История и современность
В это название входит целая группа подвидов материи, созданной в результате смешивания органических и искусственных волокон. Поэтому трудно определить точную дату, когда стали производить синтетику. В тридцатые годы прошлого столетия для покрышек автомобильных шин был придуман нейлон компанией «Дюпон». Из-за своих исключительных характеристик (прочности, пластичности) он стал применяться в создании одежды и обуви.Только в 60-е годы экспериментальным методом было налажено производство полиамида, как самостоятельного вида новой ткани. Очень долго люди не принимали ее, так как привыкли одеваться из натурального материала. Но вскоре она заняла лидирующие позиции и ее включили, как обязательный компонент для создания изделий легкой промышленности. На сегодняшний день мы встречаем продукцию на каждом шагу (детали бытовой техники, компьютеров, посуды, строительные материалы, элементы в железнодорожных вагонах, самолетах и пароходах).
Особенности состава и производство
Данный вид получают из органических природных ресурсов, таких как: нефть, газ, древесный уголь. Изготовление происходит тремя способами:- Из бензола в процессе синтеза появляется капролактам.
- Из полученного вещества формируется ископаемый полимер.
- Последний этап – это непосредственная технологическая обработка, где из растянутых волокон и получается нить.
- При помощи специального станка (экструдера), где технологически предусмотрено отверстие, выходят изделия из полимерных соединений. Процесс предполагает выдавливание нагретого материала.
- Формовая полимеризация, при которой получается высокомолекулярное вещество путем неоднократного присоединения маленьких молекул к основному центру.
- Прессование обозначает процесс получение ткани под давлением. В отверстие матрицы помещают вещество и далее выталкивают при помощи пресс-штемпеля.
- Расплавленную пластмассу льют под давлением в специальную форму, которая впоследствии охлаждается.
- Путем вакуум формования получается листовой или пленочный материал. При этом температуру нагревают до того времени, чтобы из твердого состояния товар перешел в эластичный.
- Оформление изделия методом пневмо-формирования, под воздействием сжатого воздуха при высокой t.
Механические свойства изделий из полиамида
Виды разнообразных материалов из этого полимера по своим характеристикам схожи между собой. Их объединяют два основных качества – это прочность и долговечность. Рассмотрим все преимущества и недостатки.Плюсы
К положительным особенностям можно отнести:- Гибкость. При сильных нагрузках и растягивании не поддается деформации формы.
- Изделия быстрее высыхают, чем из ткани органического происхождения, благодаря водоотталкивающим свойствам.
- Во время пожара не обладает горючестью, не вспыхивает. Только плавится и тлеет.
- Не боится ультрафиолета, под воздействием которого не выгорает и не теряет первоначальную цветовую гамму.
- Стойкий к образованию плесени, грибка.
- Может эксплуатироваться в агрессивных условиях, так как не подвержен к разъеданию солями, кислотами и щелочами.
- Материал не колется, приятен для тела человека.
- Технологи на предприятиях без труда окрашивают его в любые цветовые решения.
- При ручной и машинной стирке остается в первоначальной форме (не садится, не мнется).
- Высокопрочный, так как состоит из нитей, одна из которых может выдержать колоссальную нагрузку в 1,5 кг.
- Низкий удельный вес придает изделию «невесомость».
Минусы полиамидной ткани
К недостаткам необходимо отнести:- Низкая поглощаемость влаги.
- Из-за того, что волокно имеет высокую теплопроводность, то в одежде из него зимой будет холодно, а летом жарко.
- Нет возможности вывести пятна от жировых загрязнений.
- Непригодность к эксплуатации при температуре выше 40 градусов. В это момент происходит ломка и крошение.
- Низкая гигроскопичность приводит к повышенной электризации.
- Синтетика может привести к аллергическим высыпаниям на коже.
Технические качества и сферы применения
Такие характеристики, как износостойкость и прочность позволили конструктивному материалу применяться во всех отраслях народного хозяйства:- В легкой промышленности его используют для производства: летней одежды, плащей и курток, синтетических веревок и канатов, спортивных принадлежностей, кед, кроссовок и подошвы для другой обуви; ковров и паласов, рыболовных снастей, снаряжения для туристов, зонтов, мехов, колготок и нижнего белья.
