Poliamidy
Poliamidy - są to cząsteczki, które zawierają w makrocząsteczce ugrupowania amidowe - CONH-. Do najczęściej spotykanych metod otrzymywania poliamidów należą:
- Reakcja polikondensacji kwasów dikarboksylowych z diaminami.
- Reakcja dichlorków kwasów kwasów karboksylowych z diaminami.
- Reakcja polikondensacji aminokwasów.
- Syntezy z laktanów przez ich polimeryzację lub hydrolizę do aminokwasów i dalszą polikondensację [J. Pielichowski, A. Puszyński 1998, s. 224].
Pomiędzy grupami amidowymi dwóch sąsiednich makrocząstek tworzy się bardzo silne wiązanie wodorowe, któremu poliamidy zawdzięczają zdolność do krystalizacji. Stopień ich krystalizacji zależy od użytych do polimeryzacji monomerów. Cechuje je dobra wytrzymałość na rozciąganie, wysoki moduł sprężystości, twardość, odporność na ścieranie. Poliamidy mogą zaabsorbować do kilku procent wody [W. Kubiński 2012, s. 202]. Zwiększenie wiązań wodorowych powoduje wzrost temperatury topnienia fazy krystalicznej poliamidów, temperatury zeszklenia, twardości oraz gęstości, zwiększenie sztywności polimeru. Poliamidy mają własne nazewnictwo zwyczajowe (niezależne od systematycznego), oparte na liczbie atomów węgla w substratach (diamina, kwas dikarboksylowy, aminokwas, laktam); na przykład poliamid 6.6, poliamid 6.10 i poliamid 6.
- Poliamid 6.6 (nylon 6.6 lub PA 6.6) - otrzymuje się w wyniku reakcji polikondensacji kwasu adypinowego z heksametylenodianiną. W celu zachowania równomolowego stosunku grup funkcyjnych tych substratów reakcję syntezy poliamidu 6.6 prowadzi się najczęściej dwuetapowo. W pierwszym etapie otrzymuje się adypinian heksymetylenodianiny, zwany heksasolą AH, w wyniku zobojętniania heksametylenodianiny stechiometryczną ilością kwasu adypinowego. Drugi etap związany jest z reakcją polikondensacji heksasoli AH, prowadzi się go metodą okresową lub ciągłą.
- Poliamid 6.10 (nylon 6.10 lub PA 6.10) otrzymuje się w wyniku reakcji polikondensacji kwasu sebacynowego z heksametylenodianiną [W.Szlezyngier 1998 s. 277-280].
- Poliamid 6 (nylon 6 lub PA 6) został otrzymany w 1938r. przez niemieckiego chemika Schlacka pod nazwą Perlon, a dwa lata później rozpoczęto na jego podstawie produkcję włókien poliamidowych. Obecnie sprzedawany jest do około 100 krajów świata. Jest tańszy od PA 6.6. Otrzymywany jest przez polimeryzację kaprolaktamu [M. Dziewońska 1995, s. 103].
Zastosowanie
Zastosowania: części techniczne, jak: łożyska, koła zębate, rolki, śruby, uszczelki, złączki, wykładziny, obudowy, części pomp, korpusy cewek, części gaźników, krzywaki ssące do motorów spalinowych, wentylatory, części sprzętu domowego i towary konsumpcyjne, wytłaczane półprodukty, jak: pręty, rury, węże, płyty, osłonki kabli, buty narciarskie, żelówki, membrany, uszczelki, wydmuchiwane płaskie folie, opakowania, kształtki rozdmuchiwane, włókna, szczeciny, uchwyty [Saechtlin, 1995, s. 445].
Zastosowanie poliamidów w branży motoryzacyjnej
Wykorzystanie poliamidów w produkcji części samochodowych przynosi wiele korzyści dla producentów i użytkowników pojazdów. Jedną z głównych zalet jest niska masa poliamidów, co przekłada się na lekkość samochodu i zwiększa jego efektywność paliwową. Poliamidy są również bardzo wytrzymałe, co sprawia, że są doskonałym materiałem do produkcji elementów konstrukcyjnych, takich jak obudowy silnika czy elementy układu chłodzenia. Dodatkowo, poliamidy charakteryzują się wysoką odpornością na chemikalia i wysokie temperatury, co czyni je idealnymi do zastosowania w zbiornikach paliwa.
