بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
پلی آمید
اسلاید 2 :
مقدمه
برای اولین بار در سال 1935 پلی آمید (نایلون) به صورت الیاف مصنوعی به بازار عرضه شد و در ده 1950 انواع مختلف آن جهت ساخت قطعات به روش های تزریقی به صورت تجاری وارد بازار شد. اولین شرکت تولید کننده پلی آمید به صورت تجاری، دوپونت (Dupont)بود و نایلون هم نام تجاری محصول این شرکت آمریکایی است.
این پلیمر به صورت دانه های استوانه ای شکل (گرانول) به رنگ شیری (به صورت خالص) و رنگ های دیگر موجود است و به کمک دستگاه های تزریق فشاری و دمشی و همچنین دستگاه اکسترودر شکل می پذیرد.
در کامپاند (آمیزه سازی) پلی آمید ها می توان از انواع افزودنی ها مانند پایدار کننده های حرارتی و نوری، نرم کننده ها، ضد حریق ها، الاستومرها، رنگدانه های و . استفاده کرد. همچنین برای تقویت پلی آمید ها آنها را با الیاف پر می کنند این الیاف اغلب الیاف شیشه هستند اما از الیاف معدنی، کربن و کولار نیز برای کاربرد های خواص استفاده می شود، بنا به نوع مصرف درصد های مختلف الیاف افزوده می شود. پلی آمید های پر شده با الیاف مقاومت بهتری در مقابل خزش، ضربه و شکاف دارند.
اسلاید 3 :
پلی آمید (نایلون)
ساختار کلی:
استفاده می شود به عنوان: ترمو پلاستیک (پلاستیک گرما نرم) و الیاف و پلاستیک مهندسی
انواع مختلف پلی آمید: پلی آمید 6 ((PA6، پلی آمید 6.6 (PA6.6)، پلی آمید 11 ((PA11، پلی آمید 6و 6.6 (,(PA6,6.6پلی آمید 12 ((PA12و .
نکته: به پلی آمید ها، نایلون (Nylon) نیز گفته می شود.
نام های دیگر: کاپرولان ((Caprolan، سلانز (Celanz)، اپرآمید (Epramid)، نووآمید (Novamid)، ارگامید (Orgamid)، تکومید (Tecomid)، اولترامید (Ultramid)، ولامید (Wellamisd)
مونومر: پلی آمید 6: کاپرولاکتام (Caprolactam)
پلی آمید 6.6: آدیپیک اسید و هگزا متیلن دی آمین (Adipic Acid & Hexamethylene Diamine)
پلی آمید 11: روغن کرچک و متانول
اسلاید 4 :
حلال:
پلی آمید 6 و پلی آمید 6.6: اسید فرمیک یا همان جوهر مورچه (Formic Acid)
پلی آمید 11: دی متیل فرمامید DMF یا (Dimethylformamide)
دانسیته: پلی آمید 6: 1.12 تا 1.15 g/cm3
پلی آمید 6.6: 1.13 تا 1.60 g/cm3
پلی آمید 11: 1.03 تا 1.05 g/cm3
نکته: انواع مختلف پلی آمید را نمی توان با آنالیز طیف IR تشخیص داد و این کار به وسیله اندازه گیری دانسیته انجام پذیر است، به عنوان مثال پلی آمید 6 و 6.6 در محلول 10% نمک طعام در آب غوطه ور می شود و نایلون 11 در آب شناور می ماند.
دمای ذوب (Tm): پلی آمید 6: برابر 215 درجه سانتی گراد
پلی آمید 6.6: برابر 270 درجه سانتی گراد
دمای انتقال شیشه ای (Tg):پلی آمید 6: برابر40 درجه سانتی گراد
پلی آمید 6.6: برابر50 درجه سانتی گراد
اسلاید 5 :
ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان)
در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله خاموش می شود.
شعله زرد کوچک با پایه آبی تقریباً نامرئی دارد.
بدون دود می سوزد.
حباب های کوچک تشکیل می دهد.
در شعله چکه می کند.
بوی سوختن مانند موی سوخته است.
اسلاید 6 :
پلی آمید تقویت شده با الیاف شیشه
پلی آمید یكی از پلاستیكهای مهندسی با ویژگیهای منحصر بفرد از جهت استحكام و چغرمگی می باشد. افزودن الیاف شیشه به پلی آمید باعث افزایش خواص استحكامی و مقاومت حرارتی و سایشی آن می گردد.
