Poliamidas alifaticas
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Poliamidas alifaticas
Las poliamidas, comúnmente llamadas nylons, fueron los primeros polímeros comerciales de ingeniería termoplástica; PA 46, PA 6, PA 6.6, PA 11, PA 12, PA69, PA 410, PA 610, PA 612. Una amida contiene el grupo amida polar (CONH). Una poliamida (PA) contiene muchos grupos (poli) amida (CONH). Como el material de PA se basa en materiales alifáticos lineales, o monómeros, puede denominarse poliamida alifática lineal. Ahora, comúnmente una poliamida se conoce como nailon y las dos medias de nailon más utilizadas son el nailon 6 y el nailon 66 (PA 6 y PA 66). Ambas son poliamidas alifáticas lineales en las que los grupos amida polares dan como resultado fuertes atracciones entre cadenas que, a su vez, confieren a los materiales dureza, rigidez y resistencia al calor. Es posible un alto grado de cristalinidad, pero no siempre se alcanza. Las condiciones de procesamiento pueden alterar significativamente el grado de cristalinidad y, por lo tanto, las propiedades de las medias de nailon. La forma más sencilla de diferenciar entre diferentes tipos de nailon materiales es mediante determinaciones del punto de fusión. PA 6 tiene un punto de fusión que es aproximadamente 50°C más bajo que PA 66. Los puntos de fusión aproximados para las poliamidas más comunes son los siguientes:
- PA 12: 175˚C/347˚F PA 6: 220˚C/428˚F
- PA 11: 185˚C/365˚F PA 66: 265˚C/509kF
- PA 610: 223˚C/434˚F PA 46: 295˚C/563˚F
Los materiales de PA se utilizan ampliamente en mezclas o aleaciones con otros materiales. Para analizar un material de PA en dicha mezcla, puede descomponerse mediante hidrólisis ácida (con ácido clorhídrico concentrado). El ácido en el que se basa el PA se recoge e identifica por medios analíticos, como la determinación del punto de fusión. Los puntos de fusión aproximados para los ácidos poliamídicos más comunes son los siguientes:
• Clorhidrato de ácido aminocaproico (de PA 6) 123˚C/254˚F
• Ácido sebácico (de PA 610) 133˚C/272˚F
• Ácido 11-aminodecanoico (de PA 11) 145˚C/293˚F
• Ácido 12-aminolaurico (de PA 12) 163˚C/326˚F
• Ácido adípico (de PA 66 y PA 46) 163˚C/326˚F
Propiedades poliamidas alifaticas
- La resistencia química es generalmente buena: agua, soluciones salinas, degradación oxidativa e hidrólisis, luz ultravioleta
- Propiedades mecánicas, moldeabilidad, autolubricación, resistencia a los hidrocarburos, buena resistencia a la permeación de oxígeno, resistencia a la temperatura
- Numerosas aplicaciones: trenes de engranajes, cojinetes, hélices, bolsas o bolsas para hervir o hornear , líneas de pesca, picaduras de tenis, cuerdas ...
PA66
La PA66, se prepara a partir de la polimerización por condensación de hexametilendiamina (HMDA) y ácido adípico. PA66 hizo su debut comercial como fibra en 1938 con su primer uso en cerdas para cepillos de dientes y más tarde en calcetería para mujeres. PA66 fue el ejemplo para toda la familia de poliamidas. Las poliamidas eran un nuevo concepto en plásticos por varias razones. Fue un polímero semicristalino que experimentó una fuerte transición de sólido a fundido. Además, tenía una temperatura de servicio relativamente alta. La combinación de tenacidad, rigidez y rendimiento "sin lubricación" hizo que PA66 fuera especialmente adecuado para aplicaciones de rodamientos y engranajes mecánicos. Las poliamidas adquirieron la reputación de un material de calidad al demostrar que un termoplástico podría ser resistente, ya que así como rígido, y funcionan mejor que los metales en algunos casos. Esta actuación le dio al nylon la etiqueta de "un termoplástico de ingeniería". PA66 exhibe una temperatura de transición vítrea, Tg, de 78 ° C y un punto de fusión cristalino, Tm, de 269°C. La cristalinidad y la polaridad de la molécula permiten la asociación dipolar que transmite a los polímeros de peso molecular relativamente bajo las propiedades normalmente asociadas con polímeros amorfos de peso molecular mucho más alto.
