Нейлон и полиэстер, в чем разница?

Нейлон представляет собой семейство полиамидных полимеров, как правило, с высокой молекулярной массой. Нейлон можно вытягивать из нагретой массы или экструдировать через фильеры для формирования нитей.

Его можно производить в широком диапазоне размеров, от больших моноволокон до тончайших волокон. нейлон имеет огромное применение в различных секторах, в частности, в качестве щетины, тканей, веревки и пряжи.

Нейлон обладает высокой устойчивостью к износу, нагреву и химическим веществам, что делает его привлекательным конструкционным материалом, хотя стабильность размеров из-за водопоглощения накладывает некоторые ограничения.

Полиэстер относится к широкому семейству полимеров. Большинство источников указывают, что он относится к ПЭТ (полиэтилентерефталат).

Семейство полиэстеров включает в себя различные встречающиеся в природе химические вещества, такие как кутин, пленка, которая покрывает открытые поверхности большинства растений. Другие полиэфиры выпускаются в виде синтетических материалов, таких как полибутират.

Полиэфирные волокна обычно используются в производстве тканей либо в качестве единственного компонента, либо в составе смесей для улучшения свойств натуральных волокон (например, полиэфирного хлопка).

Полиэфирные волокна обладают высокой водостойкостью, но легко плавятся. К счастью, материалы трудно воспламеняются при нормальной температуре пламени, так как они плавятся и являются самозатухающими.

Жидкокристаллические полимеры представляют собой недавнюю разработку, обладающую улучшенными свойствами благодаря модифицированной химической/кристаллической структуре. Они обеспечивают повышенную теплостойкость и полезные свойства износа для уплотнений и подшипников.

В этой статье мы сравним нейлон и полиэстер и выделим их различия с точки зрения применения, свойств, стоимости и устойчивости.

Что такое нейлон?

Нейлон — это коммерческое название синтетических термопластов из семейства полиамидов. Обычно их получают реакцией диаминов и дикарбоновой кислоты. Молекула с карбоксильными группами реагирует с молекулой, имеющей аминогруппы на обоих концах, с образованием полиамида.

В качестве альтернативы нейлон может быть изготовлен из самоконденсирующейся аминокислоты или ее лактама. Они идентифицируются группами «CONH», расположенными в виде кольца. Одной из таких аминокислот является ε-капролактам.

Изначально нейлон был разработан как замена шелку. Он может подвергнуться значительному удлинению перед разрушением. Нейлон устойчив к истиранию, большинству химикатов и всем органическим воздействиям. Он обладает хорошей термической и усталостной стойкостью и хорошо поддается механической обработке. Кроме того, это также очень эффективный глушитель шума.

Существуют четыре основных класса нейлона — это нейлон 66, 11, 12 и 46. Эти обозначения получены из состава их полимерных цепей. Количество атомов углерода диамина представлено первым числом, а количество углерода кислоты представлено вторым. Общепринятой номенклатурой материалов является ПА, как и полиамид (например, ПА6 или ПА6/66).

Нейлон обычно встречается в черном, белом и натуральном вариантах. Нейлон 66 является наиболее распространенным типом для машиностроения и пластмассовой промышленности. Химическая формула нейлона 66: (C12H22N2O2)n.

Зубные щетки, перчатки, колеса, гитарные струны, теннисные ракетки, медицинские приборы, электрические разъемы, лески и многое другое делают из нейлона.

Что такое полиэстер?

Полиэстер — это широкое название ряда синтетических полимеров, включая поли(бутилентерефталат) (ПБТ), поли(этилентерефталат) (ПЭТФ), поли(гексаметилентерефталат) (ПГТ) и поли(пропилентерефталат) (ППТ). Это обычные инженерные полимеры с различными полезными свойствами.

Полиэстер представляет собой семейство полимеров с сложноэфирной группой в каждом блоке основной полимерной последовательности. Их получают путем конденсации функциональных спиртов и кислот с образованием сложных эфиров (этерификация).

Полиэфиры существуют в различных коммерческих формах, подходящих для очень широкого спектра применений:

1. Большинство волокон и формовочных материалов представляют собой алифатические-ароматические сложные полиэфиры, такие как ПЭТФ, ПБТ и т. д. Они имеют высокие температуры плавления и хорошую прочность на растяжение.
2. Различные материалы полностью состоят из ароматических полиэфиров с чрезвычайной термостойкостью. Например, полиарилат используется для изготовления абразивных уплотнений в реактивных двигателях.
3. Сверхразветвленные полиэфиры, используемые в качестве модификаторов вязкости в покрытиях и обработке полимеров, обычно являются экспериментальными материалами, такими как Burgath 2000 и Mackey 2000.
4. Линейные алифатические высокомолекулярные полимеры легко разлагаются и попадают в сельскохозяйственные пленки и биомедицинские приложения, где требуется диспергирование имплантатов.
5. Полиэфирные смолы представляют собой термореактивные материалы, которые применяются в качестве матриц в композитах и ​​в качестве покрытий. Они сшиваются катализом с образованием химически стабильных, прочных пленок и клеев с высокой адгезией.

