Μηχανικές, ηλεκτρικές, θερμικές και χημικές ιδιότητες των ρητινών πολυαμιδίου (PA)

Το πολυαμίδιο (ΡΑ) είναι μια υψηλής μοριακής ένωσης που συντίθεται από λακτάμη, λιπαρές καρβοξυλικό οξύ, λιπαρά αμίνη ή αρωματικό διφασικό οξύ, αρωματική διφασική αμίνη, που περιέχει αμιδικές ομάδες (-NHCO-) ​​στην κύρια αλυσίδα. Το πολυαμίδιο είναι σκληρή γωνιακή ημι-διαφανείς ή γαλακτώδες λευκή κρυσταλλική ρητίνη, ως σχετική μοριακή μάζα του πλαστικού πολυαμιδίου, είναι γενικά (1,5-3) × 104. Το πολυαμίδιο έχει υψηλή μηχανική αντοχή, υψηλό σημείο μαλάκυνσης, αντοχή στη θερμότητα, χαμηλό παράγοντα τριβής, αντίσταση τριβής , αυτοσυντηρούμενη, απορρόφηση κραδασμών και ανθεκτικότητα σε πετρελαϊκές, αδύναμη ανθεκτικότητα οξέος, αντίσταση αλκαλίων και διαλύτες γενικά, καλή ηλεκτρική μόνωση, αυτοσυγκρασία, μη τοξικό, άοσμο, καλές καιρικές συνθήκες, κακή βαφή, καλή αντίσταση, καλό χρωματισμό, καλή χρωματότητα. Καλή καιρού, κακή χρωματισμός. Το μειονέκτημα είναι ότι η απορρόφηση του νερού είναι μεγάλη, επηρεάζοντας τη σταθερότητα διαστάσεων και τις ηλεκτρικές ιδιότητες. Η ενίσχυση με ίνες μπορεί να μειώσει την απορρόφηση νερού της ρητίνης, έτσι ώστε να μπορεί να λειτουργήσει σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής υγρασίας.

1. Ιδιότητες των κοινώς χρησιμοποιούμενων πολυαμιδίων

Οι ποικιλίες ΡΑ είναι PA6, PA66, PA11, PA12, PA46, PA610, PA612, PA1010, καθώς και ημι-αρωματικές πολυοξικές αμίνη PA6T και ειδικές πολυαμίδια κλπ. % της παραγωγής πολυαμιδίου. Η χημική δομή διαφόρων πολυαμιδίων είναι διαφορετική και οι ιδιότητές τους είναι επίσης διαφορετικές. Ο Πίνακας 1-1 παραθέτει τις ιδιότητες ορισμένων πολυαμιδίων που χρησιμοποιούνται συνήθως.

Ιδιότητες κοινών πολυαμιδίων

2. Μηχανικές ιδιότητες

Η μοριακή αλυσίδα πολυαμιδίου περιέχει πολικές αμιδικές ομάδες, μπορεί να σχηματίσει διαμοριακό δεσμό υδρογόνου, κρυσταλλικότητα, η δύναμη μεταξύ της μοριακής αλυσίδας είναι μεγαλύτερη, έτσι έχει υψηλή μηχανική αντοχή και μέτρο. Με την αύξηση της πυκνότητας της ομάδας αμιδίου, της συμμετρίας μοριακής αλυσίδας και της κρυσταλλικότητας, η αντοχή της αυξάνεται. Με την αύξηση της ομάδας μεθυλίου στη μοριακή αλυσίδα πολυαμιδίου, η μηχανική αντοχή μειώνεται, ενώ η αντοχή της πρόσκρουσης αυξάνεται σταδιακά. Η εισαγωγή ομάδων αρυλίου στην δομή μοριακής αλυσίδας πολυαμιδίου αυξάνει επίσης την αντοχή λόγω της αύξησης της ενέργειας συγκόλλησης και της αύξησης των δυνάμεων (π.χ. δυνάμεις Van der Waals) μεταξύ των μοριακών αλυσίδων. Μεταξύ των πολυαμιδίων, το PA66 έχει την υψηλότερη σκληρότητα και ακαμψία, αλλά τη χαμηλότερη σκληρότητα. Όλα τα είδη πολυαμιδίου σύμφωνα με την κατάταξη μεγέθους σκληρότητας: PA66 <PA11 <PA12 <PA1010 <PA6 <PA610. Η κρυσταλλικότητα του πολυαμιδίου, έχει μεγάλη επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες, την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντοχή στην κάμψη, το μέτρο κάμψης, με την αύξηση της κρυσταλλικότητας και τη βελτίωση. Η ομάδα αμιδίου στην κύρια αλυσίδα του μορίου πολυαμιδίου είναι μια υδρόφιλη ομάδα, η οποία κάνει το πολυαμίδιο να έχει απορρόφηση νερού. Η απορρόφηση του νερού έχει μεγάλη επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες του πολυαμιδίου, μετά την απορρόφηση του νερού, της αντοχής σε εφελκυσμό, της αντοχής κάμψης και του συντελεστή κάμψης της ελαστικότητας και ούτω καθεξής μειωμένη, το μέγεθος του προϊόντος αλλάζει σημαντικά, ενώ η αντοχή της πρόσκρουσης αυξάνεται σημαντικά, Βλ. Πίνακα 2-1.

