پلی آمید

گرانول پلی آمید  (POLYAMIDE) چیست؟

گرانول پلی آمید ( الترامبد ) یا نایلون  نام كلی برای خانواده ای از پلیمرهای مصنوعی است که علاوه بر مقاومت حرارتی، دارای مقاومت الكتریكی بالایی نیز می باشند و به دلیل ساختار بلورین ،‌ مقاومت خوب شیمیایی را از خود نشان می دهند. پلی آمیدها قابل اشتعال بوده و کاربردی در محدوه ی دمایی حدود (۹۰+تا۳۰-) درجه ی سانتی گراد دارند. به دلیل چسپندگی و کشش زیاد پیوند های هیدروژنی گروه های آمیدی، این دسته از پلیمرها دارای استحکام فوق العاده ای هستند  .

پاین ماده همراه با انعطاف پذیری بالا دارای مقاومت بالا در برابر حلال های نفتی، ساییدگی، خستگی، ضربه پذیری بالا و مقاومت ترک خوردگی بالا در خم شدن های متوالی هستند. پلی آمید ها به طور گسترده ای در كاربردهایی در صنایع خودروسازی و حمل و نقل،‌ برق و الكترونیك، نساجی، بسته بندی و محصولات خانگی استفاده می شوند. با افزودن الیاف شیشه و افزایش استحكام این مواد ، ‌می توان از آنها به عنوان جایگزینهای مناسبی برای قطعات فلزی استفاده نمود و لذا انها را را می توان اولین و مهمترین پلیمر مهندسی محسوب نمود. پلی آمید ها یا نایلون ها جزو  پلاستیک های مهندسی هستندکه به دو روش زیر تولید می شوند:


۱- پلیمریزاسیون تراکمی یک دی آمین و یک اسید دو عاملی

۲- بصورت پلیمریزاسیون آمینو اسیدها

بدلیل ساختار خطی این ماده فضاهای خالی که در سایر پلیمرهای راندم مانند مثل پلی اتیلن وجود دارد ، در این  پلیمرکمتر میباشد و همین عامل سبب می شود تا پلیمر پای آمید ساختار منظمی داشته و زنجیرهای  پلیمری در فاصله نزدیکتری از هم قرار بگیرند. پلی آمید ها در هنگام تزریق به طور میانگین بلوری هستند،­ ولی برای ساخت فیبر و فیلم می توان از روش کشش مکانیکی فضاهای خالی بین زنجیرها را کمتر کرد و درجه ی بلورینگی را بیشتر نمود.


تاریخچه گرانول پلی آمید

پلی آمید اولین بار در سال 1928 توسط والاس كاروترز در شركت دوپونت پلی هگزا متیلن تولید شد. استفاده از نایلون ها به صورت تجاری اولین بار در سال 1938 و در تولید رشته های مسواك آغاز شد. در سال 1939 پلی کاپرولاکتام که دومین پلی امید سنتزی بود، را برای اولین بار توسط فاربن تهیه شد، و نایلون ۶ نام گذاری شد. سپس در سال 1940 الیاف این ماده در تولید جوراب‌های زنانه مصرف گردید.

اگرچه تولید الیاف از این ماده دارای سابقه بیشتری است، اما از سال 1950 به بعد كاربردهای آن در زمینه های تولید قطعات پلاستیكی گسترش بیشتری یافته است و به حدود 25% از كل مصرف پلی آمید ها در سال 2000 یا 1/65 میلیون تن در سال بالغ شده است. رشد سالانه 8 تا 9 درصد مصرف در حوزه تولید قطعات پلاستیكی نسبت به رشد 1/5 درصدی آن در كاربرد الیاف حاكی از زمینه های كاربردی جدید این دسته از مواد می باشد.


ویژگی های گرانول پلی آمید

درجه کریستالیتی تاثیر به سزایی بر محدوده ذوب شوندگی کریستال ها و جذب رطوبت توسط پلی آمید ها دارد. افزایش درصد کریستالیتی سبب افزایش مقاومت شیمیایی در برابر اسید و باز، استحکام و مقاومت در برابر سایش، مقدار تنش نقطه تسلیم، افزایش دمای ذوب و محدوده ی دمای کاربردی  شده  و بالعکس سبب کاهش  ویژگی ایزولاسیونی، ازدیادطول، ضریب دی الکتریکی، شفافیت (مات شدن) و تمایل به جذب رطوبت (به دلیل کم شدن فضاهای خالی در بین زنجیر های آمیدی) می شود.

پلی آمید رطوبت زیادتری را نسبت به سایر پلیمرها جذب می کند. رطوبت تاثیر قابل ملاحظه ای  خواص فیزیکی و پایداری ابعادی دارد. عمدتا تقویت نایلون ها بر روی رزین پایه خود با الیاف شیشه یا کربن سبب بهبود مقاومت کششی و خمشی می شود که قابل مقایسه با برخی از آلیاژهای ریخته گری هستند.


بدانیم

اضافه کردن فیبر کربن به پلی آمید 6.6 سبب افزایش مقاومت کششی تا bar2300 و افزایش نیروی خمشی تا bar 3400 است. این عامل همچنین سبب بهبود هدایت حرارتی ، الکتریکی و مقاومت سایشی می شود. این ماده معمولا با یک عدد شناسایی می شوند که بیانگر تعداد اتم های کربن در آمینو اسید های اولیه (نایلون 6)، و یا تعداد اتم های کربن در دی آمین و دی اسید(نایلون 6.6) است.


در جدول زیر مقایسه اولیه بین پلیمرهای رایج و پلی آمید 6 و  6.6 صورت گرفته است:

پلی آمید


انواع گرانول پلی آمید

طبیعی مانند: پروتئین ها  (ابریشم و پشم)

مصنوعی مانند: نایلون، آرامید ها و پلی سدیم وجود دارند.

پلی آمید ها از لحاظ ساختار ملکولی به دو دسته ی آلفاتیک و آروماتیک تقسیم می شوند.


آلفاتیک:

پلی آمید های آلفاتیک به خاطر فاز های بلوری و آمورف، نیم کریستالی بوده، و  نام تجاری آنها نایلون نام گذاری شده است و در ساختار پلیمری خود دارای پیوند تکراری آمید هستند. پلی آمید های ۱۲، ۱۱، ۶,۶ و ۶ جز این دسته اند.


روماتیک:

این نوع شامل حلقه بنزنی در بین گروه های آمیدی است. کولار(پلی فنیل ترفتالات) جز نوع معروف آروماتیک است. آرامیدها، الیافی مصنوعی هستند که مواد تشکیل دهنده این الیاف پلی آمیدهای مصنوعی با زنجیره ی طویل هستند. ۸۵% از اتصالات آرامیدی در پلی آمیدهای آروماتیک به دو حلقه ی آروماتیک وصل می شوند. این پلیمر به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت پارگی فوق العاده که دارند، در جلیقه ی ضد گلوله، سیم تله کابین، محفظه ی موتور جت، کلاه ایمنی آتش نشان ها، کابل های فیبر نوری و… مورد استفاده قرار می گیرد. آرامیدها، پلی فتال آمید از این دسته پلیمر ها هستند.

ساختار شیمیایی کولار در شکل زیر مشخص می باشد .

پلی آمید