacidade de limpeza | Moderado | Superior | Excelente |
| Módulo elástico | Superior | Moderado | Alta |
| Estrutura interna | Menos compacto | Mais compacto | Menos compacto |
| Formação de polimerização | Anel aberto (caprolactama) | Condensação (hexametilenodiamina + ácido adípico) | Condensação (Laurolactama) |
| Recuperação de umidade | 4% – 4.5% | 4% – 4.5% | ~ 0.4% |
| Requisitos do monômero | 1 (Caprolactama) | 2 (hexametilenodiamina + ácido adípico) | 1 (Laurolactama) |
| Densidade | 1,2 g/ml | 1,15 g/ml | 1,01 g/ml |
| Grau de polimerização | ~200 | 60 – 80 | ~100 |
Nylons e resistência a UV
Os nylons também são muito sensíveis à radiação ultravioleta (UV). Suspendê-los expõe a capacidade de sua estrutura de se degradar com o tempo. O uso de estabilizadores nas formulações de náilon aumenta sua capacidade de resistir à degradação por UV. Particularmente, o náilon 6/6 é vulnerável a esses raios, enquanto o náilon 6 apresenta ameaças potenciais de degradação se não for reforçado com os aditivos adequados.
A luz UV excita alguns elétrons nas ligações químicas que formam os polímeros de náilon. Essa interação tem como alvo os elétrons pi e quebra a ligação dupla e os sistemas aromáticos, oferecidos pela tutela de Bowe. Por exemplo, sabe-se que o náilon 6 tem boa resistência aos raios UV em sua ligação de amida e, portanto, é provável que se degrade. Por exemplo, os polímeros de polietileno que não têm elétrons pi são mais resistentes à radiação UV do que os outros polímeros.
Todos os materiais se degradam devido à exposição aos raios UV, não apenas o material de náilon. No entanto, quando os estabilizadores são incorporados, o náilon pode se sair razoavelmente bem em aplicações que se caracterizam pelo uso em ambientes externos. Por exemplo, os mini rebites de pressão fabricados com nylon 6/6 são adequados para uso em condições externas. Esses rebites têm classificação de chama UL94 V-2 para retardamento de fogo e funcionalidade em diversos ambientes.
Para otimizar o desempenho dos produtos de náilon, eles são submetidos a estabilizadores de UV, pois geralmente são expostos à luz solar. Esses aditivos ajudam a absorver ou refletir os raios ultravioleta, que são prejudiciais às peças de náilon, aumentando assim a vida útil das peças de náilon. Portanto, a escolha desses estabilizadores é feita de modo a proporcionar o melhor desempenho e, ao mesmo tempo, não afetar as propriedades mecânicas.
Resumindo, o náilon é inerentemente sensível à ação dos raios UV, mas é possível fazer melhorias com estabilizadores. O conhecimento sobre o efeito da luz UV no náilon pode ajudar a evitar a escolha do material errado para aplicações que serão expostas ao ambiente externo. Às vezes, para aumentar a resistência, adicionamos um pouco de fibra de vidro ao material de náilon para fixá-lo e fazer algumas peças moldadas de náilon, que chamamos de moldagem por injeção de nylon com enchimento de vidro peças.
Análise de desempenho do Nylon 6, Nylon 66 e Nylon 12
O nylon 6 tem um nível muito alto de resistência à umidade. Ele tem alta resistência ao impacto e à fadiga por flexão. O Nylon 6 precisa de temperaturas de processamento mais baixas em comparação com o Nylon 66. Além disso, sua natureza amorfa também significa que seus moldes têm menos encolhimento do que seus equivalentes cristalinos. Entretanto, também é possível obter graus totalmente transparentes de Nylon 6 para usos específicos. No entanto, esse nylon incha e absorve umidade em taxas mais altas, o que o torna dimensionalmente instável. Alguns desses desafios podem ser superados com a liga do polímero com polietileno de baixa densidade. Alguns dos usos do Nylon 6 são, por exemplo, assentos de estádios e meias. Outros usos incluem grades de radiadores e fios industriais. Além disso, fibras de escovas de dente e proteções de máquinas também são produzidas com Nylon 6.
De todos os tipos de nylon, o Nylon 66 tem a reputação de ser o mais comumente usado. Ele possui alta resistência em uma variedade de temperaturas. Esse tipo demonstra alta resistência à abrasão e baixa permeabilidade. Esse material é resistente a óleos minerais e refrigerantes em grande parte. A resistência química ao cloreto de cálcio saturado também é uma vantagem. Além disso, ele também apresenta boas características de intemperismo nesse nylon. Na maioria das vezes, o Nylon 66 compete com metais em corpos e estruturas de ferramentas fundidas. Esse nylon também pode ser usado em condições úmidas. Porém, a resistência ao impacto é baixa, assim como a ductilidade. Alguns dos usos são rolamentos de fricção, cordas de pneus e airbags automotivos.
O nylon 12 tem diferentes vantagens em comparação com outros materiais. Ele apresenta boa resistência química nessa aplicação, melhorando, portanto, a vida útil do material. As taxas de absorção de umidade também são comparativamente baixas, o que o torna dimensionalmente estável. O nylon 12 é usado em impressão 3D e peças automotivas. Além disso, esse nylon é usado em tubos flexíveis e componentes médicos. Por esses motivos, o Nylon 12 se tornou um material versátil para uso em muitos setores. No entanto, o Nylon 12 tem diferentes vantagens sobre o Nylon 6 e o Nylon 66, dependendo da aplicação necessária.
