PA 46
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Poliamida 4.6 - PA 4.6 Politetrametilen adipamia
El PA4,6 se mencionó ya en la década de 1930 en la literatura, y este investigador informó que el punto de fusión era de 278°C, lo cual fue confirmado en el 1947. cuando se sintetizó PA4,6 con un punto de fusión de 293°C mediante polimerización interfacial. Se preparó PA4,6 a partir de cloruro de adipoilo en solución de cloroformo. Sin embargo, las cantidades importantes y comerciales de PA4,6 no estuvieron disponibles hasta la década de 1980. Hoy la PA 4.6 se forma en policondensación por reacción entre 1,4-diaminobutano y ácido adípico. La poliamida alifática 4.6 (PA 4.6) tiene propiedades únicas en comparación con las poliamidas 6 (PA 6) y 6.6 (PA 6.6) de uso común. Las pruebas de tracción de PA 4.6, en comparación con la PA 6 y PA 6.6, tienen un mayor estrés y tensión en la rotura. Existe distribución de restos metileno en nylon 4,6 en grupos regulares de cuatro, este alto orden conduce a una mayor cristalinidad y a una velocidad de cristalización más rápida en comparación con otras poliamidas como el nylon 6,6 o el nylon 6. El nylon 4,6, por lo tanto, tiene una mayor resistencia a la tracción, deflexión térmica y tenacidad, lo que lo hace un mejor plástico de ingeniería de alta temperatura en comparación con más poliamidas comunes. La PA 4.6 de forma similar a PA 66 o PA 6, pero tiene un mayor número de grupos amida para la misma longitud de cadena y una estructura más simétrica de la cadena misma. Eso conduce a obtener un producto con una temperatura más alta de fusión 295°C, y una cristalinidad superior (70 / 80%), que permite una cristalización más rápida, gracias a la presencia de muy pequeñas esferulitas, entonces ciclos de moldeo más rapidos. La poliamida 4.6 (PA4.6) es adecuado para el uso continuo de hasta 150°C, acercándola a superpolímeros, tales como PPS y PEEK. Con su relación precio/rendimiento favorable, este polímero es una excelente opción para aplicaciones de altas temperaturas. Por otro lado, la recuperación de alta humedad es un inconveniente significativo. La absorción de humedad de PA4.6 es bastante alta, 4.5% a 23°C /ì50% HR y 13% después de la saturación en agua a 23°C, de hecho la rigidez se altera significativamente en términos de resistencia a la fatiga, los grados reforzados con fibra de vidrio se acercan a PEEK, mientras la resistencia a la deformación en frío es muy excelente.
Nombres - Sinónimos
- Poliamida 4.6
- PA 4.6
- Politetrametilen adipamia
- Poli (imino-1,4-butanodiilimino (1,6-dioxo-1,6-hexanodiilo)
- Poli (ácido tetrametilendiamina-co-adípico)
- Poli (adipamida de tetrametileno)
- Número de registro CAS 50327-22-5
- Monómeros: tetrametilendiamina, ácido adípico.
- Clase de material: termoplástico
- Tipo de polímero: Poliamidas alifáticas
- Fórmula molecular: (C12H22N2O2) n
- Fragmentos: C12H22N2O2
- Peso Molecular: MW 32900 - MW 1000000
- Densidad 1.18 gr/cm3
- Vicat 280°C
- Dureza ShoreD 85
Propriedades PA 4.6
- Bajo encogimineto
- Alta estabilidad dimensional
- Excelente rigidez y dureza
- Alta cristalinidad 265°C
- Buena resistencia a la abrasión
- Excelente fluidez
- HDT muy alto
- 30% de aumento en la productividad
- Resistencia a altas temperaturas
- Alta rigidez, más allá de la Tg
- Baja deformación más allá de la Tg
PA46
En comparación con otros PA comerciales, el PA 46 tiene propiedades morfológicas únicas, como la posibilidad de cristalizar de forma oblicua y normal además de las estructuras α y β habituales, como se conoce para otros PA como el PA 66, y la presencia de enlaces amida en los pliegues de cadena de las laminillas. Otra propiedad especial del PA 46 es su cristalización muy rápida desde la masa fundida, donde la temperatura máxima de la exotermia de enfriamiento se representa frente a la velocidad de cristalización para diferentes velocidades de enfriamiento. La velocidad de cristalización se determinó a partir de la anchura a la mitad de la altura de la curva de cristalización. La alta tasa de cristalización se origina en la estructura de la cadena altamente simétrica junto con el gran número de núcleos que quedan durante el procesamiento de la masa fundida. La rápida cristalización permite tiempos de ciclo de moldeo por inyección extremadamente cortos. En comparación con otras poliamidas, la poliamida 4.6 (PA 4.6) es la más resistente a la fatiga de todas. La estabilidad dimensional térmica es alta. PA 4.6 es más estable químicamente y cristaliza mejor que PA 6 y PA 6.6. Cuando otros tipos de poliamida no funcionan, la poliamida 4.6 conserva sus propiedades a temperaturas elevadas. Sus aplicaciones son similares a otros tipos de poliamida y PA 4.6 se utiliza en componentes electrónicos y eléctricos. La poliamida 4.6 es una poliamida alifática lineal que está compuesta de unidades repetidas de tetrametilenadipamida y que puede obtenerse mediante policondensación de tetrametilendiamina (o 1,4-diaminobutano) y ácido adípico. Aunque existen similitudes entre la estructura molecular de PA 4.6 y la de PA66 o PA6, el mayor número de grupos amida por longitud de cadena dada y la estructura de cadena más simétrica de PA 4.6 dan como resultado una mayor fusión. Nylon 46, PA46, fue desarrollada y comercializada en 1990 es una poliamida con mayor resistencia térmica y química para su uso en aplicaciones automotrices y eléctricas / electrónicas. PA46 se prepara a partir de 1,4-diaminobutano y ácido adípico. PA46 tiene una Tm de 295°C y tiene mayor cristalinidad que PA6 o 6,6. En general, las características clave de las poliamidas son la cristalización rápida, lo que significa un ciclo de moldeo rápido; alto grado de resistencia a solventes / químicos, tenacidad, lubricidad, resistencia a la fatiga y excelente. Propiedades flexo-mecánicas que varían con el grado de plastificación por agua absorbida. Las deficiencias incluyen una tendencia a deslizarse bajo la carga aplicada y una absorción de humedad muy alta, lo que plastificará la poliamida y disminuirá algunas propiedades. Variar la composición de monómero ha producido muchas variedades diferentes de poliamidas.
Propiedades Mecánicas PA46
En general, Nylon 4,6 tiene ciertas ventajas de la propiedad sobre los Nylons 6 y 6,6 convencionales, tales como un mayor punto de fusión, mayores resistencias a la tracción y a la flexión y un módulo elástico, que se retienen a temperaturas elevadas. Un nivel adecuado se mantiene hasta 150°C, que se considera su temperatura máxima de uso a largo plazo. Nylon 4,6 es excelentes en comparación con otros nilones alifáticos en rigidez, estabilidad dimensional, resistencia química, módulo de fluencia, etc. a temperaturas más altas. Debido a su alto grado de cristalinidad (aprox. 70%), es claramente superior a otros en su mech. accesorios, especialmente en su estabilidad térmica dimensional evidentemente están relacionados con un mayor grado de cristalinidad y una mayor temperatura de fusión. Sin embargo, la determinación de la cristalinidad de Nylon 4,6 presenta un problema debido a las grandes discrepancias entre los resultados de diferentes técnicas de determinación de la cristalinidad. Estas diferencias y el notable comportamiento térmico de Nylon 4,6 pueden explicarse en gran medida por imperfecciones en la estructura cristalina. PA46 tiene características significativas de una alta concentración de grupos amida y una alta rigidez de la cadena molecular, lo que conduce a un alto grado de cristalización, buena rigidez a alta temperatura y alta absorción de agua. PA4,6 proporciona excelentes propiedades a altas temperaturas, como alta rigidez, alta resistencia a la fluencia, alta estabilidad térmica, buena tenacidad y alta resistencia a la fatiga. Sin embargo, la resistencia al fuego de PA4,6 es débil.
Propiedades Termicas PA 4.6
PA 4.6 es la poliamida que alcanza la temperatura de utilización más alta, incluso más alta que las resinas de acetal y poliéster, que resiste hasta 150ºC. En el rango de temperatura de 80-150°C, PA 4.6 presenta, por lo tanto, mejores cualidades mecánicas, resistencia a la fluencia, desgaste, envejecimiento y fatiga en comparación con otros de grado equivalente. PA 4.6 es un material fuertemente higroscópico.
Propiedades Quimícas PA 4.6
Estabilidad química
PA4,6 muestra una mejor resistencia química, especialmente a las sales ácidas. La resistencia química del PA4,6 es buena al metanol, sales minerales, aceites y grasas. Se encontró que la degradación de PA4,6 era un fenómeno de superficie, por lo que la difusión de oxígeno era limitada. PA4,6 es más estable que PA6,6 debido a su menor permeabilidad al oxígeno, probablemente debido a su mayor cristalinidad y densidad de la fase amorfa. Resisten bien a hidrocarburos alifáticos y aromáticos, gasolina, aceites, grasas, algunos alcoholes, ésteres, cetonas, éteres, muchos hidrocarburos clorados, soluciones alcalinas débiles Resistencia efectiva al envejecimiento Buena resistencia a la intemperie. No resisten bien a los acidos minerales, soluciones alcalinas fuertes, soluciones de agentes oxidantes, ácido fórmico, fenoles, cresoles, glicoles, cloroformo, dicloro difluorometano (freón), potasa cáustica al 50% de concentración, carbamida acuosa, ozono, difluoro metano acuoso de carbamida (freón).
Propiedades Eléctricas PA 4.6
Dependiendo del porcentaje de agua absorbida, la resistencia eléctrica disminuye considerablemente debido a la alta absorción de humedad, por lo que no es adecuada para altos voltajes. Buena resistencia superficial y, por lo tanto, buena resistencia a las corrientes de deslizamiento, bajo y estable el valor dieléctrico de alta frecuencia excelente resistencia al arco.
Procesabilidad PA 4.6
Las poliamidas 4/6 se pueden moldear fácilmente mediante inyección o moldeo por soplado, extrusión o utilizando el sistema de rotación. La película, las láminas, las barras, los anillos y las tuberías (plastificadas u otras) también se pueden producir mediante extrusión. Las poliamidas 4.6 en forma de polvo también se utilizan como revestimientos protectores, tales como polvos termoadhesivos o en soluciones como colas, impermeabilizantes, etc. Las piezas, hojas, barras y anillos semiacabados son muy fáciles de procesar mecánicamente.
Polimerización PA 4.6
PA 4.6 es una poliamida alifática que se forma en policondensación por reacción entre 1,4-diaminobutano y ácido adípico. Sin embargo, de forma similar a PA 66 o PA 6, PA 4.6 tiene un mayor número de grupos amida para la misma longitud de cadena y una estructura más simétrica de la cadena misma. La polimerización de PA46 es la terminación de la cadena de polímero causada por el pirrol de la ciclación de 1,4-butanodiamina como se muestra en la figura.
El pirrol puede actuar como terminador en la policondensación de PA46, dando lugar a un producto de bajo peso molecular. Se pueden usar procesos de polimerización interfacial para evitar la ciclación mezclando cloruro de adipoilo en cloroformo y 1,4-butanodiamina en agua, en los que se deben usar monómeros de alta actividad y solventes orgánicos. La polimerización interfacial es un buen proceso a escala de laboratorio para la producción y demostración de polímeros, pero no para la industria.En 1977, se produjo PA46 de alto peso molecular pálido a blanco (Mw= 45.000, viscosidad inherente 2,09 en ácido fórmico al 98% a 30°C) mediante una técnica de polimerización en estado sólido (SSP). Posteriormente, PA4T y PA46/4T fueron sintetizados mediante el mismo proceso. Según las patentes y la literatura, se puede concluir que el color del producto es clave para la industrialización de PA46. El proceso de dos pasos de prepolimerización + técnica SSP se usa generalmente para producir PA46, y solo se puede obtener un producto blanco usando mezclas de nitrógeno / vapor como gas protector, o se obtiene un producto amarillo o incluso negro. Aparte del conocimiento tradicional de SSP, que debe usarse un gas protector con menos agua para evitar una reacción inversa, la introducción de vapor parece proteger a los reactivos e inhibir reacciones secundarias en PA46 SSP.
PA46 de alto peso molecular
Se podrían obtener polímeros de alto peso molecular preparando un prepolímero a partir de su sal de PA en presencia de algo de agua a 210°C y 1,5 106 Pa y postcondensando este prepolímero semicristalino con un Mn de ∼1000 g mol - 1 en estado sólido. . En este proceso, el PRD libre se elimina junto con el PRD formado por la liberación de parte de los grupos PRD terminales, que se genera mediante una reacción de aminólisis. En la preparación de PA 46, un exceso de DAB compensa la pérdida de diamina debido a la formación de PRD. En el proceso de producción comercial, la solución de prepolímero acuoso intermedio se libera del recipiente a presión mediante evaporación súbita a las condiciones atmosféricas, dando como resultado un polvo fino con un contenido de agua entre 2 y 15% en peso. El polvo se compacta en gránulos por debajo de 100°C para aumentar la densidad y evitar la fluidización en el proceso posterior de SSPC. El SSPC se realiza en un reactor de lecho móvil a temperaturas de hasta 40°C por debajo del punto de fusión en una atmósfera que contiene 20-50% en peso de vapor de agua. El DAB necesario en la producción se produce a partir de acrilonitrilo y HCN por adición, seguido de una hidrogenación catalítica del succinonitrilo.
Gama de productos PA 4/6
PA 4.6 se ofrece en una amplia variedad de grado incluyendo sin relleno / sin refuerzo, así como de grado que contiene fibra de vidrio, relleno de mineral, híbrido 2 o va más lleno, con aditivos especiales y lubricante especial, de impacto modificado y retardante de llama. PA46 es el único HPA alifático completo comercializado, y otros están en investigación, lo que no es accidental. Los HPA alifáticos enteros requieren una longitud de metileno corta y una alta concentración de amida, lo que da como resultado una mala estabilidad térmica y una alta absorción de agua de los polímeros. Esta contradicción hace que sea difícil encontrar una estructura con buena resistencia al calor y baja absorción de agua.
Aplicaciones PA46
El PA4,6 se utiliza en componentes de automoción, sensores de motores, microinterruptores, conectores de automóviles, componentes de motores y bobinas. Las propiedades de alta estabilidad dimensional y térmica y resistencia contra las temperaturas máximas de PA4,6 dan como resultado un buen material para aplicaciones en las proximidades de un motor donde se pueden obtener temperaturas muy altas durante un período corto. El PA4,6 endurecido tiene un gran potencial para las aplicaciones de tubos extruidos debido a la retención del alargamiento a temperatura elevada. El PA4,6 endurecido es más adecuado en las aplicaciones donde se requiere retención de alta temperatura de rigidez y módulo de fluencia. El PA4,6 modificado por impacto es ideal para el uso automotriz debido a la retención de ductilidad, rigidez y módulo de fluencia a temperaturas elevadas. En la literatura, la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión, la resistencia a la compresión, el módulo de compresión, el coeficiente de fricción y la tasa de desgaste específico de los compuestos de PA4,6 reforzados con fibra de vidrio y carbono se predijeron mediante una red neuronal artificial. El nailón 4,6 a menudo se mezcla con fibra de vidrio o politetrauoroetileno y se usa en piezas de automóviles, engranajes, piezas eléctricas y rodamientos. Las principales ventajas de propiedad de Nylon 4,6 son el calor y resistencia al desgaste, química (especialmente aceite) y resistencia a la fatiga. Es particularmente adecuado para su uso en las industrias eléctrica, electrónica y automotriz donde un uso continuo temp. se requiere al menos 150°C. Se han desarrollado tubos de vacío, retenedor de línea de combustible y calidades especiales para este propósito. Otros usos automotrices incluyen lámparas halógenas, transmisión automática, cambio manual de marchas para Range Rover debido a su excelente alta temperatura. Resistencia a aceites y grasas. En las industrias eléctrica y electrónica, los ejemplos de su uso incluyen portaescobillas para motores eléctricos, disyuntores para uso doméstico donde las temperaturas puede alcanzar 150°C, bobinas electromagnéticas para motores eléctricos y sensores y conectores electrónicos. Las ventajas básicas de PA 46 frente a PA 6 y PA 66 (mayor temperatura de fusión, mayor cristalinidad y mayor velocidad de cristalización) se probaron en una multitud de aplicaciones exitosas, como las siguientes:
- E&E, por ejemplo, los denominados componentes de dispositivos de montaje en superficie (SMD), donde PA 46 resiste las altas temperaturas de soldadura, al contrario que PA 6 y PA 66
- Aplicaciones automotrices, por ejemplo, tensores de cadena en los que la alta cristalinidad da como resultado un excelente comportamiento frente al desgaste y la fatiga.