با توجه به افزایش خواص مكانیكی و فیزیكی و حفظ خواص چغرمگی ، پلی آمید تقویت شده دارای خواص ویژه و كاربردهای منحصر بفردی می باشد.
پلی آمید تقویت شده امروزه جایگزین چدن و سایر فلزات در برخی كاربردها نظیر راه آهن و خودرو شده و بدلیل خواص عایقی و مقاومت حرارتی مناسب ،از این مواد در قطعات الكتریكی نیز استفاده می گردد.
اسلاید 8 :
چگونگی تولید
پلی آمید ها یا نایلون ها جزو پلاستیک های مهندسی به حساب می آیند و به روش پلیمریزاسیون تراکمی یک دی آمین و یک اسید دو عاملی و یا پلیمریزاسیون آمینو اسیدها تولید می شوند. این پلیمرها دارای رشته های منظم و هم اندازه هستند که به همین خاطر بلورینگی (کریستالینیتی) زیادی از خود نشان می دهند.
اسلاید 9 :
پلی آمید ها با یک عدد شناخته می شوند که نشان دهنده تعداد اتم های کربن در آمینو اسید اولیه (مانند پلی آمید 6) و یا تعداد اتم های کربن در دی آمین و تعداد اتم های کربن در دی اسید (مانند پلی آمید 6.6) است. (آمین ها می توانند از 2 تا 10 اتم کربن و اسیدها می توانند از 2 تا 18 اتم کربن داشته باشند.) پر کاربرد ترین آنها پلی آمید های 6 و 6.6 و 11 می باشند، تفاوت اصلی پلی آمید 6 و 6.6 در حداکثر دمای قابل استفاده است که پلی آمید 6.6 مقاومت حرارتی بیشتری دارد همچنین تفاوت اصلی پلی آمید های 6 و 6.6 با پلی آمید 11 در جذب آب و پایداری ابعادی است که پلی آمید 11 در این خصوص بهتر عمل می کند. (لازم به ذکر است که خواص و قیمت پلی آمید 11 و 12 تقریباً مشابه هم است).
اسلاید 12 :
مزایا: پلی آمید ها (نایلون ها) موادی چقرمه، با مقاومت سایشی بالا، ضربه پذیر، دارای مقاومت ترکیدگی بالا، مقاومت ترک خوردگی بالا در خم شدن های متوالی.
معایب: گران بودن، جذب رطوبت (جذب آب سبب افت مدول و کاهش استحکام کششی و کاهش مقاومت الکتریکی و افزایش استحکام ضربه ای می شود)، نداشتن مقاومت در برابر اسید های قوی، دارای خواص ضعیف لغزشی Slip)، با وسایل معمول سیل پذیر حرارتی نمی شوند، نفوذ ناپذیری پائین فیلم های آن در مقابل بخار آب (که این ضعف اغلب به کمک یک روکش PVDC بهبود می یابد).
دیگر خواص: نفوذ ناپذیری عالی در برابر بوها، اکسیژن، نیتروژن و دی اکسید کربن، مقاومت در برابر روغن ها، مقاومت شیمیایی عالی، مقاومت در برابر بنزین، مقاومت در برابر حلال های آلی، مقاومت در برابر آب نمک و محیط های دریایی، خواص نوری خوب.
اسلاید 13 :
خصوصیات کلی الیاف پلی آمید
الیاف پلی آمید از جمله الیافی هستند که در محیط های اسیدی ضعیف مقاومند. محیط های اسیدی قوی سبب متلاشی شدن آنها می شوند مثلا اگر پلیمر های پلی آمیدی در محلول غلیظ اسید کلریدریک به مدت 2 الی 3 ساعت قرار بگیرد می توان هیدرو کلراید و آدیپیک اسید به دست آورد. جهت شناسای الیاف پلی آمید می توان از فنول یا اسید فرمیک استفاده کرد. هر دو معرف حتی در درجه اتاق نیز نایلون را در خود حل می کنند. الیاف پلی آمیدی درصد جذب رطوبت پایینی دارند بین (15-20%) این الیاف در برابر محیط های قلیایی قوی مقاومند.
