PA 3 poliamidas
Termoplàsticos > ► Poliamidas > ► Poliamidas alifaticas
Poliamida 3
E nylon-3 (a veces descrito como nailon 3 o poli-p-alanina) se obtiene usando polimerización por transferencia de hidrógeno de acrilamida en presencia de un catalizador aniónico. Los polímeros no sustituidos se descomponen al fundirse. El polímero 3,3\beta - dimetil sustituido es altamente crístico y proporciona fibras fuertes a MW 20000 debido al fuerte enlace de hidrógeno. El polímero 4,4\beta disustituido tiene CO y NH en ángulos con respecto al eje de la fibra; se requieren MW de 200000 para fibras fuertes. Nylon-3, (CH,CH,CONH), es un polímero altamente cristalino con una alta densidad de grupos amida y se considera útil como textil. El polímero se funde a aproximadamente 340°C con una descomposición considerable. Algunas propiedades del nylon-3 son diferentes de las de otras poliamidas. La temperatura de transición vítrea es mucho más alta que la de las poliamidas ordinarias. Debido a que la alta densidad de los grupos amida conduce a una alta absorción de agua, se puede esperar que el nylon 3 sea similar a la seda o el algodón. Teniendo en cuenta la estructura química, el módulo de Young de nylon-3 debería ser comparable al de la seda. La densidas aprox es de 1,33 gr/cm3.
Propiedades mecánicas
El nylon 3 muestra las propiedades de un excelente estabilizador para polioximetileno. Las características del nylon 3 como estabilizador para el polioximetileno son las siguientes: alta estabilidad térmica, decoloración insignificante cuando el polímero permanece durante mucho tiempo en la máquina de moldeo por inyección en su estado fundido y bajo depósito en el molde. El nylon 3 es un material interesante como un nylon de números impares con el grupo metileno más corto, formando así una alta temperatura de transición vítrea y una alta absorción de agua. El polímero tiene una resistencia a la tracción del 50% de Nylon 6, las fibras poliméricas son estable a la oxidación, el polímero se decolora fácilmente.
Solubilidad de la PA 3
El nailon 3 es insoluble en la mayoría de los disolventes orgánicos y en agua, así como en soluciones acuosas básicas y soluciones ácidas diluidas. Sin embargo, el nailon-3 es soluble en agua por encima de 140-170°C, ácidos inorgánicos fuertes, ácidos orgánicos, algunas sales inorgánicas acuosas y metanólicas, fenol acuoso caliente e hidrato de cloral acuoso. En cuanto a las sales inorgánicas, Ca (SCN), LiCl, CaBr, ZnCl, y SbCl, son disolventes eficaces. Entre estos disolventes, solo está disponible el ácido fórmico como un aditivo espumoso útil para la producción de la fibra de nailon 3. La concentración de polímero en la base de hilatura que usa ácido fórmico como disolvente es del 30 al 40% en peso y la viscosidad de la base de hilatura es comparativamente baja. Su viscosidad es aproximadamente 1/50 de la solución de ácido dicloroacético. Esto significa que la cadena macromolecular de nailon-3 se contrae en la solución de ácido fórmico. La solución concentrada de ácido fórmico de nailon-3 con una concentración de polímero superior al 38% en peso tiende a gelificarse con el tiempo. El fenómeno de gelificación está fuertemente relacionado con la concentración de polímero. Si la concentración de polímero es superior al 45% en peso, entonces la solución de ácido fórmico de nailon-3 exhibe instantáneamente gelificación. Se cree que esta gelificación se debe a la escasa interacción entre el nailon-3 y el ácido fórmico. La gelificación no es deseable para conservar la pasta de hilado, pero la fusión de la solución de ácido fórmico es un factor necesario para el proceso de formación de fibras. Hilatura en húmedo de nailon-3. La hilatura en húmedo de nailon-3 solo es posible cuando la base de hilatura utiliza una solución de ácido fórmico. Debido a que el nailon-3 tiene una alta concentración de amidas, parece ser un excelente eliminador de formaldehído.
