Полиамиды

Полиамиды – синтетические термопластичные полимеры конструкционного назначения. К конструкционным или инженерно-техническим полимерам принято относить те полимерные материалы, которые обеспечивают работоспособность деталей при повышенных механических и тепловых нагрузках, имеют высокие электроизоляционные характеристики и доступные цены: полиамиды, полиформальдегид, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, поликарбонат, АБС-пластики. Полиамиды – наиболее востребованные среди них.

Отличительной чертой полиамидов является наличие в основной молекулярной цепи повторяющейся амидной группы –C(O)–NH–. Различают алифатические и ароматические полиамиды. Известны полиамиды, содержащие в основной цепи как алифатические, так и ароматические фрагменты.

Обычное обозначение полиамидов на российском рынке ПА или PA. В названиях алифатических полиамидов после слова «полиамид» ставят цифры, обозначающие число атомов углерода в веществах, использованных для синтеза полиамида. Так, полиамид на основе ε-капролактама называется полиамидом-6 или PA 6. Полиамид на основе гексаметилендиамина и адипиновой кислоты – полиамидом-6,6 или PA 66 (первая цифра показывает число атомов углерода в диамине, вторая – в дикарбоновой кислоте). Помимо обычных обозначений для полиамидов могут использоваться и названия торговых марок: капрон, нейлон, анид, капролон, силон, перлон, рильсан.

 Из всего многообразия полиамидов наибольшее промышленное значение имеют:

PA 6 – Полиамид 6, поликапроамид, капрон;

PA 66 – Полиамид 66, полигексаметиленадипамид;

PA 610 – Полиамид 610, полигексаметиленсебацинамид;

PA 612 – Полиамид 612;

PA 11 – Полиамид 11, полиундеканамид;

PA 12 – Полиамид 12, полидодеканамид;

PA 46 – Полиамид 46;

PA 69 – Полиамид 69;

PA 6/66 (PA 6.66) – Полиамид 6/66 (сополимер);

PA 6/66/610 – Полиамид 6/66/610 (сополимер).

 Широкое применение находят и стеклонаполненные полиамиды, представляющие собой композиционные материалы, состоящие из полиамидов, наполненных короткими отрезками комплексных стеклянных нитей, выпускаемые в виде гранул неправильной цилиндрической формы.

В зависимости от марки применяемого полиамида и длины стеклянной нити в грануле, стеклонаполненные полиамиды выпускаются следующих марок:

ПА 6-СВ-30, ПА 6-12-КС, ПА 6-210-КС, ПА 6-211-КС, ПА 6-130-КС

Обозначение марок стеклонаполненных полиамидов состоит из:

наименование материала «полиамид» – ПА;

краткого цифрового обозначения марки исходного полиамида: 6, 6-210, 6-211, 6-130, 6-12;

КС (ДС) – условное обозначение длины гранулы: КС – до 5 мм, ДС – от 5 до 7,5 мм;

СВ-30 – процентное содержание наполнителя.

При выпуске модифицированного материала тип модификатора указывается в скобках после обозначения марки.

Пример условного обозначения полиамида стеклонаполненного первого сорта на основе полиамида марки 6-210 наполненного короткими отрезками стеклянных нитей: Полиамид Стеклонаполненный ПА6-210-КС, СОРТ 1.

 Основные марки полиамида:

Гроднамид антифрикционный ПА6-ЛТА

Гроднамид антифрикционный ПА6-ЛТА-СВ30

Гроднамид антифрикционный ПА6-ЛТА-СВ5

Гроднамид базовый ПА6-210/310

Гроднамид литьевой ПА6-Л-211/311

Гроднамид минералонаполненный ПА6-ТМ-20

Гроднамид минералонаполненный ПА6-ТМ-20-1

Гроднамид с пониженным влагопоглощением ПА6-ЛТ-СВ30 В-1

Гроднамид с пониженным влагопоглощением ПА6-ЛТ-СВ30 В-2

Гроднамид стекломинералонаполненный ПА6-СВТМ-30

Гроднамид стеклонаполненный ПА6-211-КС

Гроднамид стеклонаполненный ПА6-Л-СВ30-1

Гроднамид стеклонаполненный ПА6-ЛТ-СВ30П

Гроднамид стеклонаполненный ПА6-ЛТЧ-СВ30

Гроднамид стеклонаполненный ПА6-ЛТЧ-СВ30П

Гроднамид трудногорючий ПА6-C-ТКМ25

Гроднамид трудногорючий ПА6-С-1СВ

Гроднамид трудногорючий ПА6-С1

Гроднамид трудногорючий ПА6-С2

Гроднамид ударопрочный ПА6-Л-У1

Гроднамид ударопрочный ПА6-Л-У2

Гроднамид ударопрочный ПА6Л-У-1П

Гроднамид экструзионный ПА6-Э1

Гроднамид экструзионный ПА6-Э2

Композиция антифрикционная ПА6-ЛГ10-В

Композиция антифрикционная ПА6-ЛГ5-В

Композиция антифрикционная ПА6-ЛФ-СВ35

Композиция окрашенная ПА6-МО

Композиция с повышенной влагостойкостью ПА6-МВ

Композиция с повышенной влагостойкостью ПА6-СВ35-М

Композиция с повышенной влагостойкостью ПА6-СН30-В

Композиция с повышенной влагостойкостью ПА610-КС

Композиция с повышенной влагостойкостью ПА610-Л-СВ30

Композиция с повышенной морозостойкостью и ударопрочностью МПА-10К

Композиция с повышенной морозостойкостью и ударопрочностью ПА6-УМ-1

Композиция с повышенной морозостойкостью и ударопрочностью ПА6-УМ-2

Композиция с повышенной теплостойкостью ПА66-1-Л-СВ30

Композиция с повышенной теплостойкостью ПА66-КС

Композиция с повышенной теплостойкостью ПА66-ЛТО-СВ30

Композиция с повышенной теплостойкостью ПА66-ЛТО76-СВ30

Композиция трудногорючая ПА6-210КС-ОД-С

Композиция трудногорючая ПА6-ОД

Композиция трудногорючая ПА6-СВ20-ОД-Э

Композиция трудногорючая ПА6-Т-ОД

Композиция ударопрочная ПА6-210КС

Композиция ударопрочная ПА6-Л-СВ30

Композиция ударопрочная ПА6-Л-Т20

Композиция ударопрочная ПА6-ЛТ-СВУ-4

Полиамид базовый Kopa66 KN3311

Полиамид высокой вязкости Schulamid 6 HV 11

Полиамид высокой вязкости Schulamid 66 HV 4

Полиамид минералонаполненный Schulamid 6 MKF 3010

Полиамид минералонаполненный Schulamid 6 MKF 4015

Полиамид минералонаполненный Schulamid 6 MT 30

Полиамид минералонаполненный Schulamid 6 MW 30

Полиамид минералонаполненный Schulamid 66 MK 20 HI

Полиамид низкой вязкости Schulamid 6 NV 12

Полиамид средней вязкости Schulamid 6 MV 13

Полиамид средней вязкости Schulamid 6 MV 14

Полиамид средней вязкости Schulamid 66 MV 2

Полиамид средней вязкости Schulamid 66 MV 3

Полиамид стеклонаполненный Kopa66 KN333G15

Полиамид стеклонаполненный Kopa66 KN333G20

Полиамид стеклонаполненный Kopa66 KN333G30

Полиамид стеклонаполненный Kopa66 KN333G50

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GB 30

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GBF 3010 H

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 15

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 15 HI

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 15 HV

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 25

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 30

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 30 HI

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 35

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 6 GF 50 H

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GB 30

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GBF 3020

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GF 15

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GF 25

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GF 30

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GF 30 HI

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GF 35

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GF 50 H

Полиамид стеклонаполненный Schulamid 66 GRF 2318 H

