Что такое полиамид

Полиамид относится к пластичным полимерам, которые отличаются повышенной прочностью и жесткостью. Вещество используют для изготовления волокон, пленок и конструкционных пластмасс. 

Полиамид: свойства и характеристики

Чтобы понять, что такое полиамид, стоит узнать свойства материала. В числе плюсов стоит отметить способность сохранять эластичность при пониженных температурах. Температурный диапазон эксплуатации – от -50°C до +100°C. Плотность полиамида составляет 1,1-1,2 г/см3. Другие характеристики:

• Повышенная устойчивость к ударным и деформирующим механическим нагрузкам.
• Простая обработка – поддается преобразованию формы и поверхности методом фрезерования, сверления, полирования, шлифования, точения. 
• Возможность изготавливать изделия любой формы методом высокочастотной сварки.
• Легкое окрашивание и декорирование поверхности – возможность нанесения печати. 
• Устойчивость к воздействию спиртов, слабых щелочей и кислот, масел и других химических веществ.
• Повышенная прочность на разрыв – более 43 МПа. 
• Долговечность – срок службы изделий из пластика превышает 50 лет. 

Другие преимущества включают антикоррозийную стойкость, неподверженность биологическому поражению грибками и плесенью. Капроновые полиамидные волокна отличаются повышенной эластичностью. Нить капрона диаметром 0,1 мм выдерживает вес 550 грамм. 

Температура плавления полиамида – 180-260°C. Температура плавления повышается с увеличением количества амидных групп в молекуле. Повышенная способность к водопоглощению в сравнении с другими пластиками приводит к нестабильности формы и размеров, что ухудшает потребительские свойства полиамида. Для решения проблемы в состав добавляют армирующие компоненты преимущественно на основе стекла. В результате повышаются прочность материала и ударная вязкость. 

Полиамид: технология производства

Материал изготавливают из метилена и дикарбоновых кислот с добавлением амидов (диаминов). Другие компоненты состава – лактамы и аминокислоты. Получение полиамида предполагает соединение компонентов сырья, взятых в разных пропорциях. Полиамид-6, который известен как капролон, делают методом расплавления капролактама в присутствии воды и кислот, которые способствуют созданию новых молекулярных связей. Для ускорения реакции добавляют катализаторы, преимущественно аминокапроновую кислоту. 

Производство полиамида отличается пониженной затратностью, что позволяет снижать себестоимость продукции. Пластики дешевле многих других конструкционных материалов, в том числе металла и керамических композитов. При производстве пластика применяют разные технологии – полимеризация в автоклавах в условиях повышенного давления или на открытом воздухе в специальных реакторах. Готовый материал в виде гранул используют для дальнейшей обработки и изготовления изделий. 

Полиамиды: виды

В зависимости от технологии производства и добавления дополнительных компонентов получают разные виды полиамида. В маркировке рядом с названием материала указывают цифру, которая отражает число атомов углерода в структуре молекулы. Свойства пластиков с разной молекулярной структурой незначительно различаются. Аморфные полиамиды отличаются меньшей паропроницаемостью и способностью к водопоглощению, чем кристаллические. 

Полиамид: сфера применения

Конструкционный пластик выступает в роли дешевого заменителя металла. Материал полиамид легче металла в 6-7 раз. Снижение массы комплектующих элементов приводит к уменьшению веса готового изделия, что упрощает транспортировку и проведение логистических работ (погрузка, разгрузка, складское хранение). 

Полиамидная пластмасса предназначена для изготовления элементов бытовых приборов, автомобилей и велосипедов, мебели. Из материала делают подшипники, корпусы бытовой и медицинской техники, клеммные колодки, дверные ручки, мебельные ролики. Материал подходит для изготовления изделий медицинского назначения, выдерживает дезинфицирующую обработку горячим паром с температурой 140°C.

Пониженный коэффициент трения при контакте с любыми металлами обуславливает широкое применение в машиностроительной, станкостроительной отрасли и при производстве бытовой техники. Использование деталей из пластика в паре трения с металлами замедляет износ и продлевает период эксплуатации последних в 2 раза. Дополнительный плюс – пониженный шум при работе механического металлического узла. Что делают из полиамида:

• подшипники скольжения;
• вкладыши пар трения;
• ползуны, втулки и муфты;
• шкивы грузоподъемных механизмов;
• лопасти вентиляторов;
• червячные колеса и шестерни. 

Из полиамида изготавливают ступицы колес, кронштейны и другие изделия, для которых необходима повышенная устойчивость к ударным нагрузкам. Пластиковые направляющие для узлов трения выдерживают нагрузку до 20 МПа в условиях присутствия смазки или на сухую поверхность. Многие полиамидные пластики имеют пищевой допуск, не выделяют вредные вещества при контакте с едой, водой и напитками. 

Полиамид и полиэтилен: сравнение

Оба материала входят в группу термопластичных полимеров. Отличаются улучшенными показателями прочности, эластичности, долговечности. Однако различное сырье и разница в технологии производства определяют различающиеся свойства. 

Полиамиды активно поглощают влагу (показатель водопоглощения – 0,7-11% в зависимости от вида), что приводит к изменению потребительских свойств. Полиамидные пластики не подходят для изготовления емкостей, которые предназначены для хранения запасов воды. В отличие от полиамида у полиэтилена низкий показатель водопоглощения – 0,01%. Из материала делают емкости для воды – питьевой и технической, которые используют для хранения запасов, обустройства систем полива и водоснабжения. 

Преимущество полиамида заключается в более широкой области применения. При помощи пластифицирующих добавок можно изменять свойства готового материала, что позволяет изготавливать изделия с учетом потребностей. Полиамиды используют при производстве деталей для автомобильной и авиационной промышленности, для изготовления одежных тканей, искусственной кожи, ковров и других напольных покрытий. 

Полиэтилен преимущественно предназначен для изготовления упаковки, труб, медицинских протезов и инструментов. Из полиэтилена делают промышленные емкости, которые подходят для транспортировки и хранения химических веществ, сельскохозяйственной продукции, питьевой и технической воды, горюче-смазочных материалов. В числе преимуществ полиэтилена – низкая цена по сравнению с полиамидом. В результате даже габаритные изделия, например, емкости для транспортировки жидких и сыпучих веществ вместительностью более 10 тыс. литров – экономически выгодная покупка. 

Оба материала используют при производстве труб и других строительных материалов. При выборе товаров следует учитывать потребности и цели использования. Так, полиэтиленовые трубы не подходят для монтажа системы горячего водоснабжения. Рекомендуемая температура эксплуатации – не более 60-90°C. У полиамидных труб предельный показатель составляет 105°C, у некоторых видов достигает 160°C.