مقاومت بیولوژیکی الیاف پلی آمیدی بالاست. میکرو ارگانیزم ها تاثیر چندانی روی این الیاف ندارند کما این که اگر آزمایش مدفون کردن در زباله در شرایط استاندارد آزمایشگاهی انجام شود به این نتیجه میرسیم که پس از 6 ماه فقط در حدود 4 الی 5 در صد از مقاومت اولیه کاسته می شود و پس از طی یک ماه الیاف کاملا متلاشی می گردد. وقتی این پارچه ها در معرض نور خورشید انبار می شوند گروه های آمین انتهایی اکسید شده و تخریب می شوند. دراین صورت پارچه ها نسبت به رنگرزی آنیونیکی تمایل به جذب کمتری خواهند داشت.
اسلاید 14 :
انتخاب مواد رنگرزی برای نایلون
الیاف نایلون هر دو گروه انتهایی آمین و کربوکسیلیک اسید را در بر دارند و با انتخاب شرایط مناسب جهت رنگرزی یکی از آنها مواد رنگزای کاتیونی یا آنیونی می توانند جذب گردند و همچنین نایلون را می تواند با مواد رنگزای دیسپرس رنگ نمود.
کاربرد های اصلی نایلون
نایلون 6 و نایلون 66 را نخ کفپوش های تافتینگ نخ خامه قالی پوشاک به ویژه جوراب تشکیل می دهد. انواع نخ های نایلونی با استحکام بالا در مواردی مثل تقویت تایر خودرو و هواپیما مورد استفاده قرار می گیرند. این الیاف دارای مقاومت عالی در مقابل سایش می باشند. الیاف نایلونی با توجه به استحکام بالا و سختی برای تولیدهای مثل طناب، کمربند ایمنی، چتر نجات، نخ و تور ماهیگیری مورد استفاده قرار می گیرند. در صورت احتیاج به الیاف نایلون بریده شده، تولید تعدادی از رشته ساز ها با تعداد بسیار زیاد فیلامنت پس از کشیده شدن استراحت و چین زده شدن به ماشین های تبدیل تغذیه می گردند.
اسلاید 15 :
فرایند آمیزه سازی پلی آمید 6
فرآيند آميزه سازي پلي آميد 6 فرآيند پيچيده اي نيست اما بسياري از شرکت هاي توليد کننده آميزه از موادي خاص و استانداردهاي خاص براي دستيابي به کيفيت مشخصي از محصول استفاده مي کنند که بدليل نبودن اطلاعات در مورد آنها که تحت ليسانس شرکت مربوطه قابل دستيابي است، به ناچار به اصول کلي فرآيندمي پردازيم. در ابتداي کار نياز به گريد خاصي از نايلون 6 با خواص فيزيکي و مکانيکي مشخص داريم که در راستاي دستيابي به خواص نهايي مطلوب انتخاب مي گردد. درصد رطوبت موجود در چيپس نايلون 6 يکي از موارد بسيار مهم است که در صورت نامناسب بودن در مرحله اکستروژن(کامپاندينگ) مشکلات فراواني به همراه خواهد داشت.خواص ديگر نايلون نيز بايد استاندارد باشد.
اسلاید 16 :
در مرحله بعد نايلون 6 به همراه انواع افزودني ها در نسبت هاي مشخص وارد ميکسر خارجي مي گردد (در صورت استفاده از اکسترودر ساده) که بسته به پيوسته و يا ناپيوسته بودن فرآيند کامپاندينگ، مواد اوليه ممکن است به طور دستي يا اتوماتيک وارد اين ميکسر گردد. سپس محصول خروجي وارد تانکي مي شود که وظيفه تامين خوراک اکسترودر با سرعت مشخص را بعهده دارد. در مرحله بعد اين مواد وارد قيف خوراک دهي اکسترودر مي شود. اکسترودرها داراي طراحي خاصي هستند تا بتوانند بهترين اختلاط را نتيجه دهند. بنابراين ممکن است از قيف خوراک دهي تا اکسترودر اصلي از يک اکسترودر دو پيچه و بعضاً تک پيچه کوچک جهت اختلاط بهتر و انتقال مواد اوليه با دبي ثابت به داخل اکسترودر اصلي در صورت تک پيچه بودن استفاده گردد که بازده فرآيند اختلاط را تا درصد قابل قبولي افزايش مي دهد.