Poliamidy znajdują szerokie zastosowanie w branży motoryzacyjnej. Są wykorzystywane do produkcji obudów silników, zbiorników paliwa, elementów układu chłodzenia, układu wydechowego, a także innych komponentów samochodowych, takich jak przewody, zaczepy, łożyska czy elementy zawieszenia. Dzięki swoim właściwościom, poliamidy zapewniają trwałość i bezpieczeństwo w trudnych warunkach eksploatacji.
Branża motoryzacyjna stawia wysokie wymagania dotyczące materiałów wykorzystywanych w produkcji samochodów. Materiały muszą być wytrzymałe, odporne na wysokie temperatury i chemikalia, a także lekkie, aby zmniejszyć masę pojazdu. Poliamidy spełniają te wymagania, dlatego są często stosowane w branży motoryzacyjnej. Posiadają one wysoką wytrzymałość na rozciąganie i ścieranie, są odporne na działanie olejów i substancji chemicznych, a także charakteryzują się niską masą.
Wykorzystanie poliamidów w branży motoryzacyjnej przynosi wiele korzyści. Po pierwsze, poliamidy są lekkie, co przekłada się na zmniejszenie masy samochodu i zwiększenie efektywności paliwowej. Po drugie, są one bardzo wytrzymałe, co sprawia, że są idealnym materiałem do produkcji części samochodowych. Dodatkowo, poliamidy są odporne na wysokie temperatury i chemikalia, co czyni je trwałymi i bezpiecznymi w ekstremalnych warunkach eksploatacji. Inną zaletą poliamidów jest ich elastyczność, co ułatwia produkcję i montaż różnych komponentów samochodowych.
W branży motoryzacyjnej istnieje wiele przykładów komponentów samochodowych wykonanych z poliamidów. Jednym z nich są obudowy silnika, które dzięki zastosowaniu poliamidów są lekkie, wytrzymałe i odporne na działanie wysokich temperatur. Zbiorniki paliwa wykonane z poliamidów są odporne na korozję i zapewniają bezpieczne przechowywanie paliwa. Elementy układu chłodzenia, takie jak chłodnice czy wiatraki, wykonane z poliamidów, charakteryzują się wysoką wytrzymałością i odpornością na działanie chemikaliów. Korzyści dla producentów i użytkowników pojazdów wynikające z zastosowania poliamidów to m.in. zmniejszenie masy pojazdu, zwiększenie efektywności paliwowej, trwałość i bezpieczeństwo w eksploatacji.
Poliamidy w przemyśle odzieżowym i tekstylnym
Poliamidy znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle odzieżowym i tekstylnym. Są wykorzystywane do produkcji odzieży, bielizny, rajstop, skarpet, a także tkanin i materiałów wykończeniowych. Poliamidy są popularne ze względu na swoje właściwości, takie jak wytrzymałość, elastyczność, odporność na ścieranie i rozciąganie. Są one również łatwe w utrzymaniu czystości i odporne na działanie czynników zewnętrznych, co sprawia, że odzież wykonana z poliamidów jest trwała i długotrwała.
Poliamidy są popularne w branży tekstylnej ze względu na swoje specyficzne właściwości. Jedną z najważniejszych cech poliamidów jest ich wytrzymałość, zarówno na rozciąganie, jak i na ścieranie. Dzięki temu, odzież wykonana z poliamidów jest trwała i odporna na uszkodzenia. Poliamidy są również elastyczne, dzięki czemu odzież wykonana z tych materiałów jest wygodna i dobrze dopasowuje się do ciała. Dodatkowo, poliamidy są odporne na działanie czynników zewnętrznych, takich jak wilgoć czy promieniowanie UV, co sprawia, że odzież z poliamidów jest trwała i odporna na warunki atmosferyczne.