Полиамид трудногорючий Kopa66 KN3321G15V0

Полиамид трудногорючий Kopa66 KN3321V0

Полиамид трудногорючий Kopa66 KN3322V0

Полиамид трудногорючий Kopa66 KN332G30V0

Полиамид трудногорючий Schulamid 6 GF 15 FR 4

Полиамид трудногорючий Schulamid 6 GF 30 FR 4

Полиамид трудногорючий Schulamid 6 HV 2FR

Полиамид трудногорючий Schulamid 6 MT 20 H FR4

Полиамид трудногорючий Schulamid 6 MV 14 FR

Полиамид трудногорючий Schulamid 6 NV 12 FR4

Полиамид трудногорючий Schulamid 66 GBF 3020 FR 4

Полиамид трудногорючий Schulamid 66 GF 30 FR 4

Полиамид трудногорючий Schulamid 66 MW 30 FR 5

Полиамид ударопрочный Schulamid 6 MV HI

Полиамид ударопрочный Schulamid 6 MV SHI

Полиамид ударопрочный Schulamid 66 MV HI

Полиамид ударопрочный Schulamid 66 MV SHI

Полиамид ударопрочный Schulamid 66 SK 1000

Полиамид ударопрочный Schulamid 66 SK 1000

Сополимер полиамида литьевой АК 80/20

Сополимер полиамида литьевой АК 80/20

Этамид ударопрочный ЭА-2Л-2

 Свойства: Полиамиды – пластические материалы, отличающиеся повышенной прочностью и термостойкостью, высокой химической стойкостью, стойкостью к истиранию, хорошими антифрикционными и удовлетворительными электрическими свойствами. Способны выдерживать циклические нагрузки. Сохраняют свои характеристики в широком диапазоне температур. Выдерживают стерилизацию паром до 140 °С. Сохраняют эластичность при низких температурах.

Полиамиды растворяются в концентрированной серной кислоте, являющейся для них универсальным растворителем, а также в муравьиной, монохлоруксусной, трифторуксусной кислотах, в феноле, крезоле, хлорале, трифторэтаноле. Устойчивы к действию спиртов, щелочей, масел, бензина.

К недостаткам полиамидов можно отнести высокое водопоглощение и низкую светостойкость.

Физико-механические свойства полиамидов определяются количеством водородных связей на единицу длины макромолекулы, которая увеличивается в ряду ПА-12, ПА-610, ПА-6, ПА-66. Увеличение линейной плотности водородных связей в макромолекуле увеличивает температуру плавления и стеклования материала, улучшает теплостойкость и прочностные характеристики, но вместе с тем увеличивается водопоглощение, уменьшается стабильность свойств и размеров материалов, ухудшаются диэлектрические характеристики.

Базовые свойства полиамидов можно менять введением в их состав различных добавок: антипиренов (неармированные полиамиды – одни из немногих термопластов, которые позволяют успешно применять экологические чистые негалогеновые антипирены), свето- и термо стабилизаторов, модификаторов ударной вязкости, гидрофобных добавки; минеральных наполнителей, стекловолокна.

Полиамиды перерабатываются всеми известными методами переработки пластмасс. Хорошо обрабатываются фрезерованием, точением, сверлением и шлифованием. Легко свариваются высокочастотным методом. Хорошо окрашиваются.

Технические характеристики некоторых полиамидов выглядят следующим образом.

ПА6-ЛПО-Т18

Ударная вязкость по Шарпи: не менее 30 КДж/м2.

Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа: 80 °С.

Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 0,45 МПа: 179-200 °С.

Прочность при разрыве: не менее 77 МПа.

Электрическая прочность: не менее 25 КВ/мм.

Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба: не менее 90 МПа.

ПА6-ЛПО-Т18 – тальконаполненный окрашенный пластифицированный композиционный материал, отличающийся повышенной стабильностью размеров, стойкостью к деформации, износостойкостью. Рекомендуется для изготовления деталей конструкционного, антифрикционного и электротехнического назначения, требующих повышенной размерной точности. При переработке обеспечивает низкий износ литьевых машин и оснастки.

 ПА66-1А

Ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза: не разрушается.

Ударная вязкость по Шарпи на образцах с надрезом: не менее 7,5 КДж/м2.

Температура плавления: 254-260 °С.

Электрическая прочность: 20-25 КВ/мм.

Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба: не менее 78 МПа.