Επίδραση της απορρόφησης νερού πολυαμιδίου στη δύναμη

3. Ηλεκτρικές ιδιότητες

Το πολυαμίδιο έχει καλές ηλεκτρικές ιδιότητες μόνωσης, ο Πίνακας 3-1 παραθέτει μερικές από τις ηλεκτρικές ιδιότητες του πολυαμιδίου. Αν και το πολυαμίδιο έχει καλές ηλεκτρικές ιδιότητες, περιέχει πολικές αμιδικές ομάδες στην κύρια αλυσίδα του μορίου και είναι ένα απορροφητικό πολυμερές νερού. Καθώς αυξάνεται ο ρυθμός απορρόφησης του νερού, η αντίσταση όγκου και η διηλεκτρική αντοχή του πολυαμιδίου μειώνεται, καθιστώντας τα πλαστικά πολυαμιδίου ακατάλληλη για χρήση ως ηλεκτρικούς μονωτήρες για εργασία υψηλής συχνότητας και υγρού περιβάλλοντος.

4. Θερμικές ιδιότητες

Το σημείο τήξης διαφορετικών ποικιλιών πολυαμιδίου ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό, το υψηλότερο σημείο τήξης είναι το PA46, μέχρι 295 ℃. Το πολυαμίδιο έχει ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας, γενικά από -40 έως 100 ° C. Η θερμοκρασία εκτροπής θερμότητας του πολυαμιδίου εξαρτάται έντονα από το φορτίο. Η θερμοκρασία της θερμότητας των πολυαμιδίων σχετίζεται έντονα με το φορτίο στο οποίο υποβάλλονται και μειώνεται γρήγορα με το αυξανόμενο φορτίο. Οι θερμικές αγωγιμότητες των διαφόρων πολυαμιδίων δεν ποικίλλουν πολύ, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1-1. Η θερμότητα καύσης των διαφόρων πολυαμιδίων παρουσιάζεται στον Πίνακα 4-1. Η θερμότητα της καύσης των PA6 και PA66 είναι η ίδια, ενώ αυτή του PA610 είναι υψηλότερη και αυτή του PA11 είναι το υψηλότερο.

5. Χημικές ιδιότητες

Το πολυαμίδιο είναι σταθερό στα περισσότερα χημικά αντιδραστήρια, ειδικά σε βενζίνη, λιπαντικά και άλλα έλαια, έχει ισχυρή αντίσταση, καλή αντοχή στο πετρέλαιο, PA11, PA12 Η αντίσταση του πετρελαίου είναι εξαιρετική, είναι η πρώτη επιλογή υλικών για γραμμές καυσίμου αυτοκινήτων. Ωστόσο, είναι διαλυτό σε φαινόλη, συμπυκνωμένο ανόργανο οξύ και μυρμηκικό οξύ σε θερμοκρασία δωματίου και σε αιθυλενογλυκόλη, παγετώδη οξικό οξύ, προπυλενογλυκόλη, μεθανόλη διάλυμα χλωριούχου ψευδαργύρου ή χλωριούχου ασβεστίου, καθώς και φθοροοξικού οξέος και φθοροαιθανόλης σε υψηλή θερμοκρασία. Γενικά, τα περισσότερα πλαστικά πολυαμιδίου είναι σταθερά σε αλκαλικά διαλύματα, αλλά η υδρόλυση ή η αποικοδόμηση συμβαίνει σε υψηλές θερμοκρασίες, ειδικά όταν το πολυαμίδιο λιώνει. Υπό αυτές τις συνθήκες, τα ανόργανα οξέα και οι αμίνες, ιδιαίτερα μονοσθενές οξέα, μπορούν να οξίνισαν γρήγορα και να αμινολυζίζουν το πολυαμίδιο, προκαλώντας τη θραύση του δεσμού φθαλιδίου-αμίνης και τελικά δημιουργώντας το μονομερές του πολυαμιδίου. Τα πολυαμίδια υποβάλλονται σε θερμική αποικοδόμηση σε υψηλές θερμοκρασίες. Εκτός από τη θερμική αποικοδόμηση, η οξειδωτική αποικοδόμηση συμβαίνει όταν το πολυαμίδιο θερμαίνεται στον αέρα. Για παράδειγμα, το PA66 γίνεται εύθραυστο μετά τη θεραπεία στους 250 ° C για 2Η ή 70 ° C για 2 χρόνια. Στην πράξη, συχνά στην επεξεργασία προϊόντων πολυαμιδίου, προσθέστε μερικά αντιοξειδωτικά για να αναστέλλουν τη θερμική οξειδωτική αποικοδόμηση. Το πολυαμίδιο στο φως, λόγω υπεριώδους ακτινοβολίας, θα εμφανιστεί επίσης φωτοαποικοδόμηση ή γήρανση. Το πολυαμίδιο περιέχει καρβονυλική ομάδα, μπορεί να απορροφήσει το υπεριώδες φως στο ηλιακό φως, έτσι ώστε η θραύση του τμήματος αλυσίδας πολυαμιδίου και η διασταύρωση, ελλείψει φωτός οξυγόνου, η αποσύνθεση ΡΑ6 και ΡΑ66 σε Η2, CO και υδρογονάνθρακες. Μπορούν να προστεθούν απορροφητές υπεριώδους και παρεμποδισμένους σταθεροποιητές αμίνης για να βελτιωθεί η σταθερότητα του φωτός των πολυαμιδίων.