- В машиностроении из полиамида пластика изготавливаются ролики, втулки, обода колес и амортизационные механизмы.
- В строительной сфере его применяют для изготовления: деталей трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры, некоторых видов растворителей и лакокрасочных изделий, антисептических покрытий и от коррозийности металла.
- В пищевой индустрии задействуют элементы из синтетики для оборудования, которые имеют соприкосновение с продуктами.
- В медицине – это шовная хирургическая нить, искусственные протезы и суставы, ортопедические корсеты, поддерживающие повязки и бинты, кровеносные сосуды.
Разновидности и модификации
Полиамид и нейлон – это одно и то же волокно, которое широко и успешно используется во всем мире уже более 50 лет. Их свойства почти одинаковые, оба отличаются высокой прочностью при растяжении, стойкостью к износу, обладают широким интервалом минусовой и плюсовой температуры, выдерживают нагрузку паром до 140 градуса. На российском рынке используются ПА под номерами: 6, 66, 11, 12, 610. После вторичной переработки – 6-12, 6-21.На мировых и русских заводах широко применяется группа PA 6. На основе этого вещества изготавливают конструкционный термопласт, который нашел свое место в горнодобывающей промышленности, в автомобилестроении. Благодаря своей стойкости к углеводородным продуктам, механическим свойствам и влагопоглощением этот компонент добавляют в производство ответственных узлов и деталей.
Виды тканей и область их применения
В современной индустрии используют семь основных типов, каждый из которого широко применяется во всех отраслях народного хозяйства.Капрон
Это синтетическое полиамидное волокно, бело-прозрачное, максимально прочное. По сравнению с шелком имеет наибольшую эластичность. Изделия из него не стираются при многократной эксплуатации. В мокром состоянии очень стойкие, так как материал не впитывает влагу. Поэтому эта ткань идет на изготовление:- рыболовной лески и сетки;
- веревки и шпагата;
- гитарной струны;
- материалов для фильтрации;
- колготок, чулок и носков;
- деталей для втулок, зубчатых колес, кордонной нитки для шин, подшипников в автомобилестроении;
- парашютов.
Анид
Это разновидность первого материала, название которого вошло в обиход у зарубежных химиков. Дополнительные характеристики – это повышенная теплостойкость и податливость к окрашиванию.Нейлон
Самый старый по возрасту материал, который был синтезирован в 1935 году американским химиком и изобретателем Казореслом. После лабораторных исследований его представили общественности в конце тридцатых годов. Одна из легенд гласит, что термин произошел от названия Нью-Йорка и Лондона. Существует и альтернативная версия, якобы компания DuPont искусственно создало случайное слово из разных слогов «капрона».До сих пор не затихают споры по поводу, что лучше нейлон, полиамид или пропилен. Все эти волокна обладают одними и теми же свойствами. Используются в разных областях промышленности.
Таслан
Повышенная прочность и лучшая воздухопроницаемость придает материалу тяжелый вес. Такая характеристика способствует для изготовления верхней одежды.Джордан
Хорошая проводимость воздушных масс и отталкивание воды позволили из этой ткани шить куртки, плащи, ветровки и комбинезоны для взрослых и детей. Основа данного текстиля представляет собой полотно с особым плетением, где прочность усиливается из-за добавления в состав армирующих нитей. Это придает внешнему виду гладкость со своеобразным переливом.
Велсофт
Это современный материал, полюбившийся дизайнерами для пошива одежды для малышей. Второе название – микрофибра. Обладает фактурой велюра, очень мягкая и пушистая на ощупь. При этом не пропускает холодные воздушные массы, при многочисленных стирках не скатывается и не изнашивается. Одеяла, покрывала и полотенца, сшитые из него, прослужат долгое время.Тактель
Это микроволокно, имеющее двухслойную структуру, обладающее всеми положительными характеристиками, используется для производства особых специальных костюмов, которые применяются в условиях холодного климата: спортивная и туристическая одежда, нательный трикотаж, компрессионные лосины, гольфы, носки и чулки для восстановления мышц после травм от тренировок.Использование
Синтетическое полиамидное волокно – это материал неорганического происхождения, синтизированный из нефти, газа или древесного угля. Основные свойства позволяют применять полотно для изготовления ковровых покрытий, огромного ассортимента одежды (от носков до курток), искусственного меха и ниток для вязания, рыболовных снастей, галантерейных товаров, лент для конвейерного оборудования и многих других изделий легкой и тяжелой промышленности.Технические характеристики
Перечислить все свойства полиамидов в цифрах не представляется возможным. Рассмотрим несколько распространенных видов:- ПА6-ЛПО-Т18. Ударная вязкость составляет 30 по Шарпи. Прочность на разрыв 77 МПа и выше. Устойчивость к пробою – 25 Кв на один мм.
