نوشته‌ها

کاربرد پلی آمید

کاربرد پلی آمید ها را می توانید با یک نگاه اجمالی به محیط اطراف خود بیابید. کاربرد پلی آمید ها در صنایع مختلف به قدری وسیع و گسترده است که در هر جایی که به سر می برید می توانید ردپایی از وجود پلی آمید ها را پیدا کنید. پلی آمید پلیمری است که هم به صورت طبیعی در اطراف ما وجود دارد و هم به صورت مصنوعی در صنایع تولید می شود. پلی آمید طبیعی همان پشم یا ابریشمی است که در لباس ها و صنایع نساجی وجود دارد. پلی آمید های مصنوعی نیز نایلون، آرامید و غیره هستند. کاربرد پلی آمید با آنکه در حال حاضر گسترش زیادی در سراسر جهان دارد اما با پیشرفت علم و فن آوری قاعدتاً کاربرد پلی آمید روز افزون خواهد بود. در این مطلب قصد داریم تا نکاتی را در رابطه با کاربرد پلی آمید و خواص مولکولی آن توضیح دهیم.

کاربرد پلی آمید

کاربرد پلی آمید

 

پلی آمید های مصنوعی شامل دو گروه زیر می باشند:

  • پلی آمید آلفاتیک: این پلی آمید دارای پیوندهای تکراری آمیدی در طول زنجیره ی خود می باشد. فرایند کریستالیزاسیون نیمه کاملی دارد و اغلب تولیدات آن نایلون نام دارند.
  • پلی آمید آروماتیک: این پلی آمید در بین گروه های آمیدی خود حلقه های بنزنی دارد. پلی فنیل ترفتالات نام تولیدات حاصل از این دسته اند.

از روی نام پلی آمید ها می توان به خصوصیات ساختاری آن ها پی برد. مثلاً نایلون ۶ نشان دهنده ی تعداد اتم های کربن در آمینواسید  و یا نایلون ۶،۶ نشان دهنده ی تعداد اتم های کربن در دی آمین و دی اسید خواهد بود.

در زنجیره های پلیمر پلی آمید همان طور که از نامش پیداست یک گروه آمیدی وجود دارد. اتم نیتروژن زمانی که با یک گروه کربونیل (C=O) پیوند برقرار می کند یک گروه آمیدی را می سازد. گروه آمیدی یک گروه بیوشیمیایی خاص است که با قرار گرفتن در ساختار هر مولکولی خواص منحصری را به آن می بخشد. یکی از مولکول هایی که در ساختار خود این گروه را دارد پلی آمید است.

پیوندهای هیدروژنی موجود در این مولکول خاصیت کششی و چسبندگی زیادی به آن می دهد. پلی آمید می تواند در برابر مواد نفتی، فرسایس، ضربه و ترک خوردگی مقاومت بالایی از خود نشان دهد.

پلی آمید از دو فرایند پلیمریزاسیون متفاوت به وجود می آید. اولی پلیمریزاسیون تراکمی یک دی آمین و یک اسید دوتایی و دومی پلیمریزاسیون خود پلی آمیدها

به دلیل حضور اتم نیتروژن در ساختار این مولکول ها فاصله ی بین مولکولی در این زنجیره ی پلی آمید کم است و این زنجیره ها با نظم مناسبی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. هرچقدر نظم مولکولی یک پلیمر بیشتر باشد میل پلیمر نسبت به واکنش های شیمیایی با دیگر ترکیبات به خصوص ترکیبات اسیدی و بازی کم تر خواهد شد. با این حال در هنگام ساخت انواع فیبر یا فیلم فواصل بین مولکولی پلیمر پلی آمید را از آن چه که هست کم تر می کنند تا درجه ی بلورینگی آن ها بیشتر شود.

تأثیر درجه ی کریستالی شدن بر کاربرد پلی آمید

  • به دلیل کم شدن فضای خالی محدوده ی ذوب این پلیمر ها افزایش یافته و از تا  متغیر خواهد بود.
  • مقاومت آن ها در برابر اسیدها و بازهای شیمیایی افزایش می یابد.
  • تمایل به جذب رطوبت در آن ها افزایش خواهد یافت.
  • ازدیاد طول، ضریب الکتریکی و کاهش ایزالاسیون نیز از دیگر مزیت هایی است که با ارتقای درجه ی کریستالی شدن به پلی آمید اضافه می شود.
کاربرد پلی آمید در صنایع مختلف