Propiedades quimicas
El nylon-3 es insoluble en la mayoría de los solventes orgánicos y en el agua, así como en soluciones acuosas básicas y soluciones ácidas diluidas. Sin embargo, el nylon 3 es soluble en agua por encima de 140-170°C, ácidos inorgánicos fuertes, ácidos orgánicos, algunas sales inorgánicas acuosas y metanólicas, fenol acuoso caliente e hidrato de cloral acuoso. En cuanto a las sales inorgánicas, Ca (SCN), LiCl, CaBr, ZnCl, y SbCl, son solventes efectivos. Entre estos solventes, solo el ácido fórmico está disponible como una droga de espuma útil para la producción de la fibra de nylon-3. Debido a que el nailon-3 tiene una alta concentración de amidas, parece ser un excelente eliminador de formaldehído.
Procesamiento y fabricación
Son preparadas por baja temperatura con polimerización aniónica de monómero en DMSO a 0 - 20°C con tert-butóxido de potasio. Iniciado por las sales de nylon 6,6, da MW hasta 500000
Polimerización por transferencia de hidrógeno: la acrilamida es polimerizado en presencia de un catalizador base fuerte (por ejemplo, t-BuOK). La polimerización ocurre con transferencia de hidrógeno, produciendo nylon 3. La polimerización se lleva a cabo utilizando solventes inactivos, tales como tolueno, piridina, clorobenceno y o-diclorobenceno desde 80 hasta 200°C.
CH2 = CHCONH + catalizador aniónico > --(CH, CH, CONH)--
También se pueden preparar con los siguientes métodos :
- polimerización aniónica de apertura de anillo de -lactama (propiolactama)
- polimerización de apertura de anillo de dilactama de 8 anillos (1,5-diazaciclooctano-2,6-dion)
- polimerización térmica de etileno cianhidrina
- copolimerización alternativa de monóxido de carbono y etilenimina.
También se estudió el método de polimerización de aminoácido a nylon 3 poli (alanina). Por ejemplo, el nylon 3 se sintetizó a partir de-alanina N-carboxianhidruro (NCA), N-ditiocarbonil etoxicarbonil-alanina y N-carbotiofenilalanina. Polimerización por transferencia de hidrógeno: la acrilamida es polimerizado en presencia de un catalizador base fuerte (por ejemplo, t-BuOK). La polimerización ocurre con transferencia de hidrógeno, produciendo nylon 3. La polimerización se lleva a cabo utilizando solventes inactivos, tales como tolueno, piridina, clorobenceno y o-diclorobenceno desde 80 hasta 200°C.
Sinónimos Nylon 3
- Polipropiolactama
- Poli [imino (1-oxo-1,3-propanodiilo)]
- Poli (3,3 \ alpha dimetilpropiolactama)
- Poli (4,4 \ beta - dimetilpropiolactama)
- N3
Monómeros: propiolactama, 4,4 \ beta - dimetilpropiolactama, 3,3 \ beta - dimetilpropiolactama, ácido 3 - amino - 3 - metilbutanoico
Clase de material: termoplástico
Tipo de polímero: Poliamidas alifáticas
Fórmula molecular: [(C3H5NO)n (no sustituido) y (C5H9NO)n (sustituido)]
Fragmentos: C3H5NO C5H9NO
Propiedades tipicas PA 3
- Peso Molecular: 200000 ÷ 500000
- Rotura de resistencia a la tracción: 95 MPa
- Densidad: 1.1 g/cm3 (sustituido) y 1.7 g/cm3 (no sustituido)
- Temperatura de fusión: 296°C (sustituido) y 330°C (no sustituido)
- Temperatura de transición vítrea: 111°C
- Absorción de agua (60% HR, 25°C) 7%
Aplicación
Estabilizador térmico para polioximetileno y estabilizador para resina de poliacetal. Debido a la alta concentración de amida, el nylon 3 muestra propiedades de un excelente eliminador de formaldehído. Nylon-3, (CH, CH, CONH), es un polímero altamente cristalino con una alta densidad de grupos amida y se considera útil como textil. El polímero se funde a aproximadamente 340°C con una descomposición considerable. Por lo tanto, no se puede utilizar el hilado por fusión, pero se puede elegir el hilado húmedo o seco para la producción de fibra. Como stabilizador para polyoxymethylene. Una ventaja de usar nylon-3 como estabilizador para el polioximetileno es que el nylon-3 exhibe una excelente estabilidad térmica debido a su alta concentración de amida. Además, una composición de polímero que contiene nylon3 muestra una decoloración insignificante cuando la masa fundida de polímero permanece en una máquina de inyección durante mucho tiempo. Además, el nylon-3 no se deposita en la superficie del molde de inyección debido a su alto punto de fusión. Estos tres puntos son los méritos característicos de nylon-3 para esta aplicación.Una ventaja de usar nailon-3 como estabilizador para polioximetileno es que el nailon-3 exhibe una excelente estabilidad térmica debido a su alta concentración de amidas. Además, una composición de polímero que contiene nailon3 muestra una decoloración insignificante cuando el polímero fundido permanece en una máquina de inyección durante mucho tiempo. Además, el nailon-3 no se deposita sobre la superficie del molde de inyección debido a su alto punto de fusión. Estos tres puntos son los méritos característicos del nailon-3 para esta aplicación.
