در حال حاضر این محصول موجود نیست.
پلی آمید ها (Polyamides) از جمله پرکاربردترین پلیمرهای صنعتی و مهندسی هستند . دو نوع بسیار پراستفاده آن نایلون 6 و نایلون 66 هستند که به صورت گسترده به صورت الیاف در تولید فرش ، نخ ، پارچه لباس و … مورد استفاده قرار می گیرد . در ادامه متن با خواص ، نحوه تولید ، گریدهای مختلف (6 ، 66، 12 و …) و کاربردهای این پلیمر بیشتر آشنا خواهیم شد .
پلی آمید چیست؟
دسته ای از پلیمرها هستند که در آن گروه های عاملی -CO-NH- در فواصل منظم در امتدا هم قرار گرفته اند و یک زنجیره کربنی را تشکیل می دهند . این پلیمر عموما با نام نایلون ( نوع آلیفاتیک ) شناخته شده و می توان آن را از طریق پلیمریزاسیون مستقیم آمینو اسیدها و یا واکنش یک دی آمین با یک اسید دوظرفیتی تولید کرد . (Polyamides (PAs می توانند آلیفاتیک ، نیمه آروماتیک و یا تمام آروماتیک باشند .
آروماتیک ها
آروماتیک ها که آرامید نامیده می شوند ، دارای استحکام بالاتر ، حلالیت بهتر ، مقاومت در برابر گرما و شعله بیشتر و پایداری ابعادی بزرگتری در مقایسه با نوع آلیفاتیک (نایلون) هستند اما در عوض قیمت بالاتری داشته و برای پردازش مشکل تر هستند . مهمترین پلی آمیدهای آروماتیک پلی فنیلن ترفتالامید و پلی فنیلن ایزوفتالامید هستند .
آلیفاتیک ها
آلیفاتیک ها در مقایسه با آروماتیک ها در مقیاس بسیار بزرگتری تولید شده و مهمترین دسته ترموپلاستیک های مهندسی به شمار می روند . این ترکیبات غیرکریستالی بوده و تنها هنگامی که قالب گیری تزریقی انجام شود ، نسبتا کریستالی می شوند، اما درجه کریستالیزه شدن می تواند برای کاربری های فیلم و الیاف با استفاده از کشش مکانیکی افزایش یابد .
مهمترین پلی آمیدها عبارتند از پلی هگزامتیلن آدیپامید (نایلون 66) و پلی کاپرولاکتام (نایلون 6) . هر دو دارای خواص مکانیکی بسیار خوبی از جمله استحکام کششی بالا ، انعطاف پذیری بالا و مقاومت بالا در برابر ضربه هستند . به راحتی رنگ می شوند و ضریب اصطکاک پایینی دارند . هر دوی این آمیدها نقطه ذوب (500 – 540 درجه کلوین ) و دمای انتقال شیشه بالایی دارند که منجر به خواص مکانیکی خوب در دماهای بالا می گردد .
نامگذاری
نایلون های مختلف با استفاده از یک سیستم عددگذاری نام گذاری می شوند که با استفاده از تعداد کربن های موجود در بین دو اتم نیتروژن متوالی در زنجیره اصلی مشخص می شود .