کاربرد پلی آمید در صنایع مختلف

کاربرد پلی آمید

کاربرد پلی آمید به دلیل داشتن یک سری مزایای منحصر به این مولکول گستردگی بسیاری دارد. پلیمر پلی آمید با استفاده از پذیرش گروه های خاص در زنجیره ی ساختاری خود می تواند گروه های مختلفی از پلی آمید ها یا نایلون ها تولید کند. این پلیمرها می توانند ساختاری لایه لایه (Ti layer) داشته باشند. ساختار مولکولی این پلیمرها می تواند اجازه ی تولید محصولاتی را بدهد که در صنایع غذایی:

  • دمای تغییر شکل بالایی دارند
  • انعطاف پذیری چشم گیری دارند
  • مقاوم در برابر عبور اکسیژن، عطر و بو و شیمیایی هستند
  • و شفافیت و خاصیت ترموفورمینگ بالایی نیز دارند.

کاربرد پلی آمید با استفاده از این خواص در صنعت بسته بندی مواد غذایی رشد چشمگیری در مقایسه با پلی اولفین ها داشته است.

کاربرد پلی آمید در لوازم بهداشتی

کاربرد پلی آمید در لوازم بهداشتی

 

در زیر کاربرد پلی آمید های پرمصرف را به صورت موردی بررسی کرده ایم:

PA66

دارای نقطه ی ذوب بالایی بوده و در برابر اصطکاک مقاوم است. در ساخت قطعات ماشین، الیاف فرش، چرخ دنده و تسمه نقاله کاربرد دارد.

PA11

از روغن های گیاهی به وجود می آید اما در طبیعت تجزیه نمی شود. برای ساخت قطعات مکانیکی، مایع هیدرولیکی، کفش های ورزشی، پوشش های پودری و دسته ی ابزارآلات استفاده می شود.

PA610

برای ساخت اجسام تک رشته ای مثل رشته های برق، عایق های الکتریکی، جوراب بافی یا زیپ سازی کاربرد دارد.

PA6

کریستالیزاسیون نیمه کاملی داشته و نیمه بلورین است و در صنایعی غیر از صنایع نساجی کاربرد دارد. رشته های سه تار، گیتار، ویولن و این دست آلات موسیقی با این محصولات ساخته می شوند. برای ساخت ادواتی چون ریسمان، تور و طناب نیز از این پلی آمید ها استفاده می شود.

PA612

مقاوم به حرارت اند و در گرما دچار فرسایش نمی شوند. قطعات الکتریکی و چرخ دنده ها، درپوش لوله های دوشاخه و روکش قفل ها را با این مواد می سازند.

PA69

نقطه ی ذوب پایین و میزان جذب رطوبت در آن ها کم است. کیف ها و چمدان ها، مبلمان و لوازم داخلی خودرو را با استفاده از این مواد تولید می کنند.

PA12

قرار گرفتن در معرض فرکانس های بالا نیز موجب تخریب این مواد نمی شود.اتصال دهنده های کابل، دیافراگم و چشکمه های اسکی از موارد کاربرد این پلی آمیدها هستند.

PA64

مقاوم به فرسایش و دارای ثبات الکتریکی بالا هستند. در ساخت قطعات الکتریکی خوردرو از آن ها استفاده می شود.

آرامید

پلی آمید آروماتیک است که در ساخت اغلب تجهیزات ایمنی کاربرد دارد.

پلی فتال آمید

ترکیبی نیمه آروماتیک داشته ، سفت و مقاوم به خزش است.

در ساخت کولرهای هوایی، پدهای بلبرینگ موتور هواپیما و عایق موتور استفاده می شود.

ورق پلی آمید نیز یکی دیگر از محصولات تولیدی از پلی آمید است.

این موارد تنها گوشه ای از کاربرد پلی آمید ها در صنایع مختلف هستند. در ابتدای این مطلب نوشته ایم که با نگاه به اطراف می توانید موارد بسیاری را پیدا کنید که کاربرد پلی آمید در آن ها پیداست.