در داخل اکسترودر مراحلي چون ذوب و اختلاط مواد اوليه تحت تاثير نيروهاي برشي و گرماي حاصل از آن و گرماي توليد شده توسط المنت هاي تعبيه شده بر روي اکسترودر پشت سر گذاشته مي شود. گازهاي توليدي نيز توسط vent هاي تعبيه شده خارج گشته تا در محصول خروجي پيوستگي لازم را داشته باشيم. بر روي اکسترودر ممکن است محل هايي براي افزودن بعضي از مواد تعبيه شده باشد که اصولا در توليد گريدهايي با کارايي ويژه به آنها نياز داريم تا کيفيت مطلوب را بدست آوريم.
اسلاید 17 :
در مرحله پاياني توسط يک داي استاندارد مواد خروجي با دبي ثابت و شکل مشخص خارج مي گردد و سپس توسط دستگاه کشنده کشيده شده و توسط کاتر برش خورده و به شکل چيپس و حبه در مي آيد. در مرحله بعد وارد دستگاه خنک سازي شده و سپس به انبار حمل مي گردد.
اسلاید 18 :
موارد کاربرد
مخازن بزرگ نگهداری (با قابلیت لغزندگی بالا) - چرخ دنده - قطعات پمپ - قطعاتی که در ساخت اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرد (از جمله: قسمتهای قطعات قفل - چرخ دنده ها - قسمت های پوششی در تماس با سوخت موتور و برای سایر قطعات) امکان پذیر است.
کاربرد ها: مهم ترین کاربرد آن در صنعت پارچه بافی است که از آن به عنوان الیاف مصنوعی استفاده می شود این الیاف شباهت و استحکامی شبیه ابریشم طبیعی دارند، چتر های نجات، طناب های محکم، پرزهای مسواک، نخ های بخیه، رگ های مصنوعی، الیاف مصنوعی و پوشاک، ساختن قطعاتی که نیاز به ویژگی های مکانیکی بالایی دارند، تولید لوله و شلنگ برای ترمز های بادی موتورهای بنزینی و دیزلی و خطوط لوله هیدرولیکی، قطعات خودرو، قطعات کوپلینگ، یاتاقان، چرخ دنده، پیچ و مهره، اتصالات، پاشنه کفش و .
اسلاید 19 :
پلی آمید آروماتیک (آرامید)
نوعی پلی آمید آروماتیک (آرامید) نیز وجود دارد که به آن پلی پلی ـ فنیلن ترفتالات گویند و به نام کولار ((Kevlarمعروف است و شناخته می شود. این ماده عموماً به شکل الیاف مورد استفاده قرار می گیرد و به دلیل داشتن خواص مکانیکی بالا و مقاومت پارگی فوق العاده بالا، از آن در تهیه جلیقه های ضد گلوله، کاربرد های نظامی و فضایی و ساخت سیم های تله کابین استفاده می شود.
اسلاید 20 :
آرامید متعلق به خانواده نایلونهاست نایلون های متداول مانند نایلون 66 خصوصیات ساختاری خوبی ندارند.حلقه های ارامیدی به کولار پایداری حرارتی داده این در حالی است که ساختار پارا به ان استحکام و مدول .بالا می بخشد.
مدول کششی و قدرت استحکامی کولار 29 به طور تقریبی قابل مقایسه با الیاف شیشه می باشد. البته اغلب دانسیته ان حدودا نصف الیاف شیشه است. لذا با تخمین اولیه میتوان الیاف کولار را به عنوان جایگزین خوبی برای الیاف شییه ای که وزن پایین تری از انها مد نظر است در نظر گرفت.
کولار از الیاف شیشه گرانتر است در کنار استحکام بالا و وزن مولکولی ان فواید دیگری را نیز در بر دارد.مانند گرافیت دارای ضریب انبساط حرارتی منفی بوده که این امر به لایه های کولار کمک می نماید که در برابر حرارت پایدار باشد .اما برتری اصلی ان نسبت به گرافیت مقاوم بودن در برابر فشار و ساییدگی است .و می توان از ان به عنوان یک لایه محافظت کننده نسبت به لایه های گرافیتی استفاده نمود .همچنین می توان جهت افزایش مقاومت در برابر تخریب وبالا بردن استحکام در حد پارگی گرافیت ان را با کولار ترکیب نمود بدین صورت از گسیختگی های ناگهانی ان نیز جلوگیری می شود.
