Sifat mekanik, listrik, termal dan kimia resin poliamida (PA)

Polyamide (PA) adalah senyawa molekul tinggi yang disintesis dari lactam, asam lemokik karboksilat, amina berlemak, atau asam dibasat aromatik, amina dibasic aromatik, yang mengandung gugus amida (-NHCO-) ​​dalam rantai utama. Polyamide adalah resin kristal semi-transparan atau susu putih sudut yang keras, karena massa molekul relatif poliamida plastik rekayasa umumnya (1,5-3) × 104. Polyamide memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, titik pelunakan yang tinggi, ketahanan panas, faktor gesekan rendah, ketahanan abrasi rendah , pelumasan diri, penyerapan getaran dan anechoic, resistensi minyak, resistensi asam lemah, resistensi alkali dan pelarut pada umum Mewarnai yang bagus. Keterbukaan cuaca yang baik, pewarnaan yang buruk. Kerugiannya adalah bahwa penyerapan air besar, mempengaruhi stabilitas dimensi dan sifat listrik. Penguatan dengan serat dapat mengurangi penyerapan air resin, sehingga dapat bekerja dalam suhu tinggi dan kondisi kelembaban yang tinggi.

1. Sifat poliamida yang umum digunakan

Varietas PA adalah PA6, PA66, PA11, PA12, PA46, PA610, PA612, PA1010, serta amina poliasida semi-aromatik dan poliamida khusus, dll., Produksi PA6, PA66 adalah yang terbesar, akuntansi untuk lebih dari 90 % dari produksi poliamida. Struktur kimia berbagai poliamida berbeda, dan sifatnya juga berbeda. Tabel 1-1 mencantumkan sifat-sifat dari beberapa poliamida yang umum digunakan.

Sifat poliamida umum

2. Sifat mekanis

Rantai molekul poliamida mengandung gugus amida polar, dapat membentuk ikatan hidrogen antarmolekul, kristalinitas, gaya antara rantai molekul lebih besar, sehingga memiliki kekuatan mekanik dan modulus yang tinggi. Dengan meningkatnya kepadatan kelompok amida, simetri rantai molekul dan kristalinitas, kekuatannya meningkat; Dengan peningkatan gugus metil dalam rantai molekul poliamida, kekuatan mekanik menurun, sedangkan kekuatan dampak meningkat secara bertahap. Pengenalan gugus aril ke dalam struktur rantai molekul poliamida juga meningkatkan kekuatan karena peningkatan energi ikatan dan peningkatan gaya (misalnya gaya van der Waals) antara rantai molekul. Di antara poliamida, PA66 memiliki kekerasan dan kekakuan tertinggi, tetapi ketangguhan terendah. Semua jenis poliamida sesuai dengan peringkat ukuran ketangguhan: PA66 <PA11 <PA12 <PA1010 <PA6 <PA610. Kristalinitas poliamida, memiliki dampak besar pada sifat mekanik, kekuatan tarik, kekuatan lentur, modulus lentur dengan peningkatan kristalinitas dan meningkat. Kelompok amida dalam rantai utama molekul poliamida adalah gugus hidrofilik, yang membuat poliamida memiliki penyerapan air. Penyerapan air memiliki pengaruh besar pada sifat mekanik poliamida, setelah menyerap air, kekuatan tarik, kekuatan lentur dan modulus elastisitas lentur dan sebagainya sangat menurun, ukuran produk berubah sangat, sementara kekuatan dampaknya sangat meningkat, Lihat Tabel 2-1.

Efek penyerapan air poliamida pada kekuatan

3. Sifat listrik

Polyamide memiliki sifat isolasi listrik yang baik, Tabel 3-1 mencantumkan beberapa sifat listrik poliamida. Meskipun poliamida memiliki sifat listrik yang baik, ia mengandung gugus amida polar dalam rantai utama molekul dan merupakan polimer penyerap air. Ketika laju penyerapan air meningkat, resistivitas volume dan kekuatan dielektrik dari poliamida berkurang, membuat plastik rekayasa poliamida tidak cocok untuk digunakan sebagai isolator listrik untuk pekerjaan frekuensi tinggi dan lingkungan basah.

4. Sifat termal

Titik leleh dari berbagai varietas poliamida sangat bervariasi, titik leleh tertinggi adalah PA46, hingga 295 ℃. Polyamide memiliki berbagai suhu operasi, umumnya dari -40 hingga 100 ° C. Suhu defleksi panas dari poliamida sangat tergantung pada beban. Suhu defleksi panas dari poliamida sangat terkait dengan beban yang dikenakannya, dan berkurang dengan cepat dengan meningkatnya beban. Konduktivitas termal dari berbagai poliamida tidak bervariasi, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1-1. Panas pembakaran berbagai poliamida ditunjukkan pada Tabel 4-1. Panas pembakaran PA6 dan PA66 adalah sama, sedangkan PA610 lebih tinggi dan PA11 adalah yang tertinggi.

5. Sifat Kimia

Polyamide stabil untuk sebagian besar reagen kimia, terutama terhadap bensin, pelumas dan minyak lainnya, memiliki resistensi yang kuat, ketahanan oli yang baik, resistensi minyak PA11, PA12 sangat baik, adalah pilihan pertama bahan untuk saluran bahan bakar otomotif. Namun, itu larut dalam fenol, asam anorganik terkonsentrasi dan asam format pada suhu kamar, dan dalam etilen glikol, asam asetat glasial, propilen glikol, larutan metanol dari seng klorida atau kalsium klorida, serta asam fluoroacetic dan fluoroethanol pada suhu tinggi. Secara umum, sebagian besar plastik poliamida stabil dalam larutan alkali, tetapi hidrolisis atau degradasi terjadi pada suhu tinggi, terutama ketika poliamida meleleh; Di bawah kondisi ini, asam anorganik dan amina, terutama asam monovalen, dapat dengan cepat mengasamkan dan aminolisis poliamida, menyebabkan kerusakan ikatan ftalida-amina, dan pada akhirnya menghasilkan monomer poliamida. Polyamides menjalani degradasi termal pada suhu tinggi. Selain degradasi termal, degradasi oksidatif terjadi ketika poliamida dipanaskan di udara. Sebagai contoh, PA66 menjadi rapuh setelah perawatan pada 250 ° C selama 2 jam atau 70 ° C selama 2 tahun. Dalam praktiknya, seringkali dalam pemrosesan produk poliamida, tambahkan beberapa antioksidan untuk menghambat degradasi oksidatif termal. Polyamide dalam cahaya, karena radiasi ultraviolet, juga akan terjadi fotodegradasi atau penuaan. Polyamide mengandung gugus karbonil, dapat menyerap cahaya ultraviolet di bawah sinar matahari, sehingga kerusakan rantai poliamida dan ikatan silang, tanpa adanya cahaya oksigen, dekomposisi PA6 dan PA66 ke dalam H2, CO dan hidrokarbon. Peredam UV dan stabilisator cahaya amina yang terhalang dapat ditambahkan untuk meningkatkan stabilitas cahaya poliamida.