Comparação de aplicações de Nylon 6, Nylon 66 e Nylon 12
Este artigo enfoca a aplicação de dois tipos de nylons, o Nylon 6 e o Nylon 66. As características desses nylons causam um grande impacto em suas aplicações em vários setores.
O nylon 6 tem um ponto de fusão mais baixo e boa capacidade de processamento. Isso o torna adequado para a fabricação de tecidos leves e outras peças industriais. O Nylon 6 fabricado por meio de moldagem por injeção de nylon é amplamente utilizado. Esse material é adequado para moldar diferentes peças, como guarnições internas de automóveis, peças de eletrodomésticos e itens esportivos.
Além disso, o Nylon 6 tem a vantagem de ser elástico e ter capacidade de resistência ao desgaste. Essas características o tornam adequado para tecidos como meias e roupas esportivas.
Por outro lado, o Nylon 66 é apreciado por seu ponto de fusão mais alto, bem como por suas propriedades mecânicas aprimoradas. Isso o torna mais adequado para uso em sistemas em que são necessárias propriedades mecânicas e de temperatura intensa.
Nos processos de moldagem por injeção de nylon, o Nylon 66 é preferido para a fabricação de produtos resistentes ao desgaste. Algumas das aplicações são plásticos de engenharia, componentes de motores automotivos e aparelhos eletrônicos.
Além disso, a estabilidade do Nylon 66 em altas temperaturas o torna adequado para aplicação nos setores automotivo e aeroespacial. Isso significa que sua resistência sob tais condições o torna ainda mais valioso em aplicações para atender a altos padrões.
O nylon 12 complementa esses materiais com as seguintes características. Conhecido como resistente a produtos químicos, o náilon 12 tem aplicações em usos autônomos, como em tanques de combustível, aplicações médicas etc. Outra vantagem é que ele pode permanecer dimensionalmente estável em diferentes climas, o que será útil em diferentes campos.
Portanto, cada tipo de náilon tem benefícios exclusivos que se adaptam para atender às diversas necessidades do mercado. O tipo de náilon a ser usado depende da aplicação pretendida e das condições em que o material será usado.
Outras classes comuns de nylon
São produzidos diferentes graus de nylon e cada um deles é usado para uma finalidade específica. O Nylon 610 e o Nylon 612 têm absorção de umidade muito baixa e, portanto, são usados para isolamento elétrico. Eles têm características mais vantajosas, mas são mais caros em comparação com os materiais convencionais. Caracterizado pela baixa absorção de umidade, o Nylon 610 tem uma temperatura de transição vítrea relativamente baixa para aplicações sensíveis.
No entanto, devido às suas características flexíveis, o Nylon 612 está substituindo gradualmente o Nylon 610. Essa mudança é motivada principalmente pelo fato de o preço do Nylon 612 ser mais baixo em comparação com o Nylon 6 e o Nylon 66. A resistência superior ao calor aumenta sua demanda, e ele é amplamente utilizado na maioria dos setores.
Em relação às suas propriedades, o Nylon 612 é geralmente conhecido por ser ligeiramente inferior ao Nylon 6 e ao Nylon 66. Ele apresenta maior capacidade de resistir à fluência em ambientes úmidos, o que aumenta sua aplicabilidade.
Os dois tipos de nylon são o Nylon 11 e o Nylon 12, sendo que o último tem a menor taxa de absorção de umidade entre todos os tipos de nylon sem enchimento. Esses nylons apresentam melhor estabilidade dimensional e também apresentam maior resistência ao impacto e à flexão do que o Nylon 6, 66, 610 e 612. No entanto, eles são caros, mais fracos e têm uma temperatura máxima de serviço mais baixa em comparação com seus equivalentes trabalhados a frio.
Em geral, o Nylon 11 e o Nylon 12 têm alguns benefícios em relação a outros membros da família do nylon, especialmente porque têm um desempenho excepcional em relação às intempéries. No entanto, eles estão sendo ameaçados por novos nylons super-resistentes e altamente resistentes, desenvolvidos para um melhor desempenho.
Outro é o Nylon 1212, que é superior ao Nylon 6 e ao Nylon 66 e mais econômico que o Nylon 11 ou o Nylon 12. Ele é usado em muitos campos devido ao seu desempenho equilibrado e aos preços razoáveis.
Em altas temperaturas, o Nylon 46 possui alta resistência ao impacto, bem como níveis moderados de taxas de fluência. Além disso, ele tem um módulo mais alto e melhor resistência à fadiga do que o material Nylon 66. No entanto, ele tem uma janela de processamento menor do que a encontrada no Nylon 6T e no Nylon 11, o que pode afetar sua usabilidade em alguns ambientes de processamento.
Portanto, esses tipos de náilon têm características exclusivas que os qualificam para vários usos no setor. A análise de cada material mostra que os pontos fortes, os pontos fracos, as oportunidades e as ameaças são os resultados da formulação e da aplicação do material.
Conclusão
O uso do Nylon 6, Nylon 66 e Nylon 12 depende da aplicação específica de que se necessita. O Nylon 6 tem boa flexibilidade e resistência a choques e, portanto, é adequado para a fabricação de componentes para serviços leves. O Nylon 66 tem mais força e estabilidade térmica, e o Nylon 6 funciona bem em aplicações de estresse. O Nylon 12 é usado atualmente em aplicações externas devido à sua baixa absorção de umidade e excelente resistência a intempéries, mas é um pouco caro.
Compreensão das propriedades de cada nylon A classificação o ajudará a selecionar o material certo que proporcionará o desempenho de que você precisa e o custo que deseja. Isso resulta em resultados mais duradouros e mais eficientes na aplicação.
PA6 GF30 VS PA6.6-GF30: Qual é a diferença?
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