Нейлон: использование, типы и материалы
Нейлон — это обозначение семейства синтетических полимеров, состоящих из полиамидов (повторяющихся звеньев, связанных амидными связями).
Нейлон — это похожий на шелк термопластик, обычно изготавливаемый из нефти, который можно перерабатывать в расплаве в волокна, пленки или формы. Кроме того, нейлоновые полимеры можно смешивать с различными добавками для получения различных свойств.
В этой статье объясняется, что такое нейлон, цели его использования, история нейлона, самые популярные изделия из нейлона, его свойства, как он производится, его недостатки и вреден ли он. В этой статье мы также рассмотрим некоторые из различных типов нейлона: нейлон 1/6, нейлон 4/6, нейлон 510, нейлон 6 и нейлон 6/6.
Что такое нейлон?
Нейлон также известен как полиамид. Нейлоновый пластик представляет собой термопластик технического класса. Он используется в потребительских товарах, автомобилях, электронике и многом другом.
Несмотря на то, что существуют разные полиамиды, все они характеризуются высокой термостойкостью, химической и электрической стойкостью благодаря своей кристаллической структуре.
Этот материал прочен, универсален и обладает высокой прочностью на растяжение и сопротивлением усталости с точки зрения механических свойств. Он также обладает отличными характеристиками истирания и трения.
Нейлон также может быть легко огнестойким. Его температура плавления зависит от сорта, но наиболее часто используемый сорт, нейлон 6, имеет температуру плавления 428 ° F (220 ° C). Нейлон 6/6 составляет 509 ° F (265 ° C).
Какова цель использования нейлона?
Целью использования нейлона является создание качественного, но легкого изделия. Для чего используется нейлон? Он используется для изготовления ткани для рубашек, основной одежды, нижнего белья, плащей, купальных костюмов, нижнего белья и велосипедной одежды.
Нейлон также используется для широкого спектра строительных работ. Из него можно формовать различные листы и пленки. Он в основном используется в листах, трубах, трубах, винтах, болтах, защитных сетках, сантехнической арматуре и т. д. Нейлон можно легко расплавить в нити, что делает его полезным для 3D-печати и другой механической обработки.
Нейлон используется для изготовления рыболовных сетей, потому что это легкий, прочный материал, устойчивый к износу. Нейлон обладает высокой прочностью на растяжение, поэтому он может выдерживать больший вес, не ломаясь.
Благодаря долговечности, легкости и устойчивости к теплу и химическим веществам нейлон может использоваться даже в деталях машин. Некоторые из этих деталей включают винты, гайки и болты.
Кроме того, нейлон часто используется в электронной промышленности для изготовления таких изделий, как печатные платы и электрические шнуры. Детали из нейлона обычно используются в механизмах, которые вращаются или скользят из-за низкого коэффициента трения нейлона. Он используется для изготовления подшипников бытовой техники из-за его превосходной стойкости к истиранию.
Когда впервые был использован нейлон?
Нейлон был впервые использован для изготовления женских чулок на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1939 году. Использование нейлона резко увеличилось во время Второй мировой войны, когда потребность в тканях заметно возросла. Нейлон использовался для замены шелка и пеньки в парашютах. Он также использовался для изготовления шин, веревок, палаток, пончо и других военных принадлежностей.
В начале Второй мировой войны хлопок составлял более 80% всех используемых и производимых волокон, а остальная часть приходилась на шерстяные волокна. К августу 1945 года синтетические волокна заняли 25% рынка за счет хлопка. После войны нейлоновый парашютный материал иногда перепрофилировали для изготовления платьев из-за нехватки нейлона и шелка.
Свойства нейлона
Нейлон может быть очень блестящим, полублестящим или матовым, в зависимости от его желаемого использования. Это одна из причин, по которой его часто используют в качестве ткани.
Нейлон эластичен, потому что, когда он выше температуры плавления, он представляет собой аморфное твердое вещество или вязкую жидкость, в которой цепи напоминают случайные клубки. Ниже температуры плавления нейлон имеет аморфные области, которые чередуются с областями, представляющими собой пластинчатые кристаллы. Аморфные области придают пластику эластичность.
Нейлон обладает фундаментальной высокой прочностью на растяжение и долговечностью, что делает его подходящим для применений, требующих, чтобы материал выдерживал удары. Нейлон также устойчив к повреждениям от масла и многих химических веществ.
Нейлон может иметь тонкие волокна, но он прочен и может выдерживать годы износа. Одной из причин его устойчивости является то, что он синтетический. Поскольку нейлону можно придать любую форму, он подходит для изделий, требующих гибкости. Гибкость нейлона обусловлена его естественной эластичностью.
Нейлон быстро сохнет, поэтому его часто используют в тканях, для которых требуется впитывание влаги. Нейлон сохнет быстрее, чем другие ткани, потому что он в первую очередь гидрофобный.
Почему нейлон так широко используется?
Нейлон так широко используется, потому что это чрезвычайно универсальный синтетический пластик. Полиамидный нейлон обладает различными преимуществами, которые делают его идеальным для многих применений.