ورق پلی آمید (PA)

ورق پلی امید

ورق پلی آمید یکی از دیگر از پلیمر ها به شمار می آید . ورق پلی آمید هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی در دنیای بیرون وجود دارد . اما آنچه که برای ما مورد استفاده و مهم است ؛ پلی آمید صنعتی می باشد . پلی آمید یک ابر مولکول با زنجیره آمیدی است که طی مراحل پلیمریزاسیون تولید می شود . البته ترکیب های آرامید ، پلی سدیم و نایلون هم در این محصول یافت می شود . پلی آمید در دو نوع ورق و میلگرد تولید و عرضه می شود . ورق پلی آمید از قدرت اصطکاک بسیار بالای برخوردار می باشد و در برابر کشش وسایش از خود مقاومت بسیار خوبی را نشان می دهد . : مناسب ترین گزینه برای جایگزین کردن قطعات فولادی به دلیل ضریب اصطکاک بسیار مناسب تر از فولاد کاربردی در صنعت الکترونیک ، پتروشیمی ها ، نیروگاه ها ، جایگاه ها و مخازن سوختی مناسب برای استفاده در قطعات ریل دار و همچنین چرخ دنده های صنعتی مناسب برای استفاده به عنوان عایق در آزمایشگاه ها و . . .

مهمترین ویژگی های ورق پلی آمید می توان به چند مورد اشاره نمود :

مقاومت در برابر سایش و ضربه پذیری ، مقاومت در برابر پارگی و کشش ، تراکم بسیار بالا ، قابلیت تراشکاری آسان ، مقاومت در برابر اشعه های مخرب از جمله اشعه فرابنفش ، مقاومت در برابر حرارتی معادل با ۲۷۰ درجه سانتیگراد و ده ها ویژگی دیگر که پلی آمید را به یکی از پلیمر های پرکاربرد صنعتی تبدیل کرده است . از مهمترین موارد استفاده از ورق و میلگرد پلی آمید میتوان به موارد زیر اشاره نمود.

ورق پلی امید ۶ (PA6) که به پلی امید استخوانی نیز معروف است دسته‌ای از پلی آمیدها به شمار میرود که یکی از پرکاربردترین ترموپلاستیک های مهندسی می باشد عمده کاربرد پلی آمید در صنعت خودرو می باشد.

همچنین پلی آمید ۶ در بسته بندی های چند لایه ، مانند بسته بندی های سوسیس و کالباس به عنوان یکی از لایه ها برای ممانعت از عبور گازها و جلوگیری از فساد مواد مورد بسته بندی استفاده می شود و همچنین استحکام مکانیکی خوبی نیز به این گونه بسته بندی ها می افزاید.

ورق پلی آمید

ورق پلی آمید

مزایا ورق پلی آمید:
توازنی میان استحکام و ضربه پذیری
خواص الکتریکی و شعله پذیری مناسب
استحکام بالای مکانیکی در گرید های تقویت شده با الیاف شیشه
دمای کاربری بالا که بسته به گرید مورد نظر تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد نیز می رسد.

معایب ورق پلی امید:
گران بودن
جذب رطوبت
نداشتن مقاومت در برابر اسید های قوی
نفوذ ناپذیری پائین فیلم های آن در مقابل بخار آب

پلی آمید (PA6G) که به رنگ کرم یا خردلی شناخته میشود نوعی از پلی امید است با سختی بیشتر از PA6 وبرای مصارفی همچون کوپلینگ، ساخت چرخدنده، گاید رینگ، بعنوان نگهدارنده در جک‌های هیدرولیک، صنایع خودرو سازی و بسیاری از صنایع دیگر کاربرد فراوان دارد.

مزایا ورق پلی امید:
توازنی میان استحکام و ضربه پذیری
خواص الکتریکی و شعله پذیری مناسب
استحکام بالای مکانیکی در گرید های تقویت شده با الیاف شیشه
دمای کاربری بالا که بسته به گرید مورد نظر تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد نیز می رسد.

معایب ورق پلی امید:
گران بودن
جذب رطوبت
نداشتن مقاومت در برابر اسید های قوی
نفوذ ناپذیری پائین فیلم های آن در مقابل بخار آب

مقایسه ای میان خواص ورق پلی آمید های PA6 در مقابل PA66:
PA6 در ضربه پذیری مقادیر نسبتا بالاتری نشان می دهد.
PA66 استحکام بالاتری به خصوص در دمای بالای ۱۸۰ درجه سانتیگراد نشان می دهد .
PA66 در حدود ۵۰ درجه سانتیگراد دمای ذوب بالاتری نسبت به PA6 نشان می دهد.
PA6 در مقابل پیر شدگی در برابر دمای بالا (heat aging test) افت خواص مکانیکی کمتری نسبت به PA66 نشان می دهد.
PA6 از نظر سهولت در فرایند (processing window) نسبت به PA66 مناسب تر می باشد.
PA6 در گریدهای تقویت شده با الیاف شیشه سطح یکنواخت تر و ظاهر مناسب تری نسبت به PA66 نمایش می دهد.