پلیمرهای مشتق شده از آمینو اسیدها با یک عدد نشان داده می شوند ، به عنوان مثال نایلون 6 ، پلی کاپرولاکتام است . پلیمرهای مشتق از یک دی آمین و اسید دو ظرفیتی با دو عدد مشخص می شوند که عدد اول مربوط به تعداد اتم های کربن شرکت داده شده توسط دی آمین است و عدد دوم به تعداد اتم های کربن تامین شده توسط اسید دوظرفیتی اشاره می کند . بنابراین نایلون 66 از هگزامتیلن دی آمین و آدیپیک اسید حاصل می شود . ساختار پلی آمید 66 را در شکل زیر می توان مشاهده کرد :
خواص نایلون 6
| اسم های رایج | نایلون 6 ، پلی آمید 6 ، پلی کاپرولاکتام ، پلی هگزانو-6-لاکتام ، پلی هگزامتیلن آدیپامید |
| فرمول شیمیایی | C6H11NO)n) |
| دانسیته (وزن مخصوص) | 1.08 gr/mL |
خواص نایلون 66
| اسم های رایج | نایلون 66، پلی هگزامتیلن آدیپامید ، پلی هگزان-1 و 6-دیلادیپامید |
| فرمول شیمیایی | C12H22N2O2)n) |
| دانسیته (وزن مخصوص) | 1.07-1.09 gr/mL |
نایلون 66 عموما به دلیل ترکیب خواصی مانند سفتی ، سختی ، دمای ذوب بالا و مقاومت شیمیایی برای کاربری های متنوعی انتخاب می شود . به دلیل سهولت در بهبود خواص ، تعداد نایلون مختلف در مقایسه با اکثر پلیمرها بیشتر است . بهبود دهنده های رایج عبارتند از : ضد آتش ها برای کاهش آتش گیری ، لاستیک جهت بهبود مقاومت در برابر ضربه و شیشه یا مواد معدنی برای بهبود سختی و پایداری ابعادی . کاربرد انواع پلی آمیدها بر اساس نوع بهبود دهنده در جدول زیر آمده است :
.
تولید
تاریخچه
تحقیقات منجر به تولید پلی آمید ها در سال 1928 شروع شد ، جایی که Carothers شروع به تحقیق در مورد مکانیزم پلیمریزاسیون کرد . در خلال این تحقیقات به صورت تصادفی مکانیزم و روش پلیمریزاسیون پلی آمید کشف شد . پس از تکمیل شدن تکنیک تولید پلی آمیدهای با جرم مولکولی بالا ، توجهات به سمت تولید پلیمر قابل تبدیل به الیاف معطوف شد . در نهایت پلیمر 66 به دلیل تعادل در خواص و راحتی نسبی در تولید مواد اولیه ، برای این منظور انتخاب شد .
در حدود دو سوم از نایلون تولیدی در اروپا برای الیاف ( نساجی ، فرش و ..) مورد استفاده قرار می گیرد . مقدار باقی مانده نیز عموما در قالب گیری تزریقی (قطعات ماشین ، کالاهای مصرفی و ..) استفاده شده و بخش کوچکی نیز به صورت فیلم و رشته است .
فرآیند تولید
مواد اولیه لازم برای تولید نایلون 66 هگزامتیلن دی آمین (H2N-(CH2)6-NH2) و اسید آدیپیک (HOOC-(CH2)4-COOH) هستند . هنگامی که با یکدیگر واکنش می دهند تولید هگزامتیلن دی آمونیوم آدیپات (H3N(CH2)6NH3OOC(CH2)4COO-) می کنند که معمولا با نام نمک نایلون شناخته می شود .
برای کاربری های الیاف ، اطمینان از واکنش مواد اولیه در نسبت های اکی مولار و خالص سازی محصول ، بسیار اهمیت دارد . شکل گیری ، استخراج و خالص سازی نمک برآورده شدن این شرایط را تضمین می کنند .
آپیدیک اسید از طریق اکسیداسیون سیکلوهگزان به مخلوطی از سیکلوهگزانول و سیکلوهگزانون تولید می شود . این مخلوط سپس توسط نیتریک اسید اکسید شده و آپیدیک اسید تولید می گردد . هگزا متیلن دی آمین نیز از طریق کاهش آدیپونیتریل به دست می آید .
آپیدیک اسید و هگزامتیلن دی آمین با آب ترکیب شده و تشکیل یک محلول نمکی می دهند . این محلول سپس از درون یک راکتور بچ و یا پیوسته عبور داده می شود تا در دمای بالا آب حذف شده و نایلون پلیمریزه می شود . پلیمر از راکتور خارج شده و سپس گرانوله می شود . جرم مولکولی های بالاتر نیز با استفاده از پلیمریزاسیون فاز جامد قابل دست یابی اند .
پلی آمیدهای بهبود یافته از ترکیب اکستروژن نایلون با بهبود دهنده ها و یا تقویت کننده ها تولید می شوند . در برخی موارد نیز می توان با ترکیب مستقیم در راکتور و بدون گرانوله کردن این عمل را انجام داد .