- Модель 66-1А отличается стабильностью к деформации. Не восприимчива к воздействию химических соединений (масло, бензин, щелочи). Используется при изготовлении деталей, подверженных механическим нагрузкам (вкладыш подшипникового узла, шестерня). Поддается плавлению при температуре от 254 до 260 градуса.
Историческая справка
Выше мы писали о дате синтезирования ПА. Но впервые соединение, в состав которого входила основа смолы «Стирол», было изготовлено в тридцатых годах девятнадцатого столетия учеными Остромысленским и Штаудингером. При помощи легкой полимеризации styrax последний химик наладил производство волокна в Германии в 1911 г. Но в мире большой популярностью этот материал не пользовался из-за высокой стоимости нефтегазовых ресурсов. Картина изменилась во время Второй Мировой войны. Тогда требовалось оружие с напалмом, которое невозможно долго тушить водой. Для этого начали использовать стирольный каучук в качестве смазки. Впоследствии США применила это свойство для ведения выжигательной войны во Вьетнаме.Изделия
Мы большое внимание уделили товарам народного потребления, выпущенных легкой промышленностью. Акцент хочется поставить на те вещи, которые используются для технических целей. Материал полиамид успешно применяется в производстве:
- Подшипников скольжения.
- Различных прокладок, обладающих уникальными эксплуатационными свойствами.
- Ступичных узлов для автомобилей и станков машиностроения, а также для корпусных элементов и кронштейнов.
- Запасных частей для агрегатов разной сложности, которые предназначены для снижения восприимчивости ударов, вибрации, звуков.
- Уплотнителей, увеличивающих герметичность в устройствах с повышенным давлением.
- Складской гидравлической тележки (колеса и ролики);
- Для труб и профилей разного диаметра (круглые, квадратные, прямоугольные, декоративные, наружные и внутренние заглушки);
- Мебельной фурнитуры (пластиковые отбойники, направляющие, опоры);
- Подшипники.
Основные характеристики
Полимерная ткань обладает следующими свойствами:- Пластичностью, при которой легко сгибается и при этом восстанавливает свою первоначальную форму, то есть не поддается деформации.
- Прочностью. Легко воспринимает большие физические нагрузки.
- Термостойкостью. Не меняет свои качества при воздействии высоких и низких температур.
- Невосприимчивостью к химикатам (щелочам, кислоте). В том числе она не окисляется под воздействием кислорода и воды, как металл.
- Долгой эксплуатацией, во время которой изделия не меняют своих физических свойств.
- Способностью уменьшать коэффициент трения.
- Невосприимчивостью к проводимости электрического заряда.
- Способностью выдерживать постоянные нагрузки.
- Не меняет своих качеств при температурных перепадах.
- Выдерживает паровое влияние при 140 градуса.
- При сильном морозе не подвержен ломанию, то есть сохраняет свою эластичность.
- На него не имеет влияния действие спирта, растворителя, масла и бензина.
- Растворяется в концентрированной муравьиной, серной и трифторуксусной кислотах. А также на него действуют фенол, крезол, хлор и трифторэтанол.
Для изменения базовых свойств применяют различные добавки, такие как: минеральные наполнители и оптоволокно. Для обработки подходят все методы: фрезерование, сверление, точение, сваривание и шлифование. Хорошо поддается окрашиванию. Минусом является плохая проницаемость воздуха, что негативно сказывается на изготовлении одежды для маленьких детей. Также невозможна эксплуатация изделий при температуре ниже 40 градусов, это может привести к ломкости и крошению. Людям, страдающими аллергией категорически запрещено использовать трикотаж из этого волокна.
Мы привели массу отличий и подробно описали, что это такое – полиамид, вреден этот материал или нет, в какой одежде он находит применение, чем отличается от полиэстера и в чем состоит разница между ним и нейлоном.