W przemyśle odzieżowym stosuje się nowoczesne technologie i innowacyjne zastosowania poliamidów. Jednym z przykładów jest mieszanka włókien poliamidowych z innymi materiałami, takimi jak bawełna czy elastan. Dzięki temu, można uzyskać materiał o lepszych właściwościach, takich jak wygodna elastyczność czy lepsza oddychalność. Innym przykładem jest zastosowanie nanotechnologii w produkcji tkanin. Nanocząsteczki poliamidów umożliwiają tworzenie tkanin o dodatkowych właściwościach, takich jak odporność na plamy czy działanie antybakteryjne.
Wykorzystanie poliamidów w produkcji odzieży i tekstyliów ma wiele zalet. Poliamidy są wytrzymałe i trwałe, co sprawia, że odzież wykonana z tych materiałów jest długotrwała. Dodatkowo, poliamidy są elastyczne i dobrze dopasowują się do ciała, co przekłada się na wygodę noszenia. Poliamidy są również łatwe w utrzymaniu czystości i odporne na uszkodzenia, co sprawia, że odzież z poliamidów jest trwała i łatwa w pielęgnacji. Wadą wykorzystania poliamidów może być ich cena, która może być wyższa w porównaniu do innych materiałów tekstylnych.
Nowoczesne technologie produkcji poliamidów
W produkcji poliamidów stosuje się różne innowacyjne metody i technologie. Jedną z nich jest metoda polikondensacji, która polega na reakcji polimerów w celu uzyskania pożądanej struktury polimeru. Inną technologią jest metoda polimeryzacji anionowej, która pozwala na kontrolowaną syntezę poliamidów o określonych właściwościach. W produkcji poliamidów wykorzystuje się również nowoczesne urządzenia i maszyny, takie jak reaktory wysokociśnieniowe i systemy kontrolujące proces produkcji.
Poszczególne technologie produkcji poliamidów mają swoje zalety i wady. Metoda polikondensacji pozwala na uzyskanie poliamidów o wysokiej czystości i jednorodności. Jednak proces ten jest czasochłonny i wymaga precyzyjnej kontroli parametrów reakcji. Metoda polimeryzacji anionowej umożliwia kontrolę właściwości poliamidów, ale jest bardziej skomplikowana i wymaga specjalistycznego sprzętu. Warto również zwrócić uwagę na koszty produkcji i możliwość skalowania procesu, które mogą różnić się w zależności od zastosowanej technologii.
Nowoczesne technologie produkcji poliamidów mają wpływ na ich właściwości i zastosowania. Dzięki innowacyjnym metodom, można uzyskać poliamidy o określonych właściwościach, takich jak wytrzymałość, elastyczność czy odporność na działanie czynników zewnętrznych. Nowoczesne technologie pozwalają również na modyfikację struktury polimeru, co wpływa na jego właściwości fizyczne i chemiczne. Dzięki temu, poliamidy znajdują zastosowanie w coraz większej liczbie branż, nie tylko w motoryzacji, ale także w przemyśle elektronicznym, budownictwie czy medycynie.
Patrz też:
| Poliamidy — artykuły polecane |
| Okowita — Flotacja — Liofilizacja — Polipropylen — Polistyren — Dehydratacja — Fracking — Metale szlachetne — Polietylen |
Bibliografia
- Dziewońska M. (1995), Związki wielkocząsteczkowe – polimery, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Krakowie, Kraków
- Kubiński W. (2012), Materiałoznawstwo, Podstawowe materiały stosowane w technice, Wydawnictwo AGH, Kraków
- Pielichowski J., Puszyński A. (1998), Technologia Tworzyw Sztucznych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa
- Saechtling H. (2000), Tworzywa sztuczne - poradnik, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa
- Szlezyngier W. (1998), Tworzywa sztuczne, Rzeszów
Autor: Szpakiewicz Julita