کاربردها
پلی آمیدهای آلیفاتیک مانند نایلون 66 و نایلون 6 به صورت گسترده برای کاربردهای مهندسی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند . گریدهای تقویت نشده دارای دمای عملیاتی (کار به صورت پیوسته) 340-350 کلوین بوده و گریدهای تقویت شده با شیشه و مواد معدنی دارای دمای عملیاتی 370-390 کلوین هستند . کاربری های این پلیمر تقریبا تمام صنایع و بازارها را در بر می گیرد . به عنوان مثال در صنعت خودرو نایلون به عنوان پوشش سیم و کابل ، فن های خنک کننده ، مکنده هوا، مجاری هوای توربو ، شیرها و پوشش های موتور ، مخازن فرمان ترمز و نیرو ، دنده برف پاک کن شیشه جلو و عقربه سرعت سنج کاربرد دارد .
نایلون مهندسی همچنین در بسیاری از مصارف خانگی مانند سوئیچ ها ، پمپ ها ، سوکت ها ، آنتن و … مورد استفاده قرار می گیرد .بیشتر از 60 درصد پلی آمیدهای آلیفاتیک برای کاربرد الیاف تجاری مصرف می شود که شامل فرش ، پوشاک ، کمربند ایمنی ، اثاثیه و لوازم داخلی ، طناب و تقویت کننده تایر می شود . پارچه های ساخته شده از نایلون در مقایسه با پارچه های ساخته شده از پلی استر از مقاومت کمتری در برابر چین و چروک هستند ، از همین رو در طول زمان الیاف نایلون مقداری از سهم بازار را به الیاف پلی استر واگذار کرده است .
ورق پلی آمید یکی از شکل های محبوب این پلیمر است و از تقاضای بالایی در بازار برخوردار است.
حلال
پلی آمیدها (PAs) از مهمترین پلیمرهای مهندسی هستند ، با این حال مشکلاتی که در مورد حلالیت وجود دارد برخی از کاربری ها را محدود می کند. ترکیباتی مانند اسید فرمیک، کرزول و حلال های فلوئوریک توانایی حل کردن این ترکیبات را در خود دارند که تقریبا همگی چالش های زیست محیطی ایجاد می کنند. در حال حاضر معمولترین حلالی که مورد استفاده قرار گیرد اسید فرمیک است.
بازیافت
ترکیبات پلیمری به دلیل پایداری بالایی که در شرایط محیطی و جوی دارند می توانند تا مدت ها بدون تغییر در طبیعت باقی بمانند. از این رو بازیافت و دوباره به کارگیری آنها امری ضروری و بسیار مفید است. به عنوان مثال در برخی کشورها مانند آلمان 40 درصد از پلی آمیدهای 6 و 66 برای تولید فرش استفاده می شود. حجم زیادی از این فرش ها سالیانه دور ریخته شده و جایگزین می شوند.
خاصیت مهمی که پلیمرهایی مانند پلی آمیدها دارند، ترموپلاستیک بودن آنهاست. ترموپلاستیک ها را می توان به دفعات سرد و گرم کرد بدون اینکه در خواص آن هیچ تغییری به وجود بیاید. همین خاصیت این ترکیبات را برای بازیافت ایده آل می کند.
در فرآیند بازیافت ابتدا این ترکیبات را به قطعات ریز تبدیل می کنند و سپس در طی فرآیندهای مکانیکی و یا شیمیایی ناخالصی ها را تا حد امکان از آن جدا می کنند. سپس مواد پلیمری باقیمانده را با استفاده از روش های معمول مانند اکستروژن ، تزریق ، بادی و … می توان به محصولات مورد نظر تبدیل کرد. برای بازیافت مواد پلیمری معمولا در هنگام تولید بر روی آنها عددی در داخل شکلی مثلث مانند متشکل از سه فلش درج می شود. این عدد نوع پلیمر را مشخص می کند . برای پلی آمید ها این عدد 7 است.
محصولات مرتبط: پلی کربنات
