ویژگی های پلی آمید ساده

پلی آمید ساده که با نام تجاری نایلون شناخته می شود، نوعی پلیمر ترموپلاستیکی است که برای اولین بار در اواسط دهه ی 30 میلادی توسط مهندسان شرکت DuPont وارد صنعت شد و از آن موقع به عنوان ماده ای کاربردی در اکثر صنایع مختلف مثل خودروسازی، صنایع غذایی، لوازم ورزشی، صنعت فرش و مهم تر از همه صنعت پارچه و لباس شناخته می شود.

قابلیت اشتعال

پلی آمیدها موادی قابل اشتعال محسوب می شوند، با این حال از اکثر پلی آمیدها می توان در محدوده دمای کاربردیشان بدون مشکل استفاده کرد.

محدوده ی دمایی قابل استفاده

محدوده ی دمایی قابل استفاده بستگی زیادی به نوع پلی آمید دارد. برای مثال پلی آمید 6 را می توان در دماهای بالاتری نسبت به پلی آمید 6.6 مورد استفاده قرار داد. با این حال، به طور کلی می توان گفت که محدوده دمایی کاربردی پلی آمیدها بین 30- تا 90 درجه ی سانتی گراد است.

استحکام زیاد

داشتن استحکام زیاد از جمله خواص مکانیکی پلی آمیدهاست. اما این استحکام دقیقا به چه معناست؟ استحکام به میزان تحمل پلی آمید در برابر گسیختگی یا پاره شدن گفته می شود. در صورتی که تنش فشاری یا کششی به این مواد وارد شود، می توانند در برابر این تنش ها مقاوم بمانند.

انعطاف پذیری زیاد

انعطاف پذیری زیاد از دیگر خصوصیات پلی آمیدها محسوب می شود. انعطاف پذیری به این معناست که اگر روی پلی آمیدها نیروی تنش کافی اعمال شود، در مقابل تغییر شکل ایستادگی نمی کنند و بدون آنکه شکسته شوند به شکل دلخواه تبدیل می شوند.

مقاومت زیاد در برابر حلال های نفتی

به طور کلی پلی آمیدها در برابر حلال های نفتی، روغن ها و سوخت ها بسیار مقاوم هستند. این مقاومت به این معنیست که حلال های نفتی، هیدروکربن های هالوژن دار، گلیکول ها و سایر مواد شیمیایی آلی در صورت برخورد با پلی آمید تقریبا هیچ تأثیری روی آن نمی گذارند.

مقاومت در برابر ساییدگی

منظور از ساییدگی، فرسایش سطحی جامد در اثر تماس با سطحی دیگر است. یعنی ماده ای که در تماس با جسمی دیگر قرار دارد و نسبت به آن حرکت نسبی دارد، در اثر سایش سطح آن به تدریج کاهش می یابد. پلی آمید در برابر این پدیده مقاوم است و به ندرت مورد ساییدگی قرار می گیرد.

ضربه پذیری بالا

همه ی اجسام در معرض برخورد و تصادف با دیگر اشیا قرار دارند و هر ماده متناسب با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خود، مقاومت مشخصی در برابر این ضربه ها از خود نشان می دهد. در پلی آمیدها میزان این ضربه پذیری بسیار بالاست، یعنی انرژی زیادی لازم است تا پلی آمید در آستانه ی شکست قرار بگیرد.

مقاوم در برابر ترک خوردگی

مقاومت بالا در برابر ترک خوردگی موجب محبوب شدن پلی آمید در بسیاری از صنایع شده است. ترک خوردگی در پلاستیک هایی مثل پلی آمید در اثر ترکیب نیروی تنش کششی و یک محیط خورنده خاص به وجود می آید.

هنگام وقوع ترک خوردگی، سطح پلی آمید بسیار کم خورده می شود اما ترک های موضعی روی آن ایجاد می شوند. با این حال، همان گونه که ذکر شد اکثر پلی آمیدها در برابر این ترک خوردگی مقاوم هستند.

قابلیت جذب آب

پلی آمیدها نسبت به دیگر ترموپلاستیک ها به راحتی رطوبت و آب را جذب می کنند. رطوبت زیاد می تواند باعث فرسایش پلی آمید شود، از این رو لازم است که عملیات خشک سازی و رطوبت زدایی روی پلی آمید صورت بگیرد.

نحوه ی تولید پلی آمیدهای ساده

پلی آمید ساده معمولا با ترکیب کردن دو مونومر به نام های آدیپیک اسید و 1,6- دی آمینوهگزان ساخته می شود. هنگامی که این دو مونومر با یکدیگر واکنش انجام می دهند، در هر زنجیره ی پلیمری آب تشکیل می دهند.