Конструкционный полиамид ПА66-1А – термостабилизированный продукт поликонденсации гексаметилендиамида и адипиновой кислоты. Отличается высокими прочностными свойствами, теплостойкостью, деформационной стабильностью. Устойчив к действию щелочей, масел, бензина. Используется для изготовления деталей, работающих при повышенных механических нагрузках: шестерни, вкладыши и корпуса подшипников.

 ПА66-2

Ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза: не разрушается.

Ударная вязкость по Шарпи на образцах с надрезом: не менее 7,2 КДж/м2.

Температура плавления: 254-260 °С.

Электрическая прочность: не менее 20 КВ/мм.

Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба: не менее 81 МПа.

Конструкционный полиамид ПА66-2 – термостабилизированный продукт поликонденсации гексаметилендиамида и адипиновой кислоты. Отличается высокими прочностными свойствами, теплостойкостью, деформационной стабильностью. Устойчив к действию щелочей, масел, бензина. Используется для изготовления деталей, работающих при повышенных механических и тепловых нагрузок в электротехнической промышленности.

 ПА66-1-Л-СВ3О

Ударная вязкость по Шарпи: не менее 40 КДж/м2.

Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа: 200 °С.

Электрическая прочность: не менее 25 КВ/мм.

Изгибающее напряжение при разрушении: не менее 200 МПа.

Удельное объемное электрическое сопротивление: не менее 2·104 Ом·см.

ПА66-1-Л-СВ3О – стеклонаполненная композиция на основе полиамидной смолы. Рекомендуется для изготовления изделий конструкционного, электроизоляционного назначения, применяемых в машиностроении, электронике, автомобилестроении, приборостроении, работающих в условиях повышенных температур.

 Полиамид ПА66-ЛТО-СВ30

Ударная вязкость по Шарпи в исходном состоянии: не менее 40 КДж/м2.

Ударная вязкость по Шарпи после выдержки в антифризе в течение 20 часов при температуре 150 °С: не менее 40 КДж/м2.

Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа: 200 °С.

Прочность при растяжении после выдержки в этиленгликоле в течение 72 часов при температуре 135 °С: не менее 50 МПа.

Изгибающее напряжение при разрушении: не менее 200 МПа.

Модуль упругости при растяжении: 8000-11000 МПа.

Полиамид ПА66-ЛТО-СВ30 – термостабилизированная стеклонаполненная композиция, отличающаяся стойкостью к действию антифризов, минеральных масел, бензина. Имеет высокие физико-механические показатели. Рекомендуется для изготовления деталей в автомобилестроении.

 Полиамид ПА610-Л

Ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза: не разрушается.

Ударная вязкость по Шарпи на образцах с надрезом: не менее 4,9 КДж/м2.

Электрическая прочность: не менее 20 КВ/мм.

Изгибающее напряжение при заданной величине прогиба: не менее 44,1 МПа.

Водопоглощение за 24 часа: не более 0,5.

Полиамид ПА610-Л – литьевой термопласт, получаемый поликонденсацией гексаметилендиамида и себациновой кислоты. Обладает высокими физико-механическими и электроизоляционными свойствами, повышенной размерной стабильностью, низким влагопоглощением. Стоек к действию масел и бензина. Применяется для изготовления деталей конструкционного, антифрикционного назначения, прецизионных деталей точной механики: мелкомодульные шестерни, золотники, манжеты. Разрешен для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, и игрушек.

 ПА610-Л-СВ3О

Ударная вязкость по Шарпи: не менее 29,4 КДж/м2.

Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа: 190-200 °С.

Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 0,45 МПа: 200-205 °С.

Электрическая прочность: не менее 25 КВ/мм.

Модуль упругости при изгибе: 7000-9000 МПа.

ПА610-Л-СВ3О – стеклонаполненная композиция на основе полимидной смолы ПА610. Отличается повышенной прочностью, теплостойкостью, износостойкостью, малым коэффициентом теплового расширения. Изделия могут работать при температуре до 150 °С и кратковременно до 180°С. Рекомендуется для конструкционных деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок и температуры.

 ПА610-ЛПО-Т20

Ударная вязкость по Шарпи: не менее 30 КДж/м2.