Нейлон против полиэстера: применение и использование

Нейлон имеет широкое промышленное и бытовое применение, в том числе:

1. Электрические: В качестве формованных изоляционных компонентов в электрических сетях.
2. Автомобильная промышленность: стеклонаполненный нейлон 12 может заменить алюминий в некоторых деталях двигателя благодаря его термостойкости.
3. Ткани: колготки/чулки, прочные обивочные ткани, лямки/ремни безопасности, зонты, парашюты, палатки, пряжа.
4. Монофиль: веревка, щеточные волокна, леска.
5. Машиностроение: болты, гайки, шайбы, самостопорящиеся компоненты из стальных гаек, подшипники, шестерни, высокопрочные корпуса и защитные кожухи, ролики, колеса и плоские уплотнения.
6. Покрытия : Различные материалы для порошкового покрытия изготавливаются на основе нейлона.

Полиэфиры имеют разнообразное применение и в некоторой степени сочетаются с нейлоном. Они встречаются в разных областях:

1. Электрика: диэлектрические пленки в конденсаторах, изоляторы на печатных платах, изоляционные ленты, радиочастотное экранирование и антистатические приложения.
2. Добавки: Для изменения эластичности и вязкости покрытий.
3. Лак: термореактивный полиэстер для декоративных и прочных деревянных покрытий.
4. Адгезивы: термореактивные формы используются в качестве адгезивных смол и матричных материалов в композитах.
5. Автомобильная промышленность: обивочные ткани и армирование шин и приводных ремней волокном.
6. Ткани: ворсовые ткани типа Thermafleece®, смешанные с хлопком в одежде.
7. Пищевая упаковка: выдувные бутылки и термоформовочная пленка (ПЭТ).

Нейлон против полиэстера: физические свойства

В таблице 1 перечислены важные свойства нейлона и полиэстера:

Нейлоны всех типов производятся из нефтехимических исходных материалов. Нейлоны не поддаются биологическому разложению и имеют чрезвычайно длительный срок службы в естественной среде, что делает их серьезной проблемой загрязнения.

Особо следует отметить воздействие потерянных рыболовных сетей и веревок на морских млекопитающих. После того, как полимер измельчается давлением окружающей среды, он остается стабильным в виде мелких, микро- и наночастиц, которые негативно влияют на все, от птиц до черепах и моллюсков, питающихся фильтром.

Сам по себе нейлон легко перерабатывается. Однако, поскольку он наиболее широко используется в тканях и веревках, его может быть очень трудно идентифицировать и отделить от других материалов, таких как резина, стекло или другие волокна. Это делает рециркуляцию совершенно непрактичной с использованием существующих методов сортировки/измельчения/плавления/экструзии.

Полиэфиры также производятся из углеводородного сырья. Они стабильны, не поддаются биологическому разложению и имеют длительный срок службы в окружающей среде.

Эта характеристика в сочетании с их использованием в упаковке с коротким сроком службы сделала полиэфиры опасными для окружающей среды в больших объемах. Они представляют те же проблемы, что и нейлон, с точки зрения воздействия на фауну, хотя полиэстер гораздо реже используется в веревках и сетях.

Полиэстер (ПЭТ) в упаковочной пленке легко перерабатывается и обозначается знаком ♳. Однако важно понимать, что модифицированная гликолем форма PETG должна быть отделена перед переработкой. Полиэфиры PET и PETG очень легко перерабатываются после сортировки, но их трудно отличить.

Полученный продукт в любом случае представляет собой почти чистый материал второго сорта, который может использоваться несколько раз/переплавляться без существенной деградации.

Полиэфирные ткани в виде флиса также могут быть переработаны, но в смесях с каучуком и другими волокнами переработка невозможна.

Нейлон против полиэстера: стоимость

Нейлон 6 для литья стоит от 1,80 до 2,20 долларов за кг оптом. Цена волокна нейлон-6, с другой стороны, составляет 2,12-2,50 доллара за кг. Цена первичных полиэфирных (ПЭТ) гранул для формования составляет 0,85–2,00 долл. за кг, а переработанных гранул ПЭТ — 0,85–1,10 долл. за кг.

Альтернативные материалы нейлону и полиэстеру

Альтернативные материалы, которые могут заменить нейлон и полиэстер, сильно зависят от типа применения. Варианты нейлона:

1. Волокна: шелк, шерсть, вискоза, полиэстер, лайкра, конопля, бамбук и хлопок.
2. Литье: ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), PET, PBT, PP (полипропилен), POM (ацеталь) и HDPE (полиэтилен высокой плотности)

Для полиэфиров альтернативой являются:

1. Волокна: шелк, шерсть, вискоза, нейлон, лайкра, пенька, бамбук и хлопок.
2. Пленки : BOPP (двуосно ориентированный полипропилен), BOPE (двуосно ориентированный полиэтилен), PVC (поливинилхлорид) и LDPE (полиэтилен низкой плотности).
3. Литье: ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), нейлон 6, нейлон 66, нейлон 11, нейлон 12, PP (полипропилен), POM (ацеталь) и HDPE (полиэтилен высокой плотности)
4. Бутылки: HDPE, LDPE и PET.

В этой статье представлены нейлон и полиэстер, объяснено, что они из себя представляют, и обсуждены различия и области применения каждого материала.

Нейлон или полиэстер какой материал лучше?