پلی آمید (PA)

پلی‌آمیدها در حوزه‌های مختلف از تجارت لباس تا صنعت خودو کاربرد دارند. آن‌ها در ساخت ابزار پزشکی، لوازم الکتریکی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پلی‌ آمید ها، فرآورده‌های تراکمی هستند که زنجیر خطی آنها یک گروه آمید است. این خانواده از پلیمرها نخستین بار و در دهه ۱۹۴۰ میلادی برای تولید الیاف مصنوعی توسعه یافتند. الیاف حاصل، شباهت و استحکامی همانند ابریشم طبیعی داشت. پلی‌آمید ها همانند پلی‌استرهای خطی هستند، یعنی دارای زنجیرهای بلند کربنی با گروههای عاملی تکراری. با این تفاوت که گروههای عاملی به جای استر، آمید می‌باشد.

سه دسته از مواد را تحت عنوان پلی‌ آمید ها می‌شناسیم. پلی آمید ۶۶ جزو اولین دسته این مواد است. اولین شماره، نشان‌دهنده تعداد اتم‌های کربن در دی‌آمین و دومین شماره، تعداد اتم‌های کربن در دی‌اسید می باشد. این‌گونه نامگذاری در صنعت پذیرفته شده است. آمین‌های مصرفی از ۲ تا ۱۰ کربن و اسیدهای مربوطه نیز از ۲ تا ۱۸ کربن دارند.

پلی آمیدها را از نظر روش تولید به دو نوع قالب ریزی و اکسترود تقسیم می کنند، پلی آمید دارای خانواده بزرگی از قبیل PA6-PA66-PA11-PA oil- PA gf- PA mo می باشد.

  • نقاط قوت:
  • مقاومت پوششی حتی در شرایط کاری طاقت فرسا
  • مقاومت کششی و فشردگی بالا (نوع قالب ریزی) نسبت به نوع اکسترود دارای سفتی بیشتری است و مقاومت به فرسایش بالایی دارد
  • دارای خاصیت خود لغزندگی و ضریب اصطکاک پایین می باشد و بنابراین در کاربردهای حرکتی نیاز به روغن کاری ندارد
  • مقاومت به زنگ زدگی، ضد آب و مقاومت خوب در دمای پایین
  • نقاط ضعف:

هر دو نوع اکسترود و قالب ریزی آن نمگیر می باشد.

پلی آمید قالب ریزی به سبب تردی زیاد شکننده تر از نوع اکسترود آن است

توصیه می شود از نوع قالب ریزی در سایزهای بزرگ استفاده شود، زیرا ساختار مولکولی آن در سایزهای بزرگتر پهنتر از سایز های کوچکتر است.

  • کاربرد:

مکانیکی: به سبب امکان بدست آوردن سایزهای بزرگ در این صنعت، جهت تولید سایزهای غول آسا کاربرد دارد. مانند: یاطاقان ها، گوشواره ها، قرقره ها، چرخ ها و غیره

غذایی: به سبب خاصیت فیزیولوژی بی اثر امکان استفاده در این صنعت می باشد ولی به ندرت کاربرد دارد.

الکتریکی: استفاده در این صنعت منوط به اجتناب از تغییرات محتوی رطوبت است

شیمیایی: به سبب مقاومت به قلیا، مواد معدنی و حلال ها در این صنعت کاربرد فراوان دارد.

نام‌های انواع پلی آمیدها از تعداد اتم‌های کربن موجود در مولکول‌های آن‌ها حاصل شده است. این عدد به عنوان پسوند به نام افزوده می‌شود.
هنگامی که مونومرهای آمید توسط پیوندهایی به منظور تشکیل پلی‌مرها به هم متصل می‌گردند، به عنوان پلی‌آمید شناخته می‌شوند. برخی از پلی‌آمیدهای طبیعی ابریشم، پشم و پروتئین‌ها هستند.
پلی‌آمیدها به دو دسته طبقه‌بندی می‌گردند. پلی‌آمید آلیفاتیک که به عنوان نایلون شناخته می‌شود و پلی‌آمیدهای آروماتیک که به عنوان آرامیدها شناخته می‌شوند. ما در این‌جا در رابطه انواع پلی‌آمیدها و مصارف آن‌ها بحث و گفت وگو می‌کنیم.