Электрическая прочность: не менее 25 КВ/мм.

Модуль упругости при изгибе: 2000-3000 МПа.

Водопоглащение за 24 часа: не более 1 %.

Усадка: 0,8-1,7 %.

ПА610-ЛПО-Т20 – тальконаполненный окрашенный пластифицированный композиционный материал, отличающийся повышенной стабильностью размеров, стойкостью к деформации, износостойкостью. Рекомендуется для изготовления деталей конструкционного, антифрикционного и электроизоляционного назначения, требующих повышенной размерной точности. При переработке обеспечивает низкий износ литьевых машин и оснастки.

 Применениe: Полиамиды относятся к конструкционным (инженерным) полимерным материалам. В отличие от полимеров общего назначения, конструкционные полимеры характеризуются повышенной прочностью и термостойкостью, и, соответственно, дороже бытовых полимерных материалов. Они используются при создании изделий, требующих долговечности, износостойкости, пониженной горючести и способных выдерживать циклические нагрузки. Помимо полиамидов, к инженерным пластикам относятся поликарбонаты, АБС-пластики, полиэфиры, полиформальдегид, полибутилентерефталат. Полиамиды среди них – наиболее массовый материал.

На российском рынке представлены следующие основные типы полиамидов: полиамид 6, полиамид 66, полиамид 610, полиамид 12, полиамид 11. Также широкое распространение получили различные композиции на основе полиамида 6, литьевые сополимеры полиамида. Наиболее широко в мире и в России представлена группа полиамидов ПА-6.

 Полиамиды применяются для производства изделий всеми способами переработки пластмасс. Наиболее часто – литьем под давлением для выпуска конструкционных деталей и экструзией для получения пленок, труб, стрежней и других профилей. Для экструзии применяются, главным образом, высоковязкие сорта типа полиамида 11 и полиамида 12.

 Ассортимент материалов, изготавливаемых из различных видов полиамидов, весьма велик. Полиамиды идут на изготовление синтетических волокон, используемых для производства текстильных изделий, нитей, пряжи, тканей. Из полиамидов изготавливают пленки, искусственный мех и кожу, пластмассовые изделия технического и бытового назначения, обладающие большой прочностью и упругостью.

Полиамиды произвели революцию в текстильной промышленности: первые синтетические волокна практического значения были получены именно из полиамидов.

 В общем случае, полиамиды используются как конструкционный, электроизоляционный и антифрикционный материал в электротехнической, радиотехнической, автомобильной, авиационной, нефтедобывающей, приборостроительной, медицинской промышленности. Из них изготавливают корпусные детали электро- и пневмоинструментов, строительно-отделочных и других машин, работающих в условиях ударных нагрузок и вибраций, детали шахтного электрооборудования, железнодорожные втулки-прокладки, мебельные колеса и петли, другие нагруженные детали мебели, дюбели.

В автомобильной промышленности из полиамидов изготавливают теплостойкие нагруженные детали автотранспортных средств; зубчатые колеса, подверженные повышенным механическим и тепловым нагрузкам; основания нагруженных приборов: спидометров, тахометров; крышки катушек зажигания; колпаки колес; педали; шестерни стеклоочистителя; корпусы и крыльчатки вентиляторов охлаждения двигателя; кнопки для крепления облицовки салона; корпуса зеркал заднего вида.

 Некоторые виды полиамидов, такие как ПА 6/66-3 и ПА 6/66-4 растворяют в спирто-водной смеси и получают клеи и лаки, идущие в электротехническую промышленность, используемые для получения протезно-ортопедических изделий, пленочных покрытий, для обработки кожи и бумаги. Эти полиамиды могут также выпускаться в виде порошка, который используется для получения термоклеевого материала в швейной и обувной промышленности. Полиамид ПА 12/6/66, представляющий собой тройную систему, состоящую из лауринлактама (додекалактама), капролактама и соли АГ (соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина), применяется в качестве лекгоплавкого клея для швейной промышленности, плавящегося при температуре до 110 °С.

 В настоящее время на рынке полиамидов все более существенную роль играет вторичный полиамид, который предлагают различные производители компаундов.