Он одновременно прочный и легкий. Он широко используется для изготовления многих предметов домашнего обихода, а также одежды и многих других применений.
Для получения дополнительной информации см. наше руководство по 4 вариантам использования нейлона .
Какие бывают виды нейлона?
Различные типы нейлона: нейлон 1,6; нейлон 4,6; нейлон 510; нейлон 6; и нейлон 6,6.
Нейлоны могут быть синтезированы из динитрилов с использованием кислотного катализа. Например, этот метод применим для получения нейлона 1,6 из адипонитрила, формальдегида и воды. Обладает высокой влагопоглощающей способностью из-за значительной плотности амидных остатков в полимере. Нейлон 1,6 обычно не используется для тканей.
Нейлон 46 был в основном разработан, чтобы иметь более высокую рабочую температуру, чем другие сорта нейлона. Преимущества нейлона 4/6 включают более высокую температуру тепловой деформации, чем у нейлона 6 или нейлона 6/6, более высокую кристалличность, что приводит к лучшей химической стойкости, особенно к кислым солям, и короткое время цикла.
Недостатки нейлона 4/6 заключаются в том, что он имеет такое же влагопоглощение, что и нейлон 6/6, но увеличение размеров меньше и имеет высокую температуру обработки.
Нейлон 510 производится из пентаметилендиамина и себациновой кислоты и был включен в патент Карозерса на нейлон 66. Он обладает превосходными свойствами, но его производство дороже.
Поскольку его производственные затраты в конечном итоге запретили массовое производство этого полимера для изготовления тканей, применение нейлона 510 используется в промышленных и научных целях. К его достоинствам можно отнести прочность и долговечность. К его недостаткам можно отнести высокую стоимость производства.
Волокна нейлона 6 прочны, обладают высокой прочностью на растяжение, эластичностью и блеском. Волокна могут поглощать до 2,4% воды, хотя это снижает прочность на разрыв. Нейлон 6 обычно белый, как синтетическое волокно, но перед производством его можно окрасить в ванне с раствором для получения различных цветовых результатов.
Прочность полиамида 6 составляет 6–8,5 гс/д при плотности 1,14 г/см3. Его температура плавления составляет 215 ° C, и он может защищать от нагрева в среднем до 150 ° C.
Преимущества нейлона 6 заключаются в том, что его волокна не мнутся и обладают высокой устойчивостью к истиранию и химическим веществам, таким как кислоты и щелочи. Недостатком является то, что его относительно трудно перерабатывать из-за исключительно низкой вязкости расплава.
Нейлон 6,6 представляет собой более кристаллическую версию нейлона 6. Его также называют полиамидом 66 или ПА 66. Он обладает улучшенными механическими свойствами благодаря более упорядоченной молекулярной структуре. Нейлон 66 для механической обработки имеет улучшенную термостойкость и более низкие показатели водопоглощения по сравнению со стандартным нейлоном 6. Применение нейлона 6,6 включает износные накладки, направляющие колеса и подшипники скольжения.
Преимущества нейлона 6,6 заключаются в том, что предел текучести выше, чем у нейлона 6 и нейлона 610. Он обладает высокой прочностью, ударной вязкостью, жесткостью, низким коэффициентом трения в широком диапазоне температур. Кроме того, он маслостойкий и стойкий к химическим реагентам и растворителям.
Недостатки нейлона
Недостатки использования нейлона заключаются в том, что он поглощает воду, поглощение воды приводит к более низким механическим свойствам, он имеет низкую устойчивость к сильным основаниям и кислотам, а нейлон имеет высокий процент усадки при литье.
Кроме того, поскольку нейлон огнеупорен, он быстро плавится. Нейлон также не обладает устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и становится желтым независимо от цвета, становится хрупким и быстро портится. Он также не является биоразлагаемым.
Как производится нейлон?
Нейлон получается из диаминовой кислоты, вынужденной вступить в реакцию с адипиновой кислотой. Затем нейлоновая композиция выдавливается через фильеру с десятками крошечных отверстий. Нейлон сразу затвердевает при экструзии через фильеру, и полученные волокна затем можно наматывать на бобины.
Затем нейлоновые волокна растягивают, чтобы повысить их прочность и эластичность. Затем нейлон наматывается на другую катушку в процессе «вытягивания», в результате которого молекулы полимера располагаются в параллельной структуре. После процесса вытягивания полученные волокна готовы к формованию ткани или для других целей.
Вредно ли использовать нейлон?
Нет, нейлон не вреден для использования. Нейлоновые полимеры нереактивны и не считаются особенно вредными для большинства людей, что делает ткань безопасной в использовании.
Однако некоторые люди, чувствительные к материалам, изготовленным из нефти, могут реагировать на нейлон. Нейлон также можно считать вредным для планеты, поскольку он не поддается биологическому разложению.
В этой статье представлен краткий обзор использования, свойств, типов и преимуществ нейлона как материала для использования в производстве изделий и деталей.