به واکنش بین این دو مونومر پلیمریزاسیون گفته می شود. محصول واکنش که نمک نایلون نام دارد تحت حرارت قرار می گیرد تا آب آن بخار شود. حرارت دهی درون یک دستگاه اتوکلاو و در دمای درجه ی280 سانتی گراد و فشار 18 بار انجام می شود. سپس محصول ایجاد شده از سوراخ هایی عبور داده می شود تا رشته های بلند پلی آمید ساده شکل بگیرند.

این رشته ها به یک حمام آب فرستاده می شوند تا خنک و جامد شوند. سپس این نایلون ها به قطعات گرانولی با طول 3 الی 4 میلی متر تقسیم می شوند. این گرانول ها سپس بسته بندی شده و به کارخانه های انجام فرآیند فرستاده می شوند تا عملیات های مختلف روی آن ها انجام شوند.

پر کاربردترین پلی آمید های ساده

پلی آمید 6,6 و پلی آمید 6 از مهم ترین و پر کاربردترین پلی آمیدها در صنعت هستند. این دو پلی آمید ساده از خواص مکانیکی بسیار خوبی مثل استحکام کششی بالا، انعطاف پذیری زیاد، مقاومت عالی، خزش کم و مقاومت عالی در برابر ضربه برخوردار هستند و به همین دلیل در صنایع مختلفی مورد استفاده عمده قرار می گیرند.

مقایسه ی انواع پلی آمیدهای ساده

در خانواده ی گسترده ی پلی آمیدها، انواع مختلفی پلی آمید ساده وجود دارند که هر یک کاربردهای منحصر به فرد خود را دارند. انتخاب بهترین آن ها بستگی به نیازها و توان مالی شما دارد. در اینجا به مقایسه ی انواع این پلی آمیدها می پردازیم.

• دو پلی آمیدی که بیش از بقیه مورد استفاده قرار می گیرند PA6 و PA66 هستند. از این دو بیشتر برای تولید الیاف (در صنعت پارچه) یا فیلم ها بهره می برند.
• در بین پلی آمیدهای ساده، بهترین عملکرد را پلی آمید PA 4,6 دارد، زیرا می تواند در صنعت جایگزین فلزات شود و در شرایط عملیاتی سخت و خاص به خوبی عمل کند.
• اکثر پلی آمیدها قابلیت جذب آب خوبی دارند که این موضوع می تواند گاهی باعث ایجاد مشکلاتی شود. با این حال پلی آمید 6,9 کم تر از سایر پلی آمیدها رطوبت را جذب می کند. بیشترین میزان جذب آب را PA66 دارد.
•  اگر محدودیت مالی ندارید، پلی آمیدهای 6,12 و 12 می توانند گزینه های مناسبی برای شما باشند زیرا این دو پلی آمید با وجود قیمت بالایشان، به علت انعطاف پذیری عالی و جذب کم آب کاربردهای زیادی دارند.

هیدرولیز پلی آمیدهای ساده

پلی آمیدهای ساده به آسانی توسط واکنش با اسیدهای رقیق یا آلکیل ها هیدرولیز می شوند. هیدرولیز با استفاده از آب خالی به حدی کند صورت می گیرد که می توان از آن صرف نظر کرد.پلی آمید ساده معمولا در برابر حمله ی اسیدهای قوی مقاومت نمی کند اما در برابر هیدرولیز آلکیلی نسبتا مقاوم تر است. پلی آمید نیز معمولا نسبت به پلی آمید نایلون مقاوم تر است. اغلب فرآیند هیدرولیز در دماهای بالا سریع تر رخ می دهد.

اگر طی فرآیند هیدرولیز، ماده ای مثل سولفوریک اسید رقیق را روی الیاف نایلونی بریزید، پیوندهای آمیدی به راحتی شکسته می شوند، زنجیره های دراز قطع شده و در نهایت فقط مونومرهای تشکیل دهنده ی پلی آمید یعنی اسید هگزانوییک و 1,6- دی آمینوهگزان باقی خواهند ماند.

قیمت پلی آمیدهای ساده

قیمت پلی آمید ساده معمولا کم است و ارزان بودن آن در واقع یکی از دلایل پر کاربرد بودن آن است. البته نمونه های نسبتا گران قیمت پلی آمید ساده نیز مثل پلی آمید 12 وجود دارند، اما معمولا با استفاده از آن به جای فلزات در صنایع مهندسی و استفاده به جای پنبه و کتان در صنعت لباس می توان در هزینه ها صرفه جویی زیادی کرد.