Hilatura
La viscosidad reducida disponible del polímero era de 0,9 a 3,0, y la concentración de polímero preferible es de 38 a 40% en peso. En la hilatura en húmedo, la combinación del disolvente y el coagulante es importante. Los coagulantes que exhiben capacidades de formación de fibras son los siguientes: Disolventes orgánicos tales como propanol, i-propanol, butanol, hexanol, diisopropiléter, dioxano, tetrahidrofurano, acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de i-propilo, acetato de butilo. El agua y el agua que contienen ácido fórmico no fueron coagulantes útiles. Se cree que los coagulantes que demuestran una excelente capacidad de formación de fibras actúan como base para el ácido fórmico y actúan como base o son neutrales para el nailon-3. Esto indica que los coagulantes tienen afinidad por el ácido fórmico que es el disolvente del nailon-3, y no tienen afinidad por el nailon-3. En la Figura 4 se muestra un proceso típico de formación de fibras de nailon-3. A partir de estos resultados, el ácido fórmico se difunde en los coagulantes durante el proceso de formación de fibras. Sin embargo, se observó poca penetración de los coagulantes en la protofibra. Por tanto, la formación de fibras del nailon-3 se caracteriza por la desolvatación y deshinchamiento, a diferencia de otros polímeros en el proceso de hilado en húmedo. Debido a la desolvatación de la protofibra de nailon-3, la concentración de polímero aumenta en la pasta de hilado de nailon-3, por lo tanto, se produce la gelificación dentro de la protofibra y se forma una protofibra de gel. Según la desolvatación, se forma una protofibra con una estructura densa. Los patrones de difracción de rayos X de las protofibras muestran que las fibras ya están cristalizadas. La orientación molecular del nailon-3 es bastante difícil, teniendo en cuenta la alta densidad de los grupos amida. Hilado en seco de nailon-3. El hilado en seco de nailon-3 utilizando ácido fórmico necesita un polímero de mayor peso molecular que el hilado en húmedo. Con el polímero que tiene un peso molecular medio ponderado de 90.000 (viscosidad reducida: 0,9), los filamentos no se pueden enrollar de forma continua. Sin embargo, un polímero con un peso molecular medio ponderado de 240.000 (viscosidad reducida: 1,8) se puede hilar en seco y los filamentos se pueden enrollar de forma continua. En el hilado en seco de nailon-3, la capacidad de hilado de la pasta de hilado es un factor importante para la capacidad de formación de fibras. Estirado de fibras de nailon-3. Teniendo en cuenta la fuerte interacción inter e intramolecular del nailon 3, se pensó que era plausible el estiramiento de las fibras en un estado de puntos de transición más bajos del polímero. Desde este punto de vista, se consideró plausible el estiramiento de las fibras que contienen una gran cantidad de ácido fórmico o el estiramiento de las fibras en medios tales como agua caliente y glicerina, que se cree que tienen alguna interacción con las poliamidas. Variando el tiempo de coagulación, se obtuvieron fibras de nailon-3 que contenían 20-30% en peso de ácido fórmico, pero estirar estas fibras a temperatura ambiente fue imposible.
Actualmente no está disponible, sin embargo, comuníquese con Mexpolimeros para obtener más información, contáctanos tech@mexpolimeros.com