PA6
De particular interés para la industria del plástico es Nylon 6, PA6, basado en caprolactama, que estuvo disponible en Europa en 1946. La policaprolactama es semicristalina y su Tm es de 228°C, inferior a la PA66. PA 6 se prepara a partir de caprolactama mediante un proceso de apertura de anillo. El material puede estar representado por la fórmula química - [- NH (CH2) 5-CO] n-. Este tipo de material se puede denominar polímero AB (se puede visualizar como si estuviera hecho de un monómero que contiene un grupo ácido y un grupo amina, que reaccionan con 166 para dar el grupo amida). Es un material cristalino que es tenaz, elástico y resistente a la fluencia (a cargas dinámicas). Tiene propiedades físicas, químicas y eléctricas similares al nailon 66 (PA 66) y se clasifica y maneja de la misma manera, es decir, se trata como un material sensible a la humedad. PA 6 tiene un punto de fusión más bajo que PA 66 y un rango de temperatura de procesamiento más amplio
PA46
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. Las variaciones incluyen PA69, PA610 y PA612 (hechas de HMDA y los ácidos dicarboxílicos de 9, 10 y 12 carbonos, respectivamente); y Nylon 11 y Nylon 12 (a través de la autocondensación de ácido 11-aminoundecanoico y lauril lactama, respectivamente). Estos nilones especiales exhiben menor Tms y menor absorción de humedad a un tercio o un cuarto de PA6 o PA66. Cuando se usan monómeros asimétricos, la capacidad normal del polímero para cristalizar puede verse afectada; se pueden formar nilones amorfos (transparentes). Estos nilones amorfos no son tan resistentes como PA6 o 66, pero ofrecen transparencia, buena resistencia química en algunos entornos y menor absorción de humedad.
Otras poliamidas
- Poliamida 3 - Punto de fusuion 320-330°C
- Poliamida 4 - Punto de fusuion 260-265°C
- Poliamida 5 - Punto de fusuion 260°C
- Poliamida 6 - Punto de fusuion 215-220°C
- Poliamida 7 - Punto de fusuion 225-230°C
- Poliamida 8 - Punto de fusuion 195°C
- Poliamida 9 - Punto de fusuion 197-200°C
- Poliamida 10 - Punto de fusuion 173°C
- Poliamida 11 - Punto de fusuion 185-187°C
- Poliamida 12 - Punto de fusuion 180°C
- Poliamida 13 - Punto de fusuion 173°C
Propiedad | PA6 | PA66 | PA46 | PA6T/6 | PA6T/6I | PA9T | SPS |
Tg (°C) | 47 | 47 | 75 | 100 | 100 | 125 | 100 |
Tm (°C) | 225 | 265 | 295 | 300 | 290 | 300 | 270 |
HDT a 0,45 MPa, (°C) | 165 | 235 | 280 | 100 | — | — | 110 |
HDT @ 1.8 MPa, (°C) | 66 | 70 | 190 | 120 | 140 | 120 | 99 |
Densidad (g/cm3) | 1,13 | 1,14 | 1,18 | 1,16 | 1,21 | 1,34 | 1,01 |
Módulo de tracción (MPa) | 2944 | 3300 | 3300 | 3200 | 2440 | 2206 | 3440 |
Resistencia a la tracción (MPa) | 76 | 86,0 | 100 | 100 | 108 | 55 | 41 |
Izod con muescas (J/m) | 53 | 59 | 96 | 70 | 49 | — | 11 |