- Usos técnicos, como ruedas dentadas y cojinetes en los que
La combinación de temperatura, aceite y resistencia química, baja fricción y desgaste de PA 46 corresponde a los requisitos del cliente. En sus aplicaciones, PA 46, compite con otras resinas de alta resistencia al calor como polifenilenosulfuro (PPS), polieterimida (PEI), polietersulfona (PES), poliésteres cristalinos líquidos (LCP) y PA semiaromáticos (PPA). La absorción de agua de PA 46 es más alta que la de otros AP debido a la alta densidad de amidas. Dado que esto afecta la estabilidad dimensional, en aplicaciones críticas ya durante el diseño de productos finales, esto debe tenerse en cuenta. Las características de procesamiento favorables (buen flujo de fusión, ausencia de corrosión de la herramienta y tiempos de ciclo muy cortos) contribuyen a la creciente aceptación del mercado de PA 46. Las fibras PA4,6 con diámetros en el rango de 30-200 nm se fabricaron mediante la técnica de electrohilado. Los diámetros de las nanofibras de PA4,6 se ajustaron cambiando la concentración de la solución de polímero durante el electrohilado y se prepararon las nanofibras con diámetros comprendidos entre 1 µm y 1 nm. Propiedades tales como excelentes propiedades mecánicas a altas temperaturas, baja fricción, excelente resistencia al desgaste y excelente resistencia química del PA4,6 hacen de este polímero un buen candidato a material para una amplia gama de aplicaciones técnicas como las industrias eléctrica, electrónica y automotriz. PA4,6 se utiliza en componentes de automoción, sensores de motor, microinterruptores, conectores de automóviles, componentes de motor y bobinas. Las propiedades de alta estabilidad dimensional y térmica y resistencia contra las temperaturas máximas de PA4,6 dan como resultado un buen material para aplicaciones en las proximidades de un motor donde se pueden obtener temperaturas muy altas durante un período corto. El PA4,6 endurecido tiene un gran potencial para las aplicaciones de tubos extruidos debido a la retención del alargamiento a temperatura elevada. El conocimiento sobre la absorción de agua en la matriz PA4,6 es muy importante para los fabricantes en los países con un clima de alta humedad. PA4,6 es soluble en agua y etanol; sin embargo, el agua es un mejor disolvente que el etanol. La presión de vapor del agua aumenta con el calentamiento.
Reemplazo de metal
PA46 combina la máxima rigidez con una extraordinaria resistencia al desgaste a temperaturas superiores a 200°C (es capaz de soportar picos de temperatura cortos de hasta 250°C). Por estas características, se demuestra una solución alternativa al metal en numerosas aplicaciones. El PA4,6 endurecido es más adecuado en las aplicaciones donde se requiere retención de alta temperatura de rigidez y módulo de fluencia. El PA4,6 modificado por impacto es ideal para el uso automotriz debido a la retención de ductilidad, rigidez y módulo de fluencia a temperaturas elevadas. En la literatura, la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión, la resistencia a la compresión, el módulo de compresión, el coeficiente de fricción y la tasa de desgaste específico de los compuestos de PA4,6 reforzados con fibra de vidrio y carbono se predijeron mediante una red neuronal artificial.
Actualmente no está disponible, sin embargo, comuníquese con Mexpolimeros para obtener más información, contáctanos tech